絮凝沉淀法测定地表水中氨氮的方法改进
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摘要：本文通過比较监测黑臭河流氨氮时人员比对的结果，对絮凝沉淀预处理过程的关键因素进行了改进。结果表明，直接在离心管中絮凝沉淀、离心、取样分析，精密度和准确度更好，而且方便快捷，值得推广。
关键词：氨氮;絮凝沉淀法;离心
中图分类号：X830.2 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）01-0-02
Abstract：In this paper， the key factors of flocculation pretreatment process are improved by comparing the results of personnel comparison when monitoring ammonia nitrogen in Heizhuang River.The results show that the precision and accuracy of direct precipitation， centrifugation and sampling analysis in centrifugal tubes are better，and it is convenient and fast， and it is worth promoting.
Key words：Ammonia nitrogen;Flocculation and precipitation;Centrifugation
水中氨氮的主要来源为生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物、某些工业废水以及农田排水等。此外，在无氧环境中，水中存在的亚硝酸盐易受微生物作用，还原为氨。
氨氮的测定方法通常有纳氏比色法、气相分子吸收法、苯酚-次氯酸盐比色法和电极法等。当水中含有钙、镁等金属离子或者颜色、浑浊等均干扰测定[1]，需做相应的预处理。对较清洁的水可采用絮凝沉淀法[2];对污染严重的水或工业废水，则用蒸馏法[3]消除干扰。在地表水采测分离和黑臭河流[4]监测过程中，我们发现絮凝沉淀法处理的水样人员之间存在较大差异，反复试验，对絮凝沉淀法的过程进行了部分改进，并通过人员和方法比对的形式，验证了改进效果。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
分光光度计;中速定性滤纸;离心机。
无氨水：实验室纯水机直接制备;纳氏试剂：二氯化汞-碘化钾-氢氧化钾（HgCl2-KI-KOH）溶液，分析纯;50%酒石酸钾钠溶液（分析纯）：称取 50.0 g 酒石酸钾钠溶于100mL水中，加热煮沸以驱除氨，充分冷却后稀释至100mL;10%硫酸锌溶液（分析纯）：称取 10.0 g 硫酸锌溶于水中，稀释至100mL;25%氢氧化钠溶液（分析纯）：称取 25.0 g 氢氧化钠溶于水中，稀释至100mL;氨氮标准贮备溶液（国家标准物质中心）：c=1000 mg/L。
1.2 样品预处理
分别取50mL水样于两个离心管中，加入1mL10%硫酸锌溶液和0.1～0.2mL25%氢氧化钠溶液，调节pH至10.5左右，混匀。放置使之沉淀，4000[5]转/min，5min后，取上清液，待测。
1.3 样品测定
分别取适量水样到50mL比色管中，稀释至标线，加1.0mL酒石酸锑钾溶液，混匀。加1.5mL纳氏试剂，混匀。放置10min后再波长420nm处，用光程20mm比色皿，以水为参比，测定吸光度。
2 结果与讨论
2.1 发现问题
在一次比对分析中发现同样的前处理方法，仅仅是取样量的不一样，测定结果差异很大。分析人员1认为通过稀释2倍的方法在絮凝沉淀的基础上进一步消除了浊度的干扰，并且水样浓度接近曲线中部，完全没问题;而分析人员2认为方法标准中清洁水只规定了取50mL，且稀释会带来误差，没必要。
经过讨论，决定用预蒸馏法对水样结果进行进一步比对。
由表1、2可知，预蒸馏法与其中一组人员的结果接近，说明稀释2倍的取样量对结果无影响，误差的关键可能在于前处理中某些步骤不一致，考虑离心的影响。故本实验就絮凝沉淀法中的关键步骤进行如下讨论。
2.2 关键步骤
2.2.1 絮凝沉淀后的操作方式
2.2.1.1直接离心与转移后离心
人员1 永曙西界兴景路上游 分别取50mL水样在两个离心管中沉淀后，直接离心，然后各取上清液25mL合并于50mL比色管中，待测。 50mL 0.39取50mL水样在离心管中沉淀后，直接离心，取上清液25mL于50mL比色管中，待测。 25mL 0.37白龙庙河 中游 同上 50mL 0.54同上 25mL 0.54人员2 永曙西界兴景路上游 取100mL水样在比色管中沉淀后取上清液离心，再取50mL上清液分析。 50mL 0.66取100mL水样在比色管中沉淀后取上清液离心，再取25mL上清液分析。 25mL 0.60白龙庙河 中游 同上 50mL 0.81同上 25mL 0.76
HJ537-2009氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法、国家地表水环境监测质量网作业指导书中均规定水样沉淀后取上清液或者用经水冲洗过的中速定性滤纸过滤后分析，也可对絮凝沉淀后样品进行离心处理。表3为两组人员在絮凝沉淀后直接离心与转移后离心，分别测定的氨氮值。结果表明，沉淀后取上清液去离心、比色的结果高于沉淀后直接离心再取样分析的结果。原因是絮凝沉淀后取的上清液难免有一些未能完全沉淀的细小微粒漂浮在水面上，再离心后仍以悬浮状态存在，样品有一定的浊度，使得比色结果偏高;而离心管中沉淀后直接再离心，由于絮凝剂和沉淀物的存在，其中悬浮物的胶体及分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚[6]，其尺寸和质量不断变大，沉速不断增加。再取样时无细小微粒漂浮物，更澄清，比色结果准确。 2.2.1.2絮凝沉淀后统一过滤
为了进一步验证除了离心影响外，絮凝沉淀效果一致，故参照HJ537-2009氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法、国家地表水环境监测质量网作业指导书中的规定：水样沉淀后可用经水冲洗过的中速定性滤纸过滤再分析。因此将絮凝沉淀后由离心统一改为过滤、取样量定为50mL，验证实验结论，如表4所示。
人员1 永曙西界兴景路上游 取100mL水样在比色管中沉淀后，用中速定性滤纸（用纯水冲洗5遍）过滤，取滤液于50mL比色管中，待测。 50mL 0.41白龙庙河 中游 同上 50mL 0.58人员2 永曙西界兴景路上游 同上 50mL 0.43白龙庙河 中游 同上 50mL 0.56
表4可知，由于滤纸一般都含有可溶性氨和铵盐，可引起空白值升高，水样絮凝沉淀后再过滤的结果比预蒸馏的结果以及沉淀后直接离心再比色的结果稍高，但相对偏差均在5%以内，有较好的一致性。
2.2.1.3统一在离心管中絮凝沉淀再离心
由于过滤前需选择空白较低的进口滤纸[7]或者滤前得用纯水反复冲洗，所以为了提高前处理效率，两组人员最终决定将前处理步骤统一为在离心管中絮凝沉淀后，直接离心、取样、比色。结果如表5所示。
人员1 永曙西界兴景路上游 分别取50mL水样在两个离心管中沉淀后，直接离心，然后各取上清液25mL合并于50mL比色管中，待测。 50mL 0.39白龙庙河中游 同上 50mL 0.54人员2 永曙西界兴景路上游 同上 50mL 0.41白龙庙河中游 同上 50mL 0.56
表5表明，在离心管中直接絮凝沉淀、离心、比色的效果在不同人员操作时能有较好的一致性，且方便快捷，无需耗时蒸馏或对滤纸进行选择和反复冲洗。
3 结论
在地表水采测分离和黑臭河流监测过程中，通过人员比对的方式我们发现絮凝沉淀法处理的水样存在较大差异，反复试验后，对絮凝沉淀法的离心步骤进行了改进，并通过人员、方法比对的形式，验证了测定清洁水中氨氮時，在离心管中絮凝沉淀后直接离心、取样、比色分析，结果准确、操作简单，值得推广。
参考文献
[1]吴巧丽.水质氨氮测定的不同预处理方法的比较[J].广州化学.2018（4）：48-51.
[2]HJ537-2009氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法[S].
[3]方明月.关于氨氮测定中吸收液硼酸浓度的探讨[J].广州化工.2017（8）：108-109.
[4]郝英群.江苏省城市河流黑臭评价标准研究[J].环境科技.2013（6）：46-50.
[5]GJW-03-SSG-008氨氮的测定 国家地表水环境监测质量网作业指导书[S].
[6]张超.水质监测中氨氮的测定方式及影响因素分析.中国资源综合利用.2018（8）：150-151.
[7]刀谞.过滤材质对水质氨氮测定空白的影响.环境化学.2013（2）：327-328.
收稿日期：2019-12-04
作者简介：刘琳娟（1979-），女，本科学历，研究方向为环境监测工作。
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