地表水检测中氨氮高于总氮的原因探讨

第22卷　第22期中国给水排水Vol.22No.22

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

2006年11月CHINAWATER＆WASTEWATERNov.2006

地表水检测中氨氮高于总氮的原因探讨

赵　楠,　李建坡,　丁致英,　海　燕,　董纪珍

(北京城市排水集团有限责任公司水质检测中心,北京100022)

　　摘　要:　针对采用国标方法测定同一水样的氨氮和总氮时所出现的氨氮浓度高于总氮浓度的情况,分析了测定方法的准确性,并分析了各影响因素对测定结果的影响。结果表明,消解时间不足造成了总氮测定结果偏低,提出对于成分复杂、色度较高的地表水水样,将消解时间延长至60min可提高测定结果的准确度。　　关键词:　氨氮;　总氮;　消解时间

中图分类号:TU991.1　　文献标识码:C　　文章编号:1000-4602(2006)22-0089-03

DiscussionontheReasonsforAmmoniaNitrogenConcentrationHigher

thanTotalNitrogeninSurfaceWaterQualityMeasurement

ZHAONan,　LIJian-po,　DINGZhi-ying,　HAIYan,　DONGJi-zhen

(WaterQualityAnalysisCenter,BeijingDrainageGroupCo.Ltd.,Beijing100022,China)　　Abstract:　Aimedattheproblemthatcontentofammonianitrogenishigherthanthatoftotalnitro-genmeasuredwithnationalstandardmethodforthesamewatersample,theaccuracyandaffectingfactors

ofboththemethodswerestudied.Theresultsshowthatthedeterminationofammonianitrogenisaccu-rate,howevertotalnitrogencontentislowduetoshortageofdigestiontime.Itisconsideredthatprolon-gingdigestiontimeto60mincanimprovethedetectionprecisionoftotalnitrogenforhighcolorandcom-plexcontentsurfacewatersamples.　　Keywords:　ammonianitrogen;　totalnitrogen;　digestiontime　　在水质检测中,一般采用纳氏试剂光度法(GB7479—87,以下简称《氨氮方法》)测定氨氮89,以下简称《总氮方法》)测定总氮

[2]

[1]

中,边搅拌边分次加入二氯化汞(HgCl结晶粉末2)(约10g),至出现朱红色沉淀且不再溶解为止。②另称取60g氢氧化钾溶于水中并稀释至250mL,冷却至室温后将溶液①不断搅拌、徐徐注入氢氧化钾溶液中,用水稀释到400mL后混匀。静置过夜,将上清液移入棕色瓶中,用橡胶塞封盖保存。

10%硫酸锌溶液、5%氢氧化钠溶液、50%酒石酸钾钠溶液、碱性过硫酸钾溶液、1+9盐酸溶液、去离子水(电导率为18.2MΨ/cm)。1.2　主要仪器和设备

7200可见分光光度计及8500紫外可见分光光度计;医用蒸汽灭菌器(压力为0.11～0.14MPa);EasypureiiUV/UF超纯水器。

,采用

碱性过硫酸钾氧化-紫外分光光度法(GB11894—

。

在实际操作中,当测定成分复杂、色度较高且氨氮含量相对较高的水样时,由于受到某些因素的影响,有时会出现水样氨氮浓度高于总氮浓度的现象,如笔者测定亮马河水水样时,就出现了该情况(氨氮浓度为25.2mg/L,总氮为23.0mg/L),为此进行了分析与研究。1　试验试剂与仪器1.1　试剂

纳氏试剂:①称取20g碘化钾溶于25mL水

第22期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　中国给水排水　　　　　　　　　　　　　　　　　　第22卷

氮,结果见表3。由表3可知,用《总氮方法》直接测定的总氮数据明显低于凯氏氮、硝酸盐氮与亚硝酸盐氮之和,说明该水样的总氮测定过程存在较大偏差。

表3　水样总氮测定结果比较

Tab.3　Comparisonoftheconcentrationoftotalnitrogen

mg·L-1

项　目凯氏氮硝酸盐氮亚硝酸盐氮

平行平行平行3平行平行529.10.160.0

27.6

0.140.027.723.1

29.4

0.150.029.622.1

27.6

0.160.027.822.7

28.0

0.140.028.123.0

28.3

0.150.028.523.0

2　结果与讨论

环境样品的监测试验中出现氨氮高于总氮的现象主要是受样品、试验环境、试验条件、样品浊度及色度、分析方法和分析仪器、分析人员和数据处理等

[3]

因素的影响。试验中排除了样品和数据处理的干扰,对试验条件、样品浊度及色度、不同分析方法三个因素进行了深入探讨。2.1　对氨氮测定过程的研究

2.1.1　色度对氨氮的干扰

色度是干扰分光光度法的主要因素之一,水样带色或浑浊会影响氨氮的测定。水样取自亮马河水系,目视可观察到水样呈黄绿色,而用纳氏试剂光度法测定氨氮时最终的显色是黄色,这势必为最终结果引入一定的正误差,因此在分析时应进行适当的预处理。为此对该水样的预处理方法进行了一系列的对比,结果见表1。由表1可知,不同预处理方法对氨氮的吸光度及测定结果影响不大,现行预处理方法完全可消除色度对氨氮测定结果的干扰。

表1　色度对氨氮测定结果的干扰

Tab.1　Influenceofchromaonammonianitrogendetection吸光度A

絮凝后用洗净

上清液0.45μm滤膜过滤0.098

0.09724.9

0.09825.0

0.09624.5

+硝酸盐

29.3

+亚硝酸盐氮

总氮

24.1

2.2.2　浊度对总氮的影响

浊度是样品分析中最难消除的影响因素,对肉眼可以感知的浊度,分析者必会采取一定措施尽量消除其影响,但对肉眼不能感知的浊度(如水中的藻类等微小物质引起的浑浊)就难以引起分析者注意,遇此情况可延长静置时间或离心分离取上清液测定。

将水样和加标水样消解冷却后取出,均可观察到具塞比色管底部有肉眼可见的白色沉淀,加入盐酸摇匀后白色沉淀逐渐消失。静置30min后由上至下逐层比色,结果见表4。由表4可知,上层和底层样品溶液的275nm处吸光度、总氮浓度基本一致,说明该水样中的白色浑浊物可完全溶于盐酸,比色时在275nm处不产生影响。水样静置后不分层,国标方法可满足准确测定的要求,无需延长静置时间或离心分离取上清液测定。

表4　浊度对总氮测定结果的影响

Tab.4　Influenceofturbidityontotalnitrogendetection项目层1层2层3层4层5层6层7275n0.000.000.000.001.000.001.000/(m31.031.031.030.931.030.931.0

-1

·L275n000.000.000.000.000.000.0000.

/(m52.152.252.452.752.052.652.6-1

·L浓度/

25.0

(mg·L-1　注:　数据均为5次测定的平均值。

2.1.2　加标回收率

对水样进行了加标回收试验,结果见表2。可见,平均加标回收率为102.5%,误差在允许范围内,检测结果准确可靠。

表2　氨氮加标回收试验结果

Tab.2　Recoveryofammonianitrogenwithstandardaddition

-1

mg·L

样品水样标样样+标

平行125.120.045.1

平行225.320.045.8

平行325.320.046.1

平行425.120.045.6

平行525.120.046.1

2.2　对总氮测定过程的研究2.2.1　水样总氮与凯氏氮的比较

总氮在数值上应为凯氏氮、硝酸盐氮与亚硝酸盐氮之和。根据水样中氮类化合物的相关性,同时

测定了水样的总氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和凯氏

2.2.3　金属离子的干扰

水样中含有六价铬和三价铁离子时会对测定产

[4]

生干扰。对水样中的总铬和总铁用火焰原子吸

第22期赵　楠,等:地表水检测中氨氮高于总氮的原因探讨

表7　总氮加标回收试验

第22卷

收法进行测定,其中未检出总铬,总铁含量为0.04mg/L,含量较低,不影响测定结果。

2.2.4　碱性过硫酸钾用量

在水样中分别加入5mL和10mL碱性过硫酸钾消解60min后比色,得到总氮浓度,结果见表5。由表5可知,加入不同剂量碱性过硫酸钾所得的总氮浓度基本一致,这说明在此总氮浓度下,5mL氧化剂已满足氧化要求。总氮浓度偏低并非由氧化剂用量偏低造成。

表5　碱性过硫酸钾用量对总氮浓度的影响Tab.5　Influenceofapplicationamountofoxidant

ontotalnitrogendetection

5mL10mL

-1

mg·L

Tab.7　Recoveryoftotalnitrogenwithstandardaddition

mg·L-1

样品水样标样样+标

平行130.920.052.1

平行230.820.052.4

平行330.820.052.1

平行430.920.052.1

平行531.020.052.2

　　此外,试验用的玻璃器皿、比色时所用比色皿的

洁净度也会对测定值产生较大影响。试验时要注意以上因素,避免出现误差。3　结论

①　用标准方法测定的氨氮结果误差在允许范围内,现行预处理方法可完全去除色度对测定结果的干扰。

②　低浓度的金属离子、氧化剂碱性过硫酸钾用量、比色前是否静置均不会对总氮浓度产生较大影响,而消解时间不足则会使测定结果产生较大偏离,应适当延长消解时间至60min,改进后的总氮测定方法符合准确度要求。这种方法较适用于成分复杂、色度较高、氨氮含量相对较高的地表水及污水水样的测定。参考文献:

[1]　GB11894—89,水质—总氮的测定—碱性过硫酸钾消

解紫外分光光度法[S].

[2]　GB7479—87,水质—氨氮的测定—纳氏试剂光度法

平行27.828.828.828.728.828.628.328.029.128.628.128.4

2.2.5　消解时间

在121℃下,取1mL水样加入5mL碱性过硫酸钾分别消解30、45、60min进行对比,结果见表6。可见,总氮浓度随着消解时间的增加而增加,当消解时间达到60min时,总氮的浓度已超过该水样的氨氮浓度,并与凯氏氮方法计算出的总氮值吻合。这可能是由于河水成分比较复杂,其中含有某些难氧化的物质所致。为保证消解完全,需适当延长消解时间至60min。

表6　不同消解时间对总氮浓度的影响Tab.6　Influenceofdigestiontimeontotal

nitrogendetection

30min

45min60min

19.5

24.127.8

16.7

23.128.8

17.0

22.128.8

19.1

22.728.7

17.0

23.028.8

mg·L

-1

[S].

[3]　黄慧坤.环境样品监测中总氮低于氨氮的原因[J].

云南环境科学,2004,23(增):219-220.

[4]　国家环境保护总局.水和废水监测分析方法(第4版)

[M].北京:中国环境科学出版社,2002.电话:(010)87743414

E-mail:[email protected]收稿日期:2006-05-11

消解时间平行1平行2平行3平行45平均值

17.9

23.028.6

2.2.6　加标回收率

为了证明改进方法的准确性,对水样的总氮进行加标回收试验,结果见表7,平均加标回收率为106.5%,表明该方法准确可靠,适用于该水样的检测。·工程信息·

广州市花都区新华污水处理厂扩建(一期)工程

　　处理规模:10×10m/d;总投资:11395.63万元;占地面积:5.33hm;处理工艺:改良型A/A/O处理工

艺;主要设备:粗格栅、提升泵、细格栅、单级高速离心鼓风机、桥式单管刮吸泥机、微空曝气系统、水下推进器、紫外线消毒系统、潜污泵、浓缩脱水一体机;进展阶段:初步设计;建设单位:中科成环保集团股份有限公司;设计单位:中科成环保集团股份有限公司。

(中科成环保集团股份有限公司　徐　进)

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