水质监测中氨氮测定的影响因素分析

程彩娟

（威海市生态环境局乳山分局，山东 威海 264500）

当前，我国由于城市化建设造成的环保问题日益严峻，尤其是水体污染，工业废水、垃圾等随意排放给水生态带来了巨大损害。所以，加强水质监测就变得尤为重要，必须对这些污染因子开展深入分析与研究，从而为水质监测提供科学的基础与方法。水质监测是环境监测的主要内容，通过水质监测，能够掌握水体中各类物质的含量及其趋势，为制定科学合理的生态管理决策提供强大的信息保障。

1 水质监测中氨氮测定概述

随着国家对环境质量的重视，政府不断采取相应措施改善环境质量，促进社会发展。水质氨氮污染物测定方法是环境监测和控制水体污染物的主要手段，能够清晰精确地测定氨氮污染物含量，实现环境污染管理。通常水质监测中对氨氮污染物的监测大多使用显色对比技术[1]。在该项测试中，水中的游离氨氮的小分子和纳氏溶液反应产生了黄棕色液晶聚合物，这种物质的色度和水体中氨氮含量的关系成正比，所以水质监测人员能够使用标准的检验比色法，或者分光光度法来测定水域中特定的氨氮浓度水平。但必须强调的是，在水质监测中采用这种显色剂对比法测定氨氮含量时，必须把水样的pH值控制在8以下，还应该选用最优质的滤材，减少干扰，确保显色剂对比法的测定结果更加准确。

水质监测的主要目的是通过测定水域中化学物质的浓度反映该区域的环境情况，一般监测范围包括水温、流速、pH值等[2]，重点监测范围包括悬浮物、溶解氧、化学需氧量、总氮、总磷等，还有水中的铜、镉、铅等重金属。为了增强水质监测的科学性和客观性，需要按照水流速度和水流量进行分类监测。现阶段，由于我国工业化进程的日益加快，社会生产技术水平和生产率正在显著提升，使城市工业废水和生活污水的排放总量显著增加。因此，要同时提高社会经济效益和环境效益，必须及时监测水质，并出台相应的水污染治理措施。

2 水质监测中氨氮测定的必要性

水体中氨氮浓度的监测对于水域中污染物的识别非常关键。首先应对氨氮污水监测资料进行综合研究，预测水污染的氨氮浓度，以便合理评价氨氮污染物浓度有无超标，水质能否正常使用，从而解决水污染问题。其次，氨氮测定能够了解环境和水域中污染物的组成情况，通过化学分析，能够更准确地测定出水污染成分的具体信息[3]。

氨氮测定对水体污染类型的识别更为精确，能很大程度提高监测结果的精度和可信度。所以，提高水体氨氮含量监测结果的精度也是提升水质控制效果的重要手段之一。这就需要水质监测机构对氨氮含量的监测加以重视。基于此，在进行其他环境项目的监测中，通过对氨氮污染物的监测将显著增强监测结论的真实性，进而对研究的顺利进行和后续的安全管理提供有效保障。另外，导致水污染最重要的原因之一就是氨氮超标。在对水环境进行综合监测时，要重点关注氨氮的监测分析。作为水质监测领域的核心环节，对水体氨氮的测定有助于对污染物的实际情况进行分析，通过监测有效确定造成水体污染的影响因素，从而达到并最终实现水污染控制目标。

3 水质中氨氮含量过高的形成原因

市场经济的迅速发展使部分不法企业为谋求效益不惜损害环境，直接将工业废水排入河流海洋，生活废水的乱排问题也较为普遍，因而导致水体污染。数据表明，工业和生活废水的氨氮排放严重超标。如直接进入河水中，会对河里的水生动植物造成巨大影响，严重时可导致死亡[4]。工业废水还可能导致水体富营养化，破坏生态平衡，危害人类健康。所以，对水体氨氮含量的监测是生态管理中的重要一环。水体中所含的氨氮物质一般是以游离氨和离子氨的形式存在，这些氨氮污染物在自然条件下的浓度不会过高，但在工业生产、发电厂、化肥厂等企业排放的工业废物中含有大量的氨氮有机质，如果将这些物质直接排放，很容易被微生物所降解，进而造成水体产生严重的氨氮污染物，这也是水体氨氮含量高的最根本原因。由此可见，大型工业企业排出的废水和烟尘会带来巨大的氨氮污染，不仅损害了大气环境，破坏了生态平衡，同时也污染了水体环境。工业、农业生产垃圾并入河道，使得水资源环境面临着更加严峻的污染问题，这些垃圾中的氨氮污染物含量明显超标，给生态环境带来巨大威胁。为了缓解当前水环境污染的严峻情况，减少水体中氨氮含量，应加强研究各种监测技术手段，减少污水中氨氮含量的排放，确保水资源的安全利用。

4 水质监测中氨氮含量测定方法

4.1 纳氏试剂分光光度法

为缓解当前环境污染状况以及水污染对生态平衡带来的损害，相关人员已探索出很多监测水中氨氮含量排放的途径，其中最普遍、最便于实施的监测手段是纳氏试剂分光光度法。此技术主要是通过氨氮在水中溶解变成碱性，并与纳氏溶液相互作用，然后通过比色皿观察检测的颜色，并把检测结果和正常色彩进行比较，确定饮用水中氨氮污染物浓度是否超标。碘化汞、碘化钾的碱性水溶液与氨反应后生成红棕色有机溶胶物，由于其色度范围与氨氮的含量成正比，所以通常可在410～425 nm的波长范围内测定吸光度。该方法的最低检测含量为0.025 mg/L，最大值为2 mg/L，适用于目测比色法。最低可测定含量为0.02 mg/L，在对水样进行充分预处理后，可进行地表水、地下水、工业废水及生活污水中氨氮含量的测定。该方法具有精度高、操作方便、省时等优点，是近年流行的一种方法，缺点是购买设备需要投入大量资金。

4.2 中和滴定法

中和滴定法是定量化学分析中常用的一种方法，它利用溶液的pH值来分析液体中特定物质的含量。中和滴定通常用于测定水中氨氮含量。整个过程以酸碱反应为基础，不产生二次污染物，无毒副作用。优点是具有较高的测量精度，缺点是操作比较繁琐，耗时耗力。将水样pH值调至6.0～7.4，添加较温和的氧化镁溶液使氧化镁呈微碱性，用硼酸溶液吸附水蒸馏后释出的氨，并以甲基红-亚甲基蓝溶液作为指示剂，用盐酸标准溶液滴定蒸馏液出液中的氨氮。

4.3 水杨酸光度法

此类方法也可在有基本仪器设备的条件下应用，可利用分光光度计和计算机监测水体中的氨氮浓度。其基本原理是在强碱介质中，以亚硝基铁氰化钠作为催化剂，氨与水杨酸和次氯酸反应后生成蓝色化合物，在其最大吸收波长为697 nm处测定吸光度。这种方式生成的蓝色物质的色度变化与游离氨、铵离子的氨氮浓度水平有一定的关联，可以确定水中氨氮含量的变化趋势。这种方法的优点是灵敏、稳定以及操作简便。但是与同为分光光度法的纳氏试剂光度法相比较，就不如纳氏试剂光度法精确和稳定。

4.4 电极法

电极法的一个显著优势是可以通过探头和变送器实时获取氨氮数据。电极法主要是通过pH电极收集水体氨氮的信息。在给定的水域中加入适量的强碱性介质，如果pH值提高到了11以上，水域中的氨氮将会以游离氨的形态存在。水中的氢离子处于剥离状态，这会影响pH值电极数据。因此，该方法非常适用于对水体中氨氮含量的测定。

5 水质监测中氨氮测定的影响因素

基于水样的浊度和色泽问题，首先要用絮凝沉淀法对水样进行预处理，然后再取清液进行监测。由于水中的一些成分和测定过程中所用的试剂产生了化学反应，测定过程中氨氮的颜色也会有所差异或者变得模糊，从而造成测定结果有误。所以，监测的第一步就是去除水中杂质以减小对监测结果的影响。一些水样含有难以检测的刺激性、还原性挥发物，监测人员必须对水样的来源有一个简单的了解，并有针对性地进行处理。由于很多工业废水中都含有脂肪胺、芳族胺、醛、丙酮、醇、有机氯胺类以及其他有机化合物，添加纳氏试剂时，此水样中会出现淡黄色或淡绿色杂质，干扰显示功能，吸收光度增大，因此在水中分离氨氮时必须采用水蒸馏的预处理。为了进一步提高氨氮含量测定方法的精度，提高质量控制的准确性，就必须对影响氨氮含量测定的各种因素加以综合研究。

5.1 光波长度因素

光波是影响水质监测中氨氮测量的主要因素之一，会影响水质氨氮含量测量结果的精度。通过实验分析，如果光波控制在400～425 nm范围内，显示剂不会吸收较多的光波，光波也不会干扰氨氮监测。在420 nm 波长下，标准溶液和显影剂空白的吸光度都能达到最大值。因此，在进行水质氨氮含量监测时，选择420 nm波长更为有效。

5.2 盐度因素

盐度是影响水质氨氮浓度测定的主要原因之一。调查证明，如果水体的盐分含量低于20 j，则不会影响氨氮浓度的测定。但如果水体盐分高于20 j，则会对氨氮测定结果产生一些负面影响，不管使用什么测量手段，水体的氨氮含量都非常高。因水体的盐分浓度会随着水流的变化和潮汐而变化。所以，有必要彻底了解盐含量对水质中氨氮监测的影响，以确保获得可靠的测量结果。只有总结盐度规律，同时提出消除影响的方法，才能进一步提高水质监测的效果。因此，盐含量会对水质中的氨氮含量造成一定影响并促使其不断变化。

5.3 气泡因素

气泡是干扰水体氨氮含量测量的主要因素。在水质监测中对氨氮进行测定时，水体中存在的小气泡不会对测量结果产生影响，可以通过相应的措施来预防，将真空脱气或在管中安装玻璃滴管可以防止气泡进入管内，且效果很好。但在水质氨氮测量过程中，当众多小气泡聚集后，会对监测结果产生一定的影响，造成结果存在一定的偏差。所以在监测水质氨氮时，检测机构要充分考虑气泡对水质氨氮含量检测结果的影响。

5.4 滤纸因素

在水体测定中，由于水体本来是相对混浊的，所以在离心或过滤之前都必须进行絮凝沉淀以获得标准水样。在过滤中，由于滤纸内含少量的可溶性铵盐类物质，会引起过滤后空白数值升高，而定量滤纸中铵盐浓度又高于定性滤纸，所以在过滤中一般选用定性滤纸。在过滤中要使用氢氧化铵溶液冲洗滤纸，必要时进行过滤空白对照实验。

5.5 试剂显色时间因素

在水质氨氮测定时，先要进行采样，然后再通过专业仪器对水样本进行检测。在测定氨氮含量时，显色剂的显色时间、显色温度和显色剂的pH值都会对检验结果产生很大影响。测定试剂显色时间通常掌握在15～30 min之间，以取得较好的显色效果。但实践表明，如果显色时间不足15 min，则显色会不完全，实际色度不足，无法达到色度测定条件。而如果显色时间大于30 min，则显色不稳定，无法评估实际的显色情况。所以，在对氨氮浓度的测定中，必须限制试剂显色的时间以保持显色平稳，便于测定。分光法测定时间最好控制在5 min以内，比色管不宜过多，测定时动作要快，比色管内液也不要过量，以确保测定的准确度。

5.6 温度因素

显色剂的温度可能干扰显色效果，所以在测定水质氨氮含量时，温度一定要限制在25 ℃之内，此时显色反应效果最好，温度太高显色不稳，温度太低吸光数值变化不明显。温度对空白样和高浓度样影响不大，对低浓度的水样影响明显。此外，显色剂易受外部环境条件的干扰，因此在显色过程中必须适当控制溶液的pH值，使pH值不超过12.3，从而有效减少浊度。虽然溶液的酸碱度难以引起颜色变化，但是如果超出了这个范围，溶液就会瞬间混浊，使吸光度的准确测定更加困难并影响测量数据的准确性。

5.7 测试器皿因素

氨氮含量测定作为检测水体水质的主要方式，其利用物质元素含量和性质的变化规律来确定和评价水样质量。在这个过程中，要保证测试器皿的清洁度。在收集水样后，装满溶液的容器也应当保持足够清洁，以避免容器表面以及内部的任何其他粘连，从而影响最后的测定结果。氨氮监测分析时所使用的玻璃器皿应用稀盐酸浸泡杀菌消毒，然后用无氨水洗净，并置于干燥环境中使水分蒸发。但不宜长时间放置在室外环境，以免被其他污染物污染。

6 水质监测中氨氮控制策略

6.1 光波监测技术的合理应用

光波影响因素在很大程度上影响着水体氨氮含量测定结果的精准度，所以除了要避免光波对测定结果的干扰，还必须在整个测量过程中最大程度地利用光波监测技术的特性及其所发挥的作用，进一步提高监测结果的精准度。研究发现，在光波长度持续增大后，显色剂吸光度先增后降的情况尤为突出。另外，随着波长长度的持续增加，标准溶液的吸光度会逐渐稳定。为了提高测定结果的精度，必须掌握适当的光波长度，从而使测定结果更为合理精确。

6.2 水盐度的合理控制

在水质分析及氨氮含量监测中，盐分会直接影响监测结果。由于水流或潮汐等因子的直接影响，当进行氨氮浓度监测时，盐分浓度也处在动态变化中，监测人员要想顺利地开展氨氮测量，就需要对源水体的盐分含量变化有充分的认识，以保证测量结果的准确性。为了有效实现这一目标，首先，在测量过程中要充分考虑和了解水源的盐碱规律，从而科学合理地调节和管理氨氮测量结果。其次，要有效掌握水体盐度含量的变化规律，从而为进一步提升测量结果的准确度提供重要保证。

6.3 综合分析显色稳定性与控制显色时间

一般来说，氨氮测定结果与显色剂有很大关系，影响因素过多时，显色剂的稳定性就会受到较大影响，而水体氨氮含量测定的结果也将发生改变，所以要充分考虑显色剂的稳定性和测量结果之间的关系，不仅要合理选用显色剂，还要确保显色剂的性能及其他重要技术指标能满足氨氮含量检测的基本条件，使氨氮含量检测数据真实可信，从而为相关工作者提供客观准确的数据。另外，在进行水体氨氮含量测定时，显色剂的显色能力也是影响结果的重要因素之一，所以必须适当调整显色时间，以提高检测的合理性。分析水体监测中的氨氮浓度可知，将显色时间适当调整到一定范围内，就能满足对水体氨氮含量测定的相关要求。

7 水质中氨氮测定的注意事项

水质氨氮含量监测会受到许多种因素影响，所以要采取必要措施保证测定结果的准确性。采集水样后，应当按照实际水流量和水量，分段、分层收集试样，并将试样保存于适当的环境中。在氨氮含量的测定上，重点要控制水样测定时的光波长度，及时采集和分析数据，建立图表，并研究其效应原理。至于显色剂的使用，则重点在于根据室外的气温、相对湿度等情况，使显色剂的光敏性、显色时间以及酸碱平衡等尽量满足标准，从而提高测试的准确性和检测方法的科学性。在监测分析活动中，不仅要确定各种器具物品的清洁度，必要时还要通过一定的物理方法加以集中维护。同时要尽量减少外部影响因素，把测试环境的温度和湿度调控到适宜的程度，比如在具体操作中，介质和仪器应顺着管壁倾斜，以避免测试受到干扰。

8 结语

综上所述，水质监测中的氨氮测定会受到许多因素影响。在取样过程中，对待检测水体的流量与水量充分考虑分层逐步取样。因为氨氮的浓度决定了对水体的危害范围、人们的生活用水安全以及对自然环境的损害程度，所以要分析研究影响氨氮的浓度的因素，确定水中氨氮的含量是否符合相关要求，进一步提高测量准确性，确保人们的生活用水安全及生态环境的稳定性。