基于生活饮用水中氨氮含量的检测分析

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摘要：文章结合笔者的工作实践经验，探讨了离子色谱法在饮用水中的氨氮检测中的应用。从检测的实验过程中发现，采用离子色谱法检测饮用水的含量具有很高的灵敏度和准确性，而且操作比较简单，并能够满足生活饮水卫生要求，是值得大量推广与应用的检测方法。

关键词：离子色谱；氨氮检测；饮用水；应用

引言

目前，对于水中氨氮的检测，主要采用纳氏试剂分光光度法、酚盐分光光度法及水杨酸盐分光光度法等方法。纳氏试剂分光光度法中使用了有毒物质碘化汞，酚盐分光光度法及水杨酸盐分光光度法对试剂要求严格，操作复杂。因此，本文采用离子色谱法测定水中氨氮含量，离子色谱法具有灵敏、准确、干扰因素少和可同时实现多组分测定的特点，而且操作简单。由于水中氨氮含量低，本文主要采用离子色谱法测定水中低浓度的氨氮，获得了较好的实验结果。

1 材料与方法

1.1 材料

仪器：DionexIC-1000色谱装置，IonPac CS12A + CG12A，IonPac CS16 + IonPac CG16。自循环再生模式抑制器（CSRS-4mm），电导检测器。实验用水：Milli-Q（电导率18.3MΩ・cm）。淋洗液：C（CH4O3S）=30mmol/L，C（HCL）=20mmol/L，流速1.0ml/min。标准品：NH3-N标准储备溶液，购自国家标准物质研究中心，4℃避光保存。

1.2 方法

水样经0.22μm微孔滤膜，25μl进样测定。

2 结果

2.1 线性范围和检出限

配制0.050、0.100、0.250、0.500、1.000mg/L的氨氮系列标准溶液，采用30mmol/L 甲基磺酸淋洗液，按方法1（见表1）色谱条件进行线性回归试验。在0.05～1.00mg/L范围内氨离子浓度和色谱峰高呈现良好的线性相关，回归方程：Y=0.24X +0.014（P

配制0.025、0.050、0.075、0.100、0.250、0.500mg/L的氨氮系列标准溶液，采用 20mmol/L盐酸淋洗液，按方法2（见表1）的色谱条件进行线性回归试验。结果在0.025～0.500mg/L范围内具有较高的色谱响应，回归方程：Y=0.30X+0.011，（P

2.2 准确度测定

按方法1对氨氮标准样品（GSBZ50005-88200527，1.84±0.07mg/L）进行测定，剔除一个异常数据后，平均检测值为1.89mg/L。其结果在给定的限内，方法的测量不确定度（标准合成不确定度）为0.09mg/L。

2.3 精密度及回收率测定

在水样中加入1.50mg/ L氨氮标准样品，进行8次重复进样，其相对标准偏差为8.63%。回收率在76.3%～100.9%之间。

2.4干扰实验

对方法1干扰实验结果表明，钙、镁、钾等常见阳离子对氨氮测定结果无干扰，水中钠 离子浓度高，可对结果产生干扰。

2.5水样检测

本文对2009 年至2010年本市的54份二次供水和112份农村饮用水进行检测分析，其结果见表2。二次供水氨氮增加量小于0.01mg/L的占88.9%，11.1%的水样介于0.01～0.1 mg/L之间，大于0.1mg/L的未检出。农村饮用水氨氮含量小于0.01mg/L的占66.1%，22.3% 的水样在0.01～0.1mg/L之间，11.6%的水样在0.1～0.5mg/L之间，大于0.5mg/L的未检出。

3 讨论

3.1 分析条件的选择

在含10mg/L钠离子与0.25mg/L氨氮的水样中，按表1所示的四种方法分析NH3-N，淋洗液流速均为1.0ml/min，四种方法都能得到满意的曲线，但分离度、斜率和分析时间各有差别。

方法4与刘向红[1]介绍方法近似，用IonPac CS12A+IonPac CG12柱，以10mmol/L硫酸作淋洗液，该法灵敏度较高，但分离度太低。

方法3用20mmol/L的甲基磺酸做淋洗液，Li，Na，NH4，K，Mg和Ca这六种常见的阳离子在12min内全部出峰，分析时间最短，但分离度与方法4近似，仍然不够高。杨文英[2]实验淋洗液流速为0.6ml/min，保留时间较法3迟，分离度较法3增加。

方法2参考国标法，流动相改用 20mmol的盐酸分析氨氮，钠氨峰可以实现基线分离，分析时间和分离度都比较满意，但当钠氨比大于500时，两峰达到完全分离还是比较困难。

为使所有离子得到理想的分离效果，采用方法1的IonPac CS16+CG16柱、30mmol/L的甲基磺酸做淋洗液，钠氨两峰的分离很好，分析时间和分离度同时增加。

3.2 干扰实验

在方法1色谱条件下用模拟自来水加入氨氮进样分析，其中氨氮含量0.25mg/L，钠钾镁钙离子分别为10.0mg/L，2.5mg/L、3.0mg/L、40.0mg/L，本实验钾、镁、钙等常见阳离子在氨氮含量0.25mg/L浓度时对氨氮的测定没有干扰，饮用水锂基本上没有保留，钠离子保留时间7.02min，氨氮保留时间 8.8min，在方法1条件下可以实现钠氨峰的完全分离。

钠峰太高，拖尾也会覆盖氨峰，所以分析条件选择的关键是分离度，如钠氨比等于50，分离度为1.60，但钠氨比超过500，分离度则降至1.14，建议选择方法1测定。消除Na+干扰也可用SPE小柱除去钠峰或采用梯度淋洗，但会相应增加成本。

3.3 化学法与离子色谱法检测限比较

经空白检测，钠氏试剂分光光度法最低检测质量浓度按CL=（XL-X）/S=3Sb/S（Sb 为空白多次测量的标准偏差，S为方法的灵敏度即标准曲线的斜率）计算等于0.051mg/L，大于国标化学方法的0.02mg/L。本文色谱法最低检测质量浓度按3倍噪音计算为0.015mg/L，小于王文玉[3]用CS12柱的0.05mg/L。

纯水空白值太高会导致灵敏度降低，钠氏试剂法必须严格控制空白吸光值，这一点在普通实验室很难做到。方法改进后，用 HgCL2 配制钠氏试剂，即使将空白吸光值控制到0.01，最低检测质量浓度也很难做到国标钠氏试剂分光光度法的0.02mg/L。

用ICS-1000以IonPac CS16+CG16柱配30mmol/L的甲烷磺酸或者IonPac CS12A+CG12A 柱配20mmol/L的盐酸淋洗液测氨氮，只需基本配置，对浑浊水样做个简单的过滤处理就可进行检测。两种方法分别有灵敏度高和分离度大的优点，可以根据需要加以选择。

从中可以看出，离子色谱法方便、安全，能够满足生活饮水卫生要求，下一步可尝试与国标方法的钾、钙、钠、镁同时测定。

参考文献：

[1]刘向红.离子色谱法在食品分析中的应用[J].中国卫生检验杂志，2011（21）.

[2]杨文英.离子色谱法测定水中氨氮含量[J].中国卫生检验杂志，2005（11）.

[3]王文玉.离子色谱法测定鸭绿江水域中氨氮的含量[J].中国卫生工程学，2010（6）.