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水质监测中氨氮测定的影响因素分析

2020-08-06陈小丽

绿色科技 2020年4期
关键词:氨氮pH值时间

摘要:指出了氛氮是水质常规监测中重要的一项检测项目。对纳氏试剂分光光度法测定水中氨氮的关键影响因素,如无氨水和试剂的配制、监测过程中实验反应的显色温度、反应时间以及水样中pH值、盐度及光波等因素进行了分析,以确保氨氮实验结果的准确性和科学性。

关键词:氨氮;纳氏试剂分光光度法;温度;时间;pH值

中图分类号:X833 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2020)04-0068-02

1 引言

为践行“绿水青山就是金山银山”理念,加强生态文明建设刻不容缓。保护生态文明最主要的一方面是要保护水资源环境,水环境的其中一个常规监测指标就是氨氮。水中氨氮含量高不仅污染水质质量造成水体富营养化也对水中生物影响极大,轻者造成水生物摄食频率降低、阻碍水生物正常生长发育,降低氧在细胞间的输送速率,重者造成水生物表现亢奋、在水中丧失平衡、抽搐,甚至死亡。因此做好水质监测工作十分重要。但由于水质监测属于复杂且精细的操作,易被其相关因素所影响,因此必须对于其影响因素进行深入的研究分析,以确保在监测水中氨氮含量时能得到一个科学准确的数值。

2 水质监测中氨氮的概述

氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮[1]。一般情况下,水质监测中采用纳氏试剂分光光度法来测定水中氨氮,水体中的游离态氨和铵离子与纳氏试剂反应生成淡红棕色络合物,该络合物的吸光值与水中氨氮的含量成正比,因此通过测量吸光值就可以得出水体中氨氮的具体含量[2]。

3 水质监测中氨氮测定的影响因素

3.1 无氨水和试剂的配制

氨氮的测定过程中对水和试剂的配制要求较高,一般使用的蒸馏水必须经过二次处理,且在无氨的环境中进行,也可以是用离子交换纯水器制取的新鲜的去离子水,方便快捷[3]。本实验室采用的是四川沃特尔水处理设备有限公司生产的超纯水机(型号WP-IV-20)制取的UP水进行实验分析,经过分析验证UP水空白值吸光度可达到分析方法的实验要求。

市面售卖的酒石酸钾钠试剂纯度参差不齐,有时试剂杂质中铵盐的含量偏高,这时单单采用直接加热煮沸这种方式去除铵盐是往往达不到实验室分析要求的,就需要通过加入纳氏试剂产生沉淀去除铵盐,或是采用加入氢氧化钠溶液再加热煮沸去除铵,经过实验验证加入氢氧化钠溶液去除铵的效果高于加入纳氏试剂的去除效果,本实验室一般采用氢氧化钠去除铵盐,确保空白吸光值符合实验室分析要求[4]。

3.2 温度

在氨氮的测定中,温度影响纳氏试剂与水中铵离子等物质的反应速率和显色变化。温度控制在25℃条件下时,铵离子与纳氏试剂反应最为灵敏,显色反应完全;在温度低于20℃时吸光值无明显变化,可以得知显色反应还没完全完成;在温度高于30℃,溶液颜色慢慢出现褪色反应,吸光值变低,因此实验室为了保证氨氮监测结果的准确性,应把实验室温度维持在20~25℃之间。

3.3 时间

在水质氨氮监测中反应时间的长短影响溶液显色的灵敏性。本实验选取一支有证的标准样品,其生产批号为2005110,标准值及不确定度为0.502±0.023mg/L,在不改变其他实验条件下,改变实验的反应时间来分析测定不同的反应时间对氨氮测定值的影响(表1)。

根据表1,可以得知反应时间小于10min,水中的铵离子和纳氏试剂反应不完全,溶液颜色偏浅,吸光值偏低,浓度偏低;反应时间在10-30min之间,水中的铵离子和纳氏试剂反应完全,显色稳定,吸光值正常,浓度值在标准范围内;反应时间大于30min,溶液颜色逐渐加深,吸光值偏高,浓度偏高。因而应尽快分析样品,把显色时间控制在最佳时间段中。

3.4 pH值

根据纳氏试剂的显色反应原理,可以得知水样的酸碱度对溶液显色有着显著影响。纳氏试剂的显色原理如下[4]:

实验室选取一支有证的标样生产批号2005110(标准值及不确定度为0.502±0.023mg/L)来测定其在不同pH值下的测定浓度(表2)。

从表2中可以看出,pH值偏酸性得出氨氮浓度值越小,pH值达到13以上水样出现浑浊,pH值在10~12之间氨氮浓度值的测量最接近标准样品的准确值,因此在测定水质中的氨氮浓度时则应控制pH值在处在10~12范围中。

3.5 盐度

在进行水质监测中氨氮测定时,盐度是影响水质监测氨氮结果的重要因素之一[5],参考其他的文献可知,水体中的盐含量在20j以下不会对测定结果造成影响,但是若是在20j以上,就会在导致测定水质中的氨氮含量偏大[6],因此在进行水质监测中氨氮测定时,监测人员必须要明确含盐量的变化规律及时对测试结果进行更新[7],具体不同含盐量与吸光度的变化值见表3。

3.6 光波

在进行水质监测氨氮测定时,监测光波的长短直接影响着氨氮的测定结果,因此,为了尽可能避免光波长度对氨氮监测结果的影响,在氨氮测定时,就要选择长度合适的光波[8],提高氨氮监测的有效性。根据相关文献的实验数据表明,光波长度在400~425nm之間,显色剂的吸光值会比较小,光波对氨氮的测定结果影响较小,反之,光波长度在425nm以上,显色剂的吸光值会很大,光波就会对实验室氨氮的监测结果产生影响,从而干扰了实验室氨氮测定结果的准确性。因此,要想确保氨氮结果的准确性,就要严格控制光波的长度,减少光波对氨氮结果的影响。具体的光波长度对氨氮测定产生的影响如表4[9]。

4 结论

影响水质中氨氮的测定结果的原因有很多,如实验室的无氨水和试剂的配制和实验过程中试剂反应的时间、温度以及pH值等一系列相关的因素[10]。因此防止实验数据出现偏差要配制号试剂,确保实验温度控制在20~25℃之间,时间维持在10~30min之间,pH值调节至10~12左右,盐含量在20j以下以及光波长度在420nm左右以确保实验结果的真实可靠。

参考文献:

[1]国家环保局.水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法:HJ535-2009[S].中国环境科学出版社,2009:1.

[2]国家环境保护总局水和废水监测分析方法编委会.水和废水监测分析方法[S].4版.北京:中国环境科学出版社,2002.

[3]胡丽娟.简析水质监测中氨氮测定的影响相关因素[J].北方环境,2017,29(3):248.

[4]王朝明.谈氨氮测定时应注意的几点问题[J].长春大学学报,2007,17(3):97~99.

[5]肖敏.水质监测中氨氮测定的影响因素分析[J].资源节约与环保,2018(3):98.

[6]孙庆.水质监测中氨氮测定的影响因素分析[J].资源节约与环保,2015(12):65.

[7]邓翔宇.水质监测中氨氮测定的影响因素分析[J].资源节约与环保,2016(4):123~124.

[8]王亚娟.水质监测中氨氮的测定方法及影响因素研究[J].资源节约与环保,2019(4):82,90.

[9]黄静美.氨氮测定在水质监测中的影响因素分析[J].科技风,2015(15):32~33.

[10]王强,胡旭虎.荧光碳点在环境监测中的应用研究[J].中南民族大学学报(自然科学版),2017(4):22~26.

收稿日期:2020-01-07

作者简介:陈小丽(1990-),女,助理工程师,主要从事环境监测工作。

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