戴安離子色譜儀檢測氨氮含量

使用離子色譜分析地表水、地下水、飲用水源等水中的氨氮，以甲磺酸為流動相可同時檢測其他陽離子，氨氮定量范圍為0.04~15mg/l。

氨氮（NH3-N）屬于營養(yǎng)鹽，魚類對水中氨氮比較敏感，氨氮含量高時會導(dǎo)致魚類死亡。水中氨氮的來源主要為生活污水中含氮有機物受微生物作用的分解產(chǎn) 物，某些工業(yè)廢水，如焦化廢水和合成氨化肥廠廢水等，以及農(nóng)田排水。此外，無氧環(huán)境中，水中存在的亞硝酸鹽亦可受微生物作用，還原為氨。測定水中氮化合物 的此種形態(tài)，有助于評價水體被污染狀況。

氨氮的測定方法，目前通常有納氏比色、氣相分子吸收、*-次氯酸煙比色等，光度法的測定范圍為0.02-2mg/l，干擾因素較多，操作比較繁瑣，須配 制多種試劑，包括一些有毒試劑，存在測定后廢棄物安全處理的問題。氣相分子吸收光譜法是將氨和銨鹽氧化成亞硝酸鹽來測定氨氮的，所以水樣中的亞硝酸鹽需要 計算出結(jié)果予以扣除，而且氧化劑會把水中的有機胺也氧化成亞硝酸鹽，還需預(yù)先分離除去。

氨氮在水中以游離氨（NH3）或銨鹽（NH4+）形式存在，兩者組成比主要取決于水的pH值，采用離子色譜法，流動相為酸性，氨氮全部轉(zhuǎn)化為銨鹽形式，不 需調(diào)節(jié)pH值。對比較干凈的水樣，如地下水、飲用水源可直接進樣測定，操作簡便，一次進樣可同時檢測其它陽離子，提高了分析效率。對方法檢出限、回收率、 精密度等指標(biāo)進行了考察。

實驗部分

主要儀器與試劑

離子色譜儀：戴安離子色譜儀ICS-1500型，配有Dionex Ionpac CG 12A陽離子保護柱(4× 50mm)，CS 12A陰離子分離柱(4×250mm)，CSRS 300型化學(xué)抑制器（4mm），美國戴安公司；

移液器：P10ml，法國吉爾森；

鈉、氨氮、鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，氨氮標(biāo)樣均來自*標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所（IERM），標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度均為500mg/l，氨氮標(biāo)樣編號為200541；

試驗用水為超純水 (電阻率18.25 MΩ /cm)

色譜條件

用10mmol/l甲磺酸等度淋洗，淋洗液流速為1.0ml/min，柱溫保持在30℃，進樣體積為25ul ；以保留時間定性，峰面積定量。樣品采集后保存于潔凈的聚乙烯瓶中，進樣時經(jīng)加裝在針頭的0.2um濾膜后注射入儀器。

結(jié)果與討論

工作曲線

用水將鈉離子、氨氮、鉀離子標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液稀釋成濃度均為0.10、0.50、1.00、2.00、5.00、10.00、15.00mg/l的系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，進樣分析得到不同濃度與其相應(yīng)的峰面積響應(yīng)信號值，色譜圖如圖1所示，三種離子可較好分離。

氨氮工作曲線如圖2所示。擬合時都不包含原點。鈉、鉀采用Linear線性擬和標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性相關(guān)系數(shù)都達到0.9999，截距值均略小于0.03， 可是氨氮采用線性擬和效果并不好，線性相關(guān)系數(shù)僅為0.992，曲線方程為y=0.1775x+0.0826。而采用Quadratic二次曲線擬合得到 工作曲線方程為y =－0.0041x2+0.2347x+0.0225，相關(guān)系數(shù)為0.9998，相關(guān)性、斜率、截距均優(yōu)于線性擬合，表明氨氮更適于采用此種曲線擬合方 式，后續(xù)試驗均以此工作曲線計算氨氮濃度。

精密度及定量范圍

將工作曲線中10mg/l的標(biāo)準(zhǔn)溶液重復(fù)進樣9次，氨氮保留時間為7.920~7.933min，保留時間的RSD為0.06%，峰面積為1.92~2.01 μS?min，峰面積的RSD為1.24%，由此可見方法的精密度較好。

參考EPA SW-846，按照全程序操作步驟重復(fù)9次空白加標(biāo)試驗，加標(biāo)量為預(yù)計方法檢出限的3~5倍，計算測定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，采用98%置信度，查t-分布臨界 值表得t(8,0.02)=2.896，那么M.D.L=2.896×S.D，方法的定量哦下限RQL為4倍的MDL，計算出氨氮及鈉鉀的檢出限如表1所 示

在0.04~15mg/l之間可對氨氮定量。目前施行的水質(zhì)的國標(biāo)中以集中式生活飲用水地表水源地標(biāo)準(zhǔn)[2]中Ⅰ類水質(zhì)要求zui為嚴(yán)格，對氨氮的限值為 0.15mg/l。由試驗結(jié)果可知，方法的定量下限0.04mg/l低于Ⅰ類水質(zhì)要求，所以方法定量下限可滿足水質(zhì)監(jiān)測的要求。

準(zhǔn)確度測試

氨氮標(biāo)樣200542的濃度為1.50 ± 0.07mg/l，將標(biāo)準(zhǔn)溶液按要求稀釋25倍，平行進樣均值為1.55mg/l，在質(zhì)控范圍內(nèi)。加標(biāo)試驗樣品采用氨氮標(biāo)樣，兩次加標(biāo)，每次加標(biāo)測量4 次，測量值減去1.50為測得值。氨氮回收率及測得量的批內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)偏差如表2所示。由試驗結(jié)果可知氨氮回收率為99.2~ 103%，在3倍RSD(批內(nèi))之內(nèi)，滿足QA/QC要求。

此外，對同一環(huán)境水樣采用離子色譜與納氏光度法[3]檢測，樣品濃度分別為0.95mg/l和0.90mg/l，標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.7%，小于5%的質(zhì)控要求。所以此法可適用于地表水、地下水等比較干凈的水樣的水質(zhì)監(jiān)測，對于含有機物廢水可考慮經(jīng)串聯(lián)的預(yù)柱處理后進樣檢測。

結(jié)論

采用離子色譜法檢測的方法檢出限低于現(xiàn)行的國標(biāo)中對氨氮的限值，可滿足監(jiān)測工作的需要，方法精密度也符合QA/QC要求。與傳統(tǒng)的測定方法相比，離子色譜法具有如下優(yōu)點：簡化測定環(huán)節(jié)，降低手工勞動強度；溶劑消耗少，避免了使用一些毒性較大的試劑，符合清潔生產(chǎn)理念；水樣用量少，靈敏度高，測量范圍 寬。