水质监测中氨氮测定的影响因素分析

陈小琳

北京市石景山区环境保护监测站 北京 100049

引言

为进一步解决我国水体污染的问题，我国有关部门开展了水质监测的工作，以保证水体中污染物质的含量能够得到有效控制。其中，氨氮测定是水质监测中的重点工作内容。在实际进行氨氮含量测定时，由于受到诸多因素的影响，可能导致氨氮测定结果存在问题，因此需要对水质监测中氨氮测定的影响因素进行分析，并提出针对性的解决措施，以期进一步提升我国水质监测工作的质量。这对于做好我国的水环境治理工作，具有十分重要的现实意义。

1 氨氮测定在水质监测中的重要作用

水资源是现代社会居民赖以生存的资源。伴随着我国社会经济的发展和城市化建设进程的不断加快，随之而来的是生态环境受到了严重的影响，与此同时我国水资源也遭到了破坏，若不加强治理，就会导致人类的生存受到威胁。现阶段，我国水资源处于严重匮乏的状态，生活饮用水资源更是极度短缺，且生活用水质量严重下降。同时，近年来我国社会居民对饮用水质量关注度不断提升，因此对水质进行监测是十分有必要的。

水体中氨氮污染物主要来源于生活污水、工业废水，若将生活污水、工业废水直接排放或未能够严格按照规定的标准和要求合理控制排放，则会导致我国水体氨氮含量剧增。当氨氮增加到一定程度后，将会导致微生物的大量繁殖，使水体富氧化程度较为明显，一旦藻类出现大量繁殖，将会引起水生动物的死亡，对水体环境的影响非常严重。在氧气充足的情况下，氨氮可被微生物氧化为亚硝酸盐氮，进而分解为硝酸盐氮，亚硝酸盐氮与蛋白质结合形成亚硝胺，是一种强致癌物质，对人体的健康极为不利。因此，我国有关部门必须做好水质监测中的氨氮测定，为氨氮污染处理奠定坚实的基础，从而治理我国水环境污染的问题，这对于实现我国社会的可持续发展具有十分重要的作用[1]。

2 氨氮测定的重要技术方法

氨氮测定是水和废水监测工作的重要项目之一。通常情况下，氨氮测定方法主要包括纳氏试剂分光光度法、水杨酸分光光度法和电化学法等。其中，纳氏试剂分光光度法为目前各大检测机构普遍采用的检测方法，其具有良好的检测效果。

2.1 纳氏试剂分光光度法

纳氏试剂分光光度法是测定饮用水的重要方式，可以将游离的氨氮离子形成络合物，对络合物采取比色操作，进而确定氨氮的含量。通常情况，氨氮含量与色度成正比关系，需要借助分光光度法进行测定，检出度可以达到0.05mg/L。测定过程需要在碱性环境中进行，碘化汞、碘化钾是形成络合物的重要试剂，使络合物呈现红棕色，便于氨氮检定过程的进行。

2.2 水杨酸分光光度法

水杨酸分光度法需要基于光学法进行展开。光学法检测是基于各种物质光学特性进行分析的一种检测方法，具有高灵敏度、准确度等特点，在水质监测领域有广泛应用。每种物质在某些波段会产生明显吸收，称为该物质的特征波段，吸光度最大的波长处会产生最大吸收波峰，而且相同的物质其含量不同，其对特征波段光的吸收度也不同[2]。水杨酸分光光度法可以满足氨氮高精度检测的要求。但该方法对反应试剂纯度要求高、试剂添加比较严格，需要对试剂计量进行精准控制，避免出现实际使用不足或过量的情况，保障测定过程能够顺利进行。当检测样本有较高的含盐量、氯化物以及金属物质含量较多时，必须对检测样本进行蒸馏预处理。因此，该方法检测工艺比较复杂，应用在线监测设备时，对设备自动化处理能力的要求也较高。

2.3 电化学法

电分析化学通常以电位、电流等物理参数的改变作为参照，计算出这些量的改变与被测物质浓度变化的关系，从而完成物质浓度的测量。电化学法是检测氨氮的常用方法，通常通过电位分析法来检测氨氮，其原理是在零电流条件下测定指示电极与参比电极间产生的电势差，根据电势差的变化来确定水中氨氮的浓度。电位分析法主要包括直接选择性电极法和电位滴定法，其中，应用效果最佳的为选择性电极法。电极法是现在氨氮在线监测设备较为常用的一种氨氮浓度测量方法，主要为氨气敏电极法和氨离子选择性电极法。滴定法是以甲基红——亚甲基蓝混合液作指示剂，用HCL(盐酸)标准滴定溶液中和，检测样品呈微红色时为终点。

3 水质监测中氨氮测定的影响因素研究

3.1 光波长

在进行氨氮含量测定过程中，通常会选择利用波长固定滤光片，光波长会对显色剂的吸光度产生影响，不同光波长对吸光度产生的影响变化见表1。

表1 不同光波长对吸光度产生的影响变化表

通过表1可知，当光波长在415～420nm之间内，显色剂空白吸光度将会有所增加；当光波长在400～420nm时，标准显示吸光度呈现上升的趋势；而当光波长超过420nm后，标准显示吸光度将会下降。可见，吸光度在415～420nm之间最为合适[3]。

3.2 盐度

众所周知，大部分水体内均会含有盐物质，且不同地区水体的含盐量均不相同。海口、海水交汇处等地水体的含盐量较高，城市用水、地下水的含盐量较低。伴随着潮汐、流量的改变，水体的含盐量也会发生改变，而盐度将会对氨氮测定结果产生直接的影响。这是由于水体内的盐度会影响氨氮元素的吸光度，若未能够对水体盐度进行有效控制，则会导致氨氮测定结果失真，盐度对吸光度的影响变化见表2。

表2 盐度对吸光度的影响变化表

通过表2可知，当水样盐度大于0j小于20j时，伴随着盐度的提升吸光度有所增加；若水样盐度大于20j，吸光度并无明显变化。可见，水样盐度过高不会导致氨氮含量发生明显变化。

3.3 温度

温度对氨氮测定具有一定的影响，需要根据温度的影响情况进行探究，在适宜的温度下进行氨氮测定。温度影响纳氏试剂与氨氮反应的速率，需要对最佳显色温度进行分析，提高测定结果的准确性。水样温度与吸光度的关系见表3。

表3 温度对吸光度的影响变化表

通过表3可知，当水样温度在20-35℃之间时，对应的吸光度要高一些，选择该温度范围进行显色具有可靠性。

3.4 试剂贮存时间及显色时间

显色剂是测定氨氮含量的重要试剂。通常情况下，为保证监测工作的时效性，需要提前购置显色剂，但显色剂贮存时间会影响显色剂的功效，最主要的是会对吸光度产生直接的影响，显色剂贮存时间对氨氮测定吸光度的影响变化见表4。

表4 显色剂贮存时间对氨氮测定吸光度的影响变化表

此外，显色时间也会对氨氮测定结果产生直接的影响。通常情况下，在进行氨氮测定时，需要被检测水样充分与显色剂反应之后进行吸光度的测定，从而判断水中氨氮的含量。但由于显色时间不同，氨氮含量的测定结果也不相同，因而要选择最短的显色时间[4]。

4 提升水质监测中氨氮测定结果准确度的有效途径

4.1 控制好水的盐度

盐度是影响氨氮测定结果的重要因素之一。水体盐度并不是一成不变的，而会受到流量、潮汐的影响发生改变，故在实际进行氨氮测定的过程中，需要对水体盐度进行测定，并根据水体盐度的含量及变化，为后续的氨氮测定提供参考。因此在实际进行氨氮测定工作时，一定要控制好水体盐度，一方面需要对水体含盐量的变化规律进行分析，根据含盐量的变化判断水体盐度对氨氮测定结果的影响，并对测定结果进行相应的调整，进一步保证测定结果的真实。另一方面也需要分析水体盐度与水体吸光度之间的变化关系，实际在进行氨氮测定时，往往是通过吸光度判断水体中氨氮的含量，而水体内的盐度会影响氨、氮元素的吸光度，故而需要根据水体盐度与吸光度之间的变化规律对水体氨氮含量进行进一步的分析，以保证氨氮测定结果的准确。

4.2 通过温度控制提高显色精度

温度是影响氨氮测定结果的重要因素之一，因此需要做好温度的控制工作，保证络合物能够顺利地完成显色。采用纳氏试剂法时，应将水样温度控制在20-35℃之间，同时温度需要保持恒定，确保络合物凝聚过程的均匀性，使其能够保持显色均匀。当温度低于15℃时，显色过程不够明显，而且会影响反应的效率；当温度高于35℃时，溶液将会发生褪色，影响显色结果的可靠性。因此，做好显色温度的控制非常重要，可以使测定过程具有良好的反应条件，对氨氮浓度进行准确的测量，避免显色过程出现误差。

4.3 科学运用光波监测技术

光波长是影响氨氮测定结果的重要因素之一。因此，在实际进行氨氮测定工作时，一定要合理地控制光波长，以保证测定结果的准确度。合理地控制光波长，必须选择合适的光波技术，以保证氨氮测定结果的成效。光波监测技术能够有效地避免光波长对氨氮测定结果的影响。在实际进行氨氮含量测定的过程中，测定工作人员可利用分光光度法对水质的氨氮含量进行测定，在测定的过程中，需要将光波长控制在合理的范围之内。

4.4 综合考量显色剂稳定性及控制显色时间

在氨氮的测定中，显色剂是尤为重要的工具。通常情况下，水中氨氮含量的测定均要通过显色剂进行检测，但由于使用不当会导致显色剂的稳定性降低。导致氨氮测定结果的真实性与准确性受到影响，因此在水质监测过程中，加强对显色剂的控制与使用，保证显色剂的稳定性尤为重要。通过上文分析可知，影响显色剂稳定性的主要因素为显色时间，故在进行水质氨氮含量的测定时，需要加强对显色时间的控制，根据实际要求、结合实际监测情况合理确定显色时间。同时，也需要综合考虑显色剂稳定性与测定结果之间的关系，不仅需要将显色时间控制在合理的范围之内，还要根据氨氮测定的要求科学地选择显色剂，保证显色剂的使用性能指标符合实验要求，具有较高的稳定性。

在进行水质监测中氨氮测定时，若显色时间小于2min，吸光度提升速度较高；显色时间大于4min，吸光度处于趋于稳定的状态；显色时间大于10min，吸光度基本保持不变。由此说明，显色时间越短，吸光度的变化情况越快，也就能够更好地获取吸光度的值，进而更好地进行氨氮含量的测定。

5 结束语

为解决日益严峻的水污染问题并减少氨氮含量，以确保水资源的安全使用和安全，对氨氮含量进行测定是十分必要的。在进行氨氮测定时，一些影响因素会导致氨氮测定结果与实际水体氨氮含量存在误差，因此要通过控制好水体的盐度、通过温度控制来提高显色精度、科学运用光波监测技术、综合考量显色剂稳定性及控制显色时间等手段，以保证水质监测中氨氮测定结果的真实性与准确性。