喬茜茜　雷靜　廖爽　呂警

摘 要：應(yīng)用氣相分子吸收光譜法測(cè)定廢水中氨氮和硫化物含量，結(jié)果表明所提方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限、精密度及準(zhǔn)確度均符合監(jiān)測(cè)規(guī)范要求，分析結(jié)果可靠。在實(shí)樣測(cè)試中，所提方法具有較強(qiáng)的適用性，且樣品測(cè)試中不受水樣顏色和渾濁物的影響，監(jiān)測(cè)速度非?？?，精密度較高，加標(biāo)回收率可以達(dá)到93.8%～99.9%。

關(guān)鍵詞：氨氮;硫化物;氨氮除亞氮;氣相分子吸收光譜儀

中圖分類號(hào)：O657.3;X832 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）34-0-03

Research on Determination of the Ammonia Nitrogen and Sulfide in

Wastewater by Gas Phase Molecular Absorption Spectrometry

QIAO Qianqian LEI Jing LIAO Shuang LYU Jing

（1.Xinjiang Changyuan Water Science Research Institute Co.， Ltd.， Urumqi Xinjiang 830000;

2.Quality and safety testing center of Urumqi Agricultural Products， Urumqi Xinjiang 830000）

Abstract： In this paper， gas phase molecular absorption spectrometry was used to determine ammonia nitrogen and sulfide in wastewater. The results show that the standard curve， detection limit， precision and accuracy of the method are conform to the requirements of the monitoring specification， and the analysis results are reliable. In the real sample test， the method has strong applicability， and it is not affected by the color and turbidity of water samples in the sample test. The whole monitoring speed is very fast， the precision is high， and the recovery rate of standard addition can reach 93.8%～99.9%.

Keywords： ammonia nitrogen;sulfide;ammonia nitrogen removal nitrous;gas phase molecular absorption spectrometer

隨著我國(guó)制藥、化工等行業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)生了大量含硫含氮廢水。此類廢水具有硫、氮污染物的雙重危害，排入水體后不僅會(huì)產(chǎn)生大量含硫、含氮污染物，還會(huì)消耗大量溶解氧，造成水體黑臭[1]。另外，廢水中生成的氨還會(huì)在一定條件下轉(zhuǎn)化成具有毒性的亞硝酸鹽，如果進(jìn)入人體內(nèi)將會(huì)與血紅蛋白結(jié)合形成高鐵血紅蛋白，導(dǎo)致人體缺氧，造成極為嚴(yán)重的危害[2]。因此，快速準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)出廢水中的硫化物、氨氮尤為重要。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中測(cè)定廢水中氨氮、硫化物分別采用納氏試劑分光光度法和亞甲基藍(lán)分光光度法[3]。納氏試劑法需要使用有毒的汞鹽，亞甲基藍(lán)法靈敏度低，操作步驟煩瑣，且這兩種方法均受水樣顏色和濁度的影響，增加了檢測(cè)難度，降低了準(zhǔn)確度。

氣相分子吸收光譜法作為一種新的分析技術(shù)，應(yīng)用于廢水氨氮、硫化物的測(cè)定，可以在2 min內(nèi)完成取樣與結(jié)果分析的整個(gè)流程。整個(gè)監(jiān)測(cè)速度快，并可自動(dòng)進(jìn)樣，適合大批量樣品檢測(cè)，且抗干擾性強(qiáng)，省略了蒸餾、氮吹等步驟，不受水樣顏色和渾濁物的影響，特別適用于污水檢測(cè)。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)研究，建立了氣相分子吸收光譜法測(cè)定廢水中氨氮和硫化物研究方法。

1 材料

1.1 儀器

AJ-3700氣相分子吸收光譜儀;AS-510/900型自動(dòng)進(jìn)樣器（上海安杰環(huán)?？萍脊煞萦邢薰荆溆凶詣?dòng)稀釋功能。

1.2 主要試劑

氨氮標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GSB04-2832-2011）購(gòu)于國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心，質(zhì)量濃度為1 000 μg/mL;

硫化物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GSB07-2733-2011）購(gòu)于標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所，質(zhì)量濃度為100 mg/L;氨氮標(biāo)準(zhǔn)樣品（GSB07-3164-2014）購(gòu)于生態(tài)環(huán)境部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所;硫化物標(biāo)準(zhǔn)樣品（BW0691）購(gòu)于北京海岸鴻蒙標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)技術(shù)有限公司。

實(shí)驗(yàn)用水為新制備的電導(dǎo)率不超過(guò)0.7 μS/cm的去離子水;氨氮和硫化物載流液所用試劑為鹽酸（優(yōu)級(jí)純）和無(wú)水乙醇（分析純）;氨氮氧化劑所用試劑為溴酸鉀、溴化鉀和氫氧化鈉（分析純）。所用載氣為空氣。

2 方法依據(jù)與原理

2.1 方法依據(jù)

對(duì)氨氮和硫化物含量的測(cè)定分別按照《水質(zhì) 氨氮的測(cè)定 氣相分子吸收光譜法》（HJ/T 195—2005）[4]和《水質(zhì) 硫化物的測(cè)定 氣相分子吸收光譜法》（HJ/T 200—2005）[5]進(jìn)行。

2.2 方法原理

2.2.1 氨氮方法原理。水樣在2%～3%酸性介質(zhì)中，加入無(wú)水乙醇煮沸可除去亞硝酸鹽等干擾物質(zhì)。樣品加入次溴酸鹽氧化劑，通過(guò)氧化系統(tǒng)被快速氧化為亞硝酸鹽氮，然后加入稀鹽酸及乙醇催化劑，使亞硝酸鹽瞬間分解成NO2氣體，在214.7 nm處測(cè)得該氣體的吸光度與氨氮的濃度符合比爾定律。

2.2.2 硫化物方法原理。水樣加入稀鹽酸溶液，使硫化物瞬間生成H2S氣體，在200 nm處測(cè)得該氣體的吸光度與硫化物的濃度符合比爾定律。

3 儀器程序優(yōu)化

根據(jù)氨氮測(cè)定的方法原理，氨氮樣品測(cè)定前需向樣品內(nèi)添加適量的乙醇并煮沸，促使亞硝酸鹽向NO2氣體轉(zhuǎn)化，除去水中含有的亞硝酸鹽帶來(lái)的干擾。AJ-3700型號(hào)氣相分子吸收光譜儀新開(kāi)發(fā)了氨氮除亞氮的程序，可直接進(jìn)行上機(jī)測(cè)試，除去水樣中含有的亞硝酸鹽帶來(lái)的干擾?，F(xiàn)設(shè)計(jì)對(duì)比試驗(yàn)：某污水處理廠進(jìn)口水樣采用上機(jī)設(shè)置氨氮測(cè)試法，實(shí)測(cè)質(zhì)量濃度值為40.8 mg/L;采用添加適量的乙醇并煮沸+上機(jī)設(shè)置氨氮測(cè)試法，實(shí)測(cè)質(zhì)量濃度值為39.6 mg/L;采用上機(jī)設(shè)置氨氮除亞氮測(cè)試法，實(shí)測(cè)質(zhì)量濃度值為39.6 mg/L。結(jié)果表明：上機(jī)設(shè)置氨氮除亞氮程序可消除干擾，減少了樣品前處理時(shí)間，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，滿足污水測(cè)定氨氮的要求。

4 結(jié)果與討論

4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

取氨氮標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（質(zhì)量濃度為1 000 μg/mL）1 mL，用去離子水稀釋至500 mL，準(zhǔn)確配制成2.000 mg/L的氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液;用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)去離子水，保證水溶液pH值在11～12，用此溶液稀釋1 mL硫化物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（質(zhì)量濃度為100 mg/L）至50 mL，準(zhǔn)確配制成2.00 mg/L的硫化物標(biāo)準(zhǔn)溶液;分別設(shè)置儀器程序?qū)?biāo)準(zhǔn)溶液自動(dòng)稀釋為0.000 mg/L、0.100 mg/L、0.200 mg/L、0.500 mg/L、1.000 mg/L、2.000 mg/L的氨氮和硫化物標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，得出回歸方程和相關(guān)系數(shù)。氨氮的回歸方程為y=0.119 204x+0.001 086，相關(guān)系數(shù)r=0.999 9;硫化物的回歸方程為y=0.091 700x-0.001 355，相關(guān)系數(shù)r=0.999 8。

4.2 檢出限

《水質(zhì) 氨氮的測(cè)定 氣相分子吸收光譜法》（HJ/T 195—2005）[4]中氨氮的方法檢出限為0.020 mg/L，《水質(zhì) 硫化物的測(cè)定 氣相分子吸收光譜法》（HJ/T 200—2005）[5]

中硫化物的方法檢出限為0.005 mg/L。本次實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確配制氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度為0.060 mg/L，硫化物標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度為0.025 mg/L，測(cè)得氨氮檢出限為0.006 mg/L，測(cè)定下限為0.024 mg/L;硫化物檢出限為0.001 mg/L，測(cè)定下限為0.004 mg/L，測(cè)定結(jié)果均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.3 精密度試驗(yàn)

分別配制質(zhì)量濃度為0.100 mg/L、0.200 mg/L、0.500 mg/L的氨氮和硫化物標(biāo)準(zhǔn)溶液，連續(xù)進(jìn)樣6次并進(jìn)行分析，計(jì)算其測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（Relative Standard Deviation，RSD），作為方法精密度測(cè)試，結(jié)果如表1所示。

由表1可知，氣相分子吸收光譜法測(cè)定氨氮和硫化物具有較好的精密度，符合污水監(jiān)測(cè)規(guī)范要求。

4.4 準(zhǔn)確度試驗(yàn)

對(duì)氨氮標(biāo)準(zhǔn)樣品（GSB07-3164-2014）進(jìn)行準(zhǔn)確度測(cè)試，樣品質(zhì)量濃度保證值為（0.904±0.042）mg/L，測(cè)定結(jié)果值為0.902 mg/L，相對(duì)誤差為-0.22%;對(duì)硫化物標(biāo)準(zhǔn)樣品（BW0691）進(jìn)行準(zhǔn)確度測(cè)試，樣品濃度保證值為（1±5%）4.750 mg/L，測(cè)定結(jié)果值為4.600 mg/L，相對(duì)誤差為3.16%。結(jié)果表明，氨氮標(biāo)準(zhǔn)樣品和硫化物標(biāo)準(zhǔn)樣品的測(cè)定結(jié)果均符合標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)值范圍，具有較好的準(zhǔn)確度。

4.5 樣品實(shí)測(cè)

采用本方法分別對(duì)某一生活污水處理廠進(jìn)口和出口處的2份水樣進(jìn)行實(shí)測(cè)，以確定本方法的適用性。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2和表3。表2為污水處理廠進(jìn)、出口樣品氨氮和硫化物濃度檢測(cè)結(jié)果，表3為加標(biāo)后污水處理廠進(jìn)、出口樣品氨氮和硫化物濃度檢測(cè)結(jié)果及樣品加標(biāo)回收率。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法在測(cè)定廢水中氨氮和硫化物含量方面適用性較強(qiáng)，精密度較高，加標(biāo)回收率在93.8%～99.9%。

5 結(jié)語(yǔ)

氣相分子吸收光譜法在測(cè)定廢水中氨氮和硫化物濃度方面具有較強(qiáng)的適用性，其方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限、精密度及準(zhǔn)確度均符合監(jiān)測(cè)規(guī)范要求，分析結(jié)果可靠。AJ-3700型號(hào)氣相分子吸收光譜儀新開(kāi)發(fā)了氨氮除亞氮的程序，可直接上機(jī)測(cè)試，減少了樣品前處理時(shí)間，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，滿足污水測(cè)定氨氮的要求。在實(shí)樣測(cè)試中，該方法在測(cè)定廢水中氨氮和硫化物含量方面適用性較強(qiáng)，不受水樣顏色和渾濁物的影響，精密度較高，加標(biāo)回收率可以保持在 93.8%～99.9%。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉春爽，李甲國(guó)，閆來(lái)洪，等.廢水中硫化物、硝酸鹽和氨氮生物同步去除及其機(jī)理[J].化工學(xué)報(bào)，2015（2）：779-784.

[2]張陽(yáng)，陳小軍.氣相分子吸收光譜法測(cè)定水中氨氮研究進(jìn)展[J].綠色科技，2020（24）：78-80.

[3]國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.水質(zhì)氨氮的測(cè)定納氏試劑分光光度法：HJ 535—2009[S].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2009.

[4]國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.水質(zhì)氨氮的測(cè)定氣相分子吸收光譜法：HJ/T 195—2005[S].北京：中國(guó)環(huán)境出版社，2006.

[5]國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.水質(zhì) 硫化物的測(cè)定 氣象分子吸收光譜：HJ/T 200—2005[S].北京：中國(guó)環(huán)境出版社，1996.