申请日2011.10.28
公开(公告)日2012.06.20
IPC分类号G01N21/31
摘要
一种氨氮水质在线监测仪上污水中原物质干扰消除的方法，解决对于采用纳氏试剂法进行水中氨氮浓度监测的在线监测仪在使用过程中存在污水中引起测定过程中吸光度变化的原物质干扰的问题，其技术方案是：以蒸馏水作为参比样品，加入掩蔽剂、纳氏试剂，显色后测定参比样品吸光度;取标准水样作为标准样品，加入蒸馏水、掩蔽剂、纳氏试剂，显色后测定标准样品吸光度;取待测水样，加入蒸馏水、掩蔽剂、纳氏试剂，显色后测定待测样品吸光度;所述的掩蔽剂为组分A和强碱的混合溶液，组分A是酒石酸钾钠或柠檬酸钠或柠檬酸钾;所述的纳氏试剂为碘化汞、碘化钾和强碱的混合溶液;将以上测定的数据输入计算系统，计算待测水样中氨氮的浓度。
权利要求书
1.一种氨氮水质在线监测仪上污水中原物质干扰消除的方法，其特征在于：
1.1参比样品吸光度的测定
取一定量蒸馏水作为参比样品，加入掩蔽剂，所述的掩蔽剂与蒸馏水的体积比为1∶1～1∶12，1 min内测定吸光度;加入纳氏试剂，所述的纳氏试剂与蒸馏水的体积比为1∶1～1∶12，显色1.5～10 min后测定吸光度;
1.2标准样品吸光度的测定
取一定量标准水样作为标准样品，加入蒸馏水，两者的体积比为1∶1～1∶11且两者的总量与参比样品总量相等;加入掩蔽剂，所述的掩蔽剂与标准水样和同时加入的蒸馏水总量的体积比为1∶1～1∶12，1 min内测定吸光度;加入纳氏试剂，所述的纳氏试剂与标准水样和同时加入的蒸馏水总量的体积比为1∶1～1∶12，显色1.5～10 min后测定吸光度;
1.3待测样品吸光度的测定
取一定量待测水样作为待测样品，加入蒸馏水，两者的体积比为1∶1～1∶11且两者的总量与参比样品总量相等;加入掩蔽剂，所述的掩蔽剂与待测水样和同时加入的蒸馏水总量的体积比为1∶1～1∶12，1 min内测定吸光度;加入纳氏试剂，所述的纳氏试剂与待测水样和同时加入的蒸馏水总量的体积比为1∶1～1∶12，显色1.5～10 min后测定吸光度;
1.4步骤1～步骤3中，所述的掩蔽剂为组分A和强碱的混合溶液，组分A是酒石酸钾钠或柠檬酸钠或柠檬酸钾，混合溶液中酒石酸钾钠或柠檬酸钠或柠檬酸钾的浓度为200～500 g/L，强碱的浓度为0.3～1.0 mol/L;所述的纳氏试剂为碘化汞、碘化钾和强碱的混合溶液，混合溶液中碘化汞的浓度为15～25 g/L，碘化钾的浓度为10～25 g/L，强碱的浓度为0.3～1.0 mol/L;所述的强碱为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液;
1.5将以上测定的数据输入计算系统，计算待测水样中氨氮的浓度。
2.根据权利要求1所述的氨氮水质在线监测仪上污水中原物质干扰消除的方法，其特征在于：参比样品、标准样品和待测样品测定时显色时间相同。
3.根据权利要求1所述的氨氮水质在线监测仪上污水中原物质干扰消除的方法，其特征在于：配制掩蔽剂时准确称取所需酒石酸钾钠，用蒸馏水溶解后加入所需量的高浓度强碱溶液，搅拌均匀后定容;配制纳氏试剂时准确称取所需碘化汞、碘化钾，常温下用蒸馏水充分搅拌溶解，缓慢加入所需量的高浓度强碱溶液，搅拌均匀后定容。
4.根据权利要求1所述的氨氮水质在线监测仪上污水中原物质干扰消除的方法，其特征在于：所述的掩蔽剂可采用酒石酸钾钠溶液和强碱溶液分别加入。
说明书
一种氨氮水质在线监测仪上污水中原物质干扰消除的方法
技术领域
本发明涉及污水在线监测技术，特别涉及一种建立在纳氏试剂法基础上的氨氮水质在线监测仪上污水中原物质干扰消除的方法。
背景技术
水中无机氮污染物包括氨氮、硝态氮和亚硝态氮，其中硝酸盐含量较高时可导致水体富营养化，亚硝酸盐是强致癌物质，对人体危害极大。水体中不同形态的氮在一定的环境条件下可相互发生转化，构成氮循环的重要组成部分。在有氧环境中，好氧微生物可将氨转化为亚硝酸盐，再进一步转化为硝酸盐，在无氧环境中，硝酸盐亦可在厌氧微生物的作用下被还原为亚硝酸盐，继而再被还原为氨。因此，氨氮是水体富营养化的主要因子之一，同时也是水体污染监测的重要指标。
目前，我国相关水环境标准和废水排放标准均将氨氮监测作为必检或基本监测项目。水中氨氮含量可以通过分光光度法、滴定法、电化学分析法、流动注射法、色谱法、荧光法、酶法等方法测定，其中分光光度法常被作为测定氨氮的首选方法。氨氮测定的分光光度法包括纳氏试剂法、苯酚-次氯酸盐光度法、水杨酸-次氯酸盐光度法和靛酚光度法等，其中纳氏试剂法因其简便、准确、灵敏，常被作为测定氨氮的首选方法。
随着国家对环境预警监测能力建设投入的加大和地表水水质自动监测技术的日趋成熟，水质在线监测仪器已在全国得到了广泛应用。大多的氨氮在线自动监测仪采用直接进样法，对于水样的预处理，如离子干扰、浊度影响等问题不予考虑，通常由使用者自行解决，仪器内也无干扰排除相关部件的预留。对于仪器干扰的排除通常由使用者或集成商在前端另行设计加入，但一般的预处理方法只能去除大部分颗粒污染物，对于可溶性污染物和以乳化状态存在于水中的污染物不能去除。这些原物质在纳氏试剂法测定过程中产生吸光度变化，故对测定结果干扰较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种建立在纳氏试剂法基础上的氨氮水质在线监测仪上污水中原物质干扰消除的方法，以解决对于采用纳氏试剂法进行水中氨氮浓度监测的在线监测仪在使用过程中存在污水中引起测定过程中吸光度变化的原物质干扰的问题，减小并消除其他污染物对测定结果的影响。
本发明的技术解决方案是：
一种氨氮水质在线监测仪上污水中原物质干扰消除的方法，其特殊之处是：
1.参比样品吸光度的测定
取一定量蒸馏水作为参比样品，加入掩蔽剂，所述的掩蔽剂与蒸馏水的体积比为1∶1～1∶12，1 min内测定吸光度;加入纳氏试剂，所述的纳氏试剂与蒸馏水的体积比为1∶1～1∶12，显色1.5～10 min后测定吸光度;
2.标准样品吸光度的测定
取一定量标准水样作为标准样品，加入蒸馏水，两者的体积比为1∶1～1∶11且两者的总量与参比样品总量相等;加入掩蔽剂，所述的掩蔽剂与标准水样和同时加入的蒸馏水总量的体积比为1∶1～1∶12，1 min内测定吸光度;加入纳氏试剂，所述的纳氏试剂与标准水样和同时加入的蒸馏水总量的体积比为1∶1～1∶12，显色1.5～10 min后测定吸光度;
3.待测样品吸光度的测定
取一定量待测水样作为待测样品，加入蒸馏水，两者的体积比为1∶1～1∶11且两者的总量与参比样品总量相等;加入掩蔽剂，所述的掩蔽剂与待测水样和同时加入的蒸馏水总量的体积比为1∶1～1∶12，1 min内测定吸光度;加入纳氏试剂，所述的纳氏试剂与待测水样和同时加入的蒸馏水总量的体积比为1∶1～1∶12，显色1.5～10 min后测定吸光度;
4.步骤1～步骤3中，所述的掩蔽剂为组分A和强碱的混合溶液，组分A是酒石酸钾钠或柠檬酸钠或柠檬酸钾，混合溶液中酒石酸钾钠或柠檬酸钠或柠檬酸钾的浓度为200～500 g/L，强碱的浓度为0.3～1.0 mol/L;所述的纳氏试剂为碘化汞、碘化钾和强碱的混合溶液，混合溶液中碘化汞的浓度为15～25 g/L，碘化钾的浓度为10～25 g/L，强碱的浓度为0.3～1.0 mol/L;所述的强碱为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液;
5、将以上测定的数据输入计算系统，计算待测水样中氨氮的浓度。
上述的氨氮水质在线监测仪上污水中原物质干扰消除的方法，参比样品、标准样品和待测样品测定时显色时间相同。
上述的氨氮水质在线监测仪上污水中原物质干扰消除的方法，配制掩蔽剂时准确称取所需酒石酸钾钠，用蒸馏水溶解后加入所需量的高浓度强碱溶液，搅拌均匀后定容;配制纳氏试剂时准确称取所需碘化汞、碘化钾，常温下用蒸馏水充分搅拌溶解，缓慢加入所需量的高浓度强碱溶液，搅拌均匀后定容。
上述的氨氮水质在线监测仪上污水中原物质干扰消除的方法，所述的掩蔽剂可采用酒石酸钾钠溶液和强碱溶液分别加入。
在采用传统的纳氏试剂法实际测定水样中氨氮浓度的过程中，存在于水样中的可溶性污染物和以乳化状态存在的污染物等原物质在加入纳氏试剂后其吸光度有较大变化。为消除其在纳氏试剂显色前后的吸光度变化对测定结果的影响，在加入纳氏试剂前先加入强碱溶液将水样的pH值调至强碱性状态，同时减少纳氏试剂中的碱量，使水样中的原物质在加入纳氏试剂前后的吸光度基本不变。与现有方法的无法测定或误差20%以上相比，本方法可以从根本上消除可溶性污染物和以乳化状态存在于水中的污染物等原物质在纳氏试剂法测定过程中产生的吸光度变化对测定结果的影响，增加了测定结果的准确度，相对误差在10 %以下。该方法未增加在线监测的试剂加入程序，操作过程易控制，重现性好。
具体实施方式
实施例1：
1、以组分A(酒石酸钾钠)和NaOH的混合溶液为掩蔽剂，混合溶液中酒石酸钾钠的浓度为200 g/L，NaOH的浓度为0.3mol/L;准确称取所需酒石酸钾钠，用蒸馏水溶解后加入所需量的高浓度的NaOH溶液，搅拌均匀后定容;
2、以碘化汞、碘化钾和NaOH的混合溶液为纳氏试剂，混合溶液中碘化汞的浓度为15g /L，碘化钾的浓度为10 g/L，NaOH的浓度为1.0 mol/L;准确称取所需碘化汞、碘化钾，常温下用蒸馏水充分搅拌溶解，缓慢加入所需量的高浓度的NaOH溶液，搅拌均匀后定容;
3.参比样品吸光度的测定
取4 mL蒸馏水作为参比样品，加入与其等体积的掩蔽剂，1 min内测定吸光度;加入4 mL纳氏试剂，显色2 min后测定吸光度;
4.标准样品吸光度的测定
取2 mL标准水样，加入与其等体积的蒸馏水作为标准样品;加入4 mL掩蔽剂，1 min内测定吸光度;加入4 mL纳氏试剂，显色2 min后测定吸光度;
5.待测样品吸光度的测定
取2 mL待测水样，加入与其等体积的蒸馏水作为待测样品，加入4 mL掩蔽剂，1 min内测定吸光度;加入4 mL纳氏试剂，显色2 min后测定吸光度;
6、将以上测定的数据输入计算系统，计算水样中氨氮浓度的测定结果。
测定结果如下：
待测水样中氨氮实际浓度(mg/L) 待测水样中氨氮测定浓度(mg/L) 绝对误差(mg/L) 相对误差(%) 14.91 14.50 -0.41 -2.75 14.91 14.10 -0.81 -5.43 14.91 14.30 -0.61 -4.09 14.91 15.20 0.29 1.95
实施例2：
1、以组分A(酒石酸钾钠)和NaOH的混合溶液为掩蔽剂，混合溶液中酒石酸钾钠的浓度为300 g/L，NaOH的浓度为0.8 mol/L;准确称取所需酒石酸钾钠，用蒸馏水溶解后加入所需量的高浓度的NaOH溶液，搅拌均匀后定容;
2、以碘化汞、碘化钾和NaOH的混合溶液为纳氏试剂，混合溶液中碘化汞的浓度为20 g /L，碘化钾的浓度为20 g/L，NaOH的浓度为0.3 mol/L;准确称取所需碘化汞、碘化钾，常温下用蒸馏水充分搅拌溶解，缓慢加入所需量的高浓度的NaOH溶液，搅拌均匀后定容;
3.参比样品吸光度的测定
取12 mL蒸馏水作为参比样品，加入1 mL掩蔽剂，1 min内测定吸光度;加入1 mL纳氏试剂，显色5 min后测定吸光度;
4.标准样品吸光度的测定
取2 mL标准水样，加入10 mL蒸馏水作为标准样品，加入1 mL掩蔽剂，1 min内测定吸光度;加入1 mL纳氏试剂，显色5 min后测定吸光度;
5.待测样品吸光度的测定
取2 mL待测水样，加入10mL蒸馏水作为待测样品，加入1 mL掩蔽剂，1 min内测定吸光度;加入1 mL纳氏试剂，显色5 min后测定吸光度;
6、将以上测定的数据输入计算系统，计算水样中氨氮浓度的测定结果。
测定结果如下：
待测水样中氨氮实际浓度(mg/L) 待测水样中氨氮测定浓度(mg/L) 绝对误差(mg/L) 相对误差(%) 16.13 16.70 0.57 3.53 16.13 16.00 -0.13 -0.81 16.13 16.20 0.07 0.43 16.13 16.90 0.77 4.77 16.13 15.80 -0.33 -2.05
实施例3：
1、以组分A(酒石酸钾钠)和NaOH的混合溶液为掩蔽剂，混合溶液中酒石酸钾钠的浓度为500 g/L，NaOH的浓度为1.0 mol/L;准确称取所需酒石酸钾钠，用蒸馏水溶解后加入所需量的高浓度的NaOH溶液，搅拌均匀后定容;
2、以碘化汞、碘化钾和NaOH的混合溶液为纳氏试剂，混合溶液中碘化汞的浓度为25 g /L，碘化钾的浓度为25 g/L，NaOH的浓度为0.7 mol/L;准确称取所需碘化汞、碘化钾，常温下用蒸馏水充分搅拌溶解，缓慢加入所需量的高浓度的NaOH溶液，搅拌均匀后定容;
3.参比样品吸光度的测定
取12 mL蒸馏水作为参比样品，加入2 mL掩蔽剂，1 min内测定吸光度;加入2 mL纳氏试剂，显色10 min后测定吸光度;
4.标准样品吸光度的测定
取1 mL标准水样，加入11 mL蒸馏水作为标准样品，加入2 mL掩蔽剂，1 min内测定吸光度;加入2 mL纳氏试剂，显色10 min后测定吸光度;
5.待测样品吸光度的测定
取1 mL待测水样，加入11 mL蒸馏水作为待测样品，加入2 mL掩蔽剂，1 min内测定吸光度;加入2 mL纳氏试剂，显色10 min后测定吸光度;
6、将以上测定的数据输入计算系统，计算水样中氨氮浓度的测定结果。
测定结果如下：
待测水样中氨氮实际浓度(mg/L) 待测水样中氨氮测定浓度(mg/L) 绝对误差(mg/L) 相对误差(%) 24.65 24.45 -0.20 -0.81 24.65 25.12 0.47 1.91 24.65 23.79 -0.86 -3.49 24.65 24.63 -0.02 -0.08 24.65 23.27 -1.38 -5.60 24.65 24.18 -0.47 -1.91
实施例4：
1、以碘化汞、碘化钾和NaOH的混合溶液为纳氏试剂，混合溶液中碘化汞的浓度为20g /L，碘化钾的浓度为20 g/L，NaOH的浓度为0.3 mol/L;准确称取所需碘化汞、碘化钾，常温下用蒸馏水充分搅拌溶解，缓慢加入所需量的高浓度的NaOH溶液，搅拌均匀后定容;
2.参比样品吸光度的测定
取12 mL蒸馏水作为参比样品，加入浓度为400 g/L的酒石酸钾钠溶液1 mL，和浓度为0.8 mol/L的 NaOH溶液1 mL，1 min内测定吸光度;加入2 mL纳氏试剂，显色5 min后测定吸光度;
3.标准样品吸光度的测定
取2 mL标准水样，加入10 mL蒸馏水作为标准样品，加入浓度为400 g/L酒石酸钾钠溶液1 mL，和浓度为0.8 mol/L NaOH溶液1 mL，1 min内测定吸光度;加入2 mL纳氏试剂，显色5 min后测定吸光度;
4.待测样品吸光度的测定
取2 mL待测水样，加入10 mL蒸馏水作为待测样品，加入浓度为400 g/L酒石酸钾钠溶液1 mL，和浓度为0.8 mol/L NaOH溶液1 mL，1 min内测定吸光度;加入2 mL纳氏试剂，显色5 min后测定吸光度;
5、将以上测定的数据输入计算系统，计算水样中氨氮浓度的测定结果。
测定结果如下：
待测水样中氨氮实际浓度(mg/L) 待测水样中氨氮测定浓度(mg/L) 绝对误差(mg/L) 相对误差(%) 16.13 16.70 0.57 3.53 16.13 16.00 -0.13 -0.81 16.13 16.20 0.07 0.43 16.13 16.90 0.77 4.77 16.13 15.80 -0.33 -2.05
实施例1、实施例3中的掩蔽剂也可采用与实施例4相同的加入方法。
实施例5：
用KOH溶液代替NaOH溶液，其它同实施例1～4;用柠檬酸钠或柠檬酸钾代替酒石酸钾钠，其它同实施例1～4。
