摘要：氨氮含量测定前处理主要是排除部分金属离子及悬浮物的干扰，而市面上出现的一种针筒式滤膜过滤器，它的微粒直径为0.45μm，浑浊水样用此过滤器过滤后可以将干扰物质滤去，因此通过运用这种过滤方法对水样进行前处理做了一系列的实验，通过实验发现该法确实可行，并且可以达到相对误差在5%以内，而且操作简单，容易掌握，效率高。
关键词：混凝沉淀，针筒式滤膜过滤器，纳氏试剂分光光度法，水样，氨氮测定，前处理，改进
1 前言
水样氨氮的含量测定的方法有纳氏试剂分光光度法、蒸馏——酸滴定法、酚盐分光光度法和离子选择电极法。蒸馏——酸滴定法适用于氨氮含量较高时的测定，而且蒸馏需要一定的时间，测定的时间比较长，而且采集水样较多，试剂用量也较多了。离子选择电极适于现场快速测定，但灵敏度较低。纳氏试剂分光光度法是氨氮的经典测定方法，被许多国家列为标准分析方法，但水中钙、镁和铁等金属离子、硫化物、醛、酮类和颜色以及浑浊等均干扰测定，需要作相应的预处理。
纳氏法前处理方法有两种：一种是蒸馏，还有一种是混凝沉淀。运用这两种方法对水样进行前处理耗时较长，特别是蒸馏法过程繁杂，一般不受欢迎。至于混凝法，确实较为简便，但是我在实验中发现，混凝法中在调节PH值这步比较重要，NaOH的过量会导致结果产生严重误差，这是因为过量的NaOH与Zn（OH）2反应产生了混浊的物质，导致测定结果偏高。随着科技发展，时代进步，市面上出现了一种针筒式滤膜过滤器，这种产品主要用于液相色谱分析中流动相及样品的过滤，对保护色谱柱及输液泵管系统和进行阀等不被污染具有良好的作用。广泛应用于重量分析、微量分析、胶体分离及无菌试验中，它的微粒直径为0.45μm，浑浊水样经过该“滤头”的过滤后确实可以变得澄清，但是否可以代替纳氏试剂分光光度法的前处理，目前还不清楚，因此本论文对此问题进行了研究。
2材料与方法
2.1材料
2.1.1 试剂
所有试剂均需用不含氨的纯水配制。无氨水可用一般纯水通过强酸型阳离子交换树脂或者加硫酸和高锰酸钾后重蒸馏制得。
2.1.1.1 酒石酸钾钠溶液（500g/L）：称取50g酒石酸钾钠（KNaC4H4O6·4H2O），溶于100mL纯水中，加热煮沸至不含氨为止，冷却后再用纯水补充至100mL。
2.1.1.2 氢氧化钠溶液（320g/L）：称取160g氢氧化钠，用纯水溶解，并稀释为500mL。
2.1.1.3 纳氏试剂：称取100g碘化汞（HgI2）及70g碘化钾（KI），溶于少量纯水中，将此溶液缓缓倾入已冷却的500mL氢氧化钠溶液（2.1.1.3）中，并不停搅拌，然后再以纯水稀释至1000mL。储于棕色瓶中，用橡胶塞塞紧，避光保存。试剂有毒，应谨慎使用。
注：配制试剂时应注意勿使碘化钾过剩。过量的碘离子将影响有色络合物的生成，使发色变浅。储存已久的纳氏试剂，使用前应先用已知量的氨氮标准溶液显色，并核对吸光度；加入试剂后2h内不得出现浑浊，否则应重新配制。
2.1.1.4 氨氮标准储备溶液[ρ（NH3-N）]=1mg/mL]：将氯化铵（NH4Cl）置于烘箱内，在105℃烘烤1h，冷却后称取3.8190g，溶于纯水中于容量瓶内定容至1000mL。
2.1.1.5 氨氮标准使用液[ρ（NH3-N）]=10μg/mL]（临时使用配制）：吸取10.00mL氨氮标准储备溶液（3.2.4），用纯水定容到1000mL。
2.1.1.6 硫酸锌溶液（100g/L）：称取10g硫酸锌（ZnSO4·7H2O），溶于少量纯水中，并稀释至100mL。
2.1.1.7 氢氧化钠溶液（240g/L）：称取24g氢氧化钠溶于纯水中，并稀释至100mL。
2.1.2 仪器
2.1.2.1 具塞比色管，50mL
2.1.2.2 分光光度计
2.1.2.3 一次性针筒
2.1.2.4 针筒式滤膜过滤器
2.1.2.5 烧杯，500ml
2.1.2.6 聚乙烯样品瓶
2.1.2.7 PH试纸或PH试剂
2.2方法
本论文主要用来三种不同方法对水样进行处理，通过纳氏试剂分光光度法的基本原理，通过水中氨与纳氏试剂（K2HgI4）在碱性条件下生成黄至棕色的化合物（NH2Hg2OI），其色度与氨氮含量成正比，从而通过绘制标准曲线，计算其含量。
2.2.1 混凝沉淀法
取200mL水样，加入2mL硫酸锌溶液（2.1.1.6），混匀。加入0.8~1mL氢氧化钠溶液（2.1.1.7），使PH值为10.5，静置数分钟，倾出上清液供比色。
2.2.2 “滤头”过滤法
取100mL左右水样，用针筒式过滤器对水样进行过滤，取过滤后的澄清滤液供比色。
2.2.3 直接测定法
无论水样浑浊程度如何，将水样不经处理直接取50mL水样供比色。
2.3分析步骤
2.3.1 取50mL经过上述处理后的水样于50mL比色管中。
2.3.2 取50mL比色管8支，分别加入氨氮标准使用溶液（0，0.50，1.00，2.00，4.00，6.00，8.00及10.00mL），用纯水稀释至50mL。
2.3.3 向水样及标准溶液管内分别加入1mL酒石酸钾钠溶液（2.1.1.1），混匀，加1.0mL纳氏试剂（2.1.1.3）混匀后放置10min，于420nm波长下，用1cm比色皿，以纯水作参比，测定吸光度。
2.3.4 绘制标准曲线，从曲线上查出样品管中氨氮含量，或目视比色记录水样中相当于氨氮标准的质量。
2.3.5 计算
ρ（NH3-N）=M/V
ρ（NH3-N）——水样中氨氮（NH3-N）的质量浓度，mg/L；
M——从标准曲线上查得的样品管中氨氮的质量，μg；
V——水样体积，mL。
3结果与讨论
3.1 澄清水样的测定
配制标准溶液，用分光光度计绘制了氨氮标准曲线图（如图1）.png)
图1.png)
根据纳氏试剂分光光度法的规定，澄清水样的水样可以直接测定，无须前处理，本人先取了6个水样进行了测定，6个水样分别是三个已知浓度的标样，三个澄清水样。分别采用了过滤与直接测定的方法。结果如下：
表2 直接测定的结果.png)
由上述前六个澄清水样经过过滤和不过滤的两个操作方法所测的结果显示，过滤两种方法测得的结果相对误差均在5%以内，而过滤后的测定值比不过滤略为偏高，说明滤膜中含有少量氨氮成分，但并没有对测定结果造成过大影响，而且不会过滤掉测定的成分，并且前三个标样的测定结果与标样的浓度相对误差也在5%以内，说明了上述两种方法均可行。但是“滤头”的过滤功能仍不能确定。
3.2 三种方法的对比实验
本人取了6个浑浊水样，分别采用了三种处理方法对水样进行了测定，测定结果如下：
表4 各水样的吸光值.png)
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图2.png)
由图2显示，我们可以直观的看到直接测定的结果明显比经过处理的结果要偏高，而经过国标前处理的测定线与经过针筒式滤膜过滤器过滤的测定线基本上吻合，虽然新的方法结果略为偏高，但通过新旧方法的数据进行处理后，我们可以发现使用新方法测定结果的相对误差均在5%以内（表6），由此可见新方法确实具有可行性。
表6 新旧方法数据对比.png)
4 小结
通过上述实验可以证明：针筒式滤膜过滤器在对澄清水样进行过滤时，会带来干扰，但是测定结果在可接受范围中。而在对浑浊水样进行处理时，确实可以达到了过滤的效果，并测定值与国标测定值相差不大，相对误差均在5%以内。说明运用这种过滤的方法确实可以代替国标中混凝前处理的方法，并且通过这改进可以使得前处理变得更加简便，易于操作，另外该法还有一定好处，就是可以在判断水样浊度色度不准确时，直接采取这种方法测定，使得测量结果不因为人为判断失误造成影响。当然这种方法也有缺点：一是成本较高，二是不能用于准确测定。
面临社会的快速发展，随着科技地不断进步，新事物代替旧事物的过程势不可挡，滤膜的发展，在生物化学的领域上已经获得了广泛运用。例如在水质检测的大肠杆菌的测定上，滤膜法以成为最简便的方法之一，利用针筒式滤膜过滤器对水样进行前处理在经过更详尽的研究后，我想必定也会受到广泛应用，只有勇于创新，勇于尝试，社会才能变得更加美好。
参考文献：
[1]《生活饮用水卫生规范》，中华人民共和国卫生部卫生法制与监督司，2001年1月
[2]《现代水质监测分析技术》，费学宁主编，化学工业出版社，2005
[3]《现代水质分析检测技术》，（美）小马克（Mark，B.Jr.）；（美）马特森（Mattson，J.S.）主编；佟亮等译，中国建筑工业出版社，1988.3
论文作者:赵海龙
论文发表刊物:《基层建设》2016年13期
论文发表时间:2016/10/19
标签：水样论文; 滤膜论文; 试剂论文; 溶液论文; 方法论文; 针筒论文; 比色论文; 《基层建设》2016年13期论文;