張 衛(wèi)，孫 奕，王亮亮，張春鵬，田 鑫，符偉杰*，唐躍平

(1.水利部南京水利水文自動(dòng)化研究所，江蘇 南京 210012；2.水利部水文水資源監(jiān)測(cè)工程技術(shù)研究中心，江蘇 南京 210012；3.河海大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院，江蘇 南京 210098；4.河海大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院，江蘇 常州 213022)

氨氮水楊酸分光光度測(cè)定法的改進(jìn)

張 衛(wèi)1,2，孫 奕1,2，王亮亮1,2，張春鵬3，田 鑫4，符偉杰1,2*，唐躍平1,2

(1.水利部南京水利水文自動(dòng)化研究所，江蘇 南京 210012；2.水利部水文水資源監(jiān)測(cè)工程技術(shù)研究中心，江蘇 南京 210012；3.河海大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院，江蘇 南京 210098；4.河海大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院，江蘇 常州 213022)

水中氨氮濃度是反映水質(zhì)狀況的重要參數(shù)。對(duì)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)(HJ 536-2009)中氨氮測(cè)定方法進(jìn)行改進(jìn)。結(jié)果表明，改進(jìn)后的方法顯色反應(yīng)僅需5 min，比環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)快12倍；氨氮檢測(cè)的線性范圍為0.01～5.0 mg·L-1，檢出限為0.007 mg·L-1，均優(yōu)于環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)自來(lái)水中氨氮進(jìn)行分析，加標(biāo)回收率為98.2%～103.4%，表明改進(jìn)后的方法適用于水樣中氨氮的檢測(cè)。

氨氮；水楊酸分光光度法；改進(jìn)

氨氮是地表水環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本項(xiàng)目，是河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)的重要項(xiàng)目之一[3-6]。水中氨氮來(lái)源于生活污水、工業(yè)廢水以及農(nóng)田排水等。水中氨氮超標(biāo)是水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要指標(biāo)，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境，危害人類(lèi)和其它生物的生存，特別是魚(yú)類(lèi)的生存[7-9]。作者在環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)HJ536-2009《水質(zhì) 氨氮的測(cè)定 水楊酸分光光度法》[10]的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，并將改進(jìn)后的方法用于實(shí)際水樣中氨氮濃度的測(cè)定，擬為快速、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確地檢測(cè)氨氮濃度提供一種更優(yōu)的方法。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試劑與儀器

亞硝基鐵氰化鈉，阿拉丁試劑公司；水楊酸、氯化銨、左旋酒石酸、氫氧化鈉等均為分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；次氯酸鈉，化學(xué)純，凌峰化工；實(shí)驗(yàn)用水均為超純水(18.2 MΩ· cm-1)，賽多利斯。

759MC型比例雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海菁華；電子天平，德國(guó)賽多利斯公司；PHS-3C型pH 計(jì)，上海雷磁公司；移液器，大龍儀器。

1.2 試劑的配制

試劑組成是在布朗盧比(Bran+Luebbe)氨氮在線分析儀試劑配方的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化得到的，即最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件。

試劑A由9.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)次氯酸鈉和8.0%氫氧化鈉組成。

試劑B由8.0%亞硝基鐵氰化鈉、6.9%水楊酸、8.1%左旋酒石酸和6.4%氫氧化鈉組成。

1.3 氨氮的檢測(cè)

用移液器分別移取0.3 mL試劑A、B于10 mL具塞比色試管中，然后加入不同濃度的NH4Cl溶液，混勻，定容。在室溫下反應(yīng)5 min后，移取適當(dāng)體積的反應(yīng)液于比色皿中測(cè)定其吸收光譜。以反應(yīng)液在700 nm處的吸光度為縱坐標(biāo)、NH4Cl濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4 實(shí)際樣品的測(cè)定

首先采用標(biāo)準(zhǔn)加入法計(jì)算自來(lái)水中氨氮的回收率，然后對(duì)生活污水水樣進(jìn)行分析，在最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)定水樣中氨氮的濃度。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同濃度NH4Cl反應(yīng)動(dòng)力學(xué)曲線

在最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件下，測(cè)定了不同濃度NH4Cl的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)曲線，如圖1所示。

1～9，NH4Cl濃度(mg·L-1)：0、0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、2.5、5.0、10.0

由圖1可知，反應(yīng)時(shí)間相同時(shí)，溶液的吸光度隨著NH4Cl濃度的增大而增大；NH4Cl濃度相同時(shí)，溶液的吸光度隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增大，在 5 min左右趨于平衡。因此，選擇5 min作為氨氮檢測(cè)的時(shí)間，這比環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)(HJ 536-2009)規(guī)定的60 min快12倍。

2.2 不同濃度NH4Cl的吸收光譜

在最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件下，將不同濃度的NH4Cl加入到反應(yīng)液中，5 min后測(cè)定其吸收光譜，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，隨著NH4Cl濃度的增大，反應(yīng)液的吸光度逐漸增大。

2.3 NH4Cl的標(biāo)準(zhǔn)曲線(圖3)

圖3 NH4Cl的標(biāo)準(zhǔn)曲線

由圖3可知，NH4Cl濃度在0.01～5.0 mg·L-1范圍內(nèi)與吸光度呈良好的線性關(guān)系，線性方程為y=0.6459x+0.01854(R2=0.9990)，檢出限低至0.007mg·L-1(S/N=3)。該方法與環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)(HJ 536-2009)相比，無(wú)論是檢出限、反應(yīng)時(shí)間還是線性范圍均具有明顯的優(yōu)勢(shì)(表1)。

表1 本方法與環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)(HJ 536-2009)對(duì)比

2.4 NH4Cl的加標(biāo)回收率的測(cè)定

采用標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定自來(lái)水中氨氮的回收率，結(jié)果如表2所示。

表2 自來(lái)水中氨氮的加標(biāo)回收率

Tab.2 Adding standard recovery of ammonia nitrogen in tap water

由表2可知，氨氮的加標(biāo)回收率在98.2%～103.4%之間，表明該方法可用于實(shí)際水樣中氨氮的測(cè)定。

2.5 實(shí)際水樣的測(cè)定

在最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件下，測(cè)定實(shí)際水樣中氨氮的濃度，經(jīng)計(jì)算得到氨氮的平均值為6.76 mg·L-1，測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差(s)為0.03，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為1.33%。

3 結(jié)論

對(duì)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)(HJ 536-2009)測(cè)定方法進(jìn)行改進(jìn)。結(jié)果表明，改進(jìn)后的方法顯色反應(yīng)僅需5 min，比環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)快12倍；氨氮檢測(cè)的線性范圍為0.01～5.0 mg·L-1，檢出限為0.007 mg·L-1，均優(yōu)于環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。改進(jìn)后的方法大大縮短了氨氮檢測(cè)時(shí)間且檢測(cè)流程更加簡(jiǎn)單，線性范圍更寬，靈敏度更高，并成功用于實(shí)際水樣中氨氮的分析檢測(cè)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

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Improvement in Salicylic Acid Spectrophotometry for Ammonia Nitrogen

ZHANG Wei1,2,SUN Yi1,2,WANG Liang-liang1,2, ZHANG Chun-peng3,TIAN Xin4,FU Wei-jie1,2*,TANG Yue-ping1,2

(1.NanjingAutomationInstituteofWaterConservancyandHydrology,MinistryofWaterResources,Nanjing210012,China;2.HydrologyandWaterResourcesMonitoringEngineeringTechnologyResearchCenter,MinistryofWaterResources,Nanjing210012,China;3.CollegeofComputerandInformation,HohaiUniversity,Nanjing210098,China；4.CollegeofInternetofThingsEngineering,HohaiUniversity,Changzhou213022,China)

Theconcentrationofammonianitrogeninwaterisanimportantparameterofwaterquality.Weimprovedthedeterminationmethodofammonianitrogenintheenvironmentalstandard(HJ536-2009) .Theresultsshowedthatcolorreactiononlytook5min,whichwas12timesfasterthanthatoftheenvironmentalstandard.Inaddition,thelinearrangewasfrom0.01mg·L-1to5.0mg·L-1,andthedetectionlimitwas0.007mg·L-1,whichwerebetterthanthoseoftheenvironmentalstandard.Weanalyzedammonianitrogenintapwatersamples,andtheaddingstandardrecoverywas98.2%～103.4%,whichindicatedthattheimprovedmethodwassuitableforthedeterminationofammonianitrogeninrealwatersamples.

ammonianitrogen；salicylicacidspectrophotometry；improvement

水利部南京水利水文自動(dòng)化研究所科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目(YJZS1515004)

2017-03-15

張衛(wèi)(1988-)，男，安徽滁州人，助理工程師，研究方向：分析化學(xué)，E-mail:zhangwei@nsy.com.cn；通訊作者：符偉杰，高級(jí)工程師，E-mail:fuweijie@nsy.com.cn。

10.3969/j.issn.1672-5425.2017.08.014

O657.32

A

1672-5425(2017)08-0068-03

張衛(wèi)，孫奕，王亮亮,等.氨氮水楊酸分光光度測(cè)定法的改進(jìn)[J].化學(xué)與生物工程，2017，34(8)：68-70.