焦化廢水氨氮快速檢測方法研究

譚學茭

(四川省工業環境監測研究院,四川成都610042)

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焦化廢水氨氮快速檢測方法研究

譚學茭

(四川省工業環境監測研究院,四川成都610042)

摘 要:針對焦化廢水氨氮含量的快速測定方法進行了研究,采用美國哈希DR2700快速測定儀對水樣中氨氮含量進行測定,同時將測定結果與納氏試劑分光光度法測得的結果進行比較,結果表明:采用哈?？焖贉y定儀測出的結果具有較好的精確度和準確度,同時該方法檢出限大,操作簡單,可以較好的應用于實際工業生產中。

關鍵詞:焦化廢水;氨氮;快速測定

1 引言

焦化廢水中的氨氦(NH3-N)以游離氨(NH3)或銨鹽(NH4)形式存在于水中,當PH值高時,游離氨的比例高,反之銨鹽的比例高。高含量氨氮污水排入受納水體,會造成水體的富營養化,嚴重時會使水體內某些藻類惡性繁殖。隨著我國焦化廢水處理工藝的改造,在采用硝化一反硝化(A—A—O)生物脫氮工藝后,焦化廢水中的氨氮含量大幅度降低,原來的堿滴定測氨氮的方法已無法滿足生產的要求。2001年7月,焦化廢水氨氮的測定方法改為與GB/T7479-1987等效的納氏試劑光度法。

納氏試劑光度法因具有簡便、快速、準確等優點[1],廣泛應用于環境監測和相關行業,為測定水和廢水中氨氮的首選方法。它不僅是經典的分析方法,同樣也是國家標準方法[2～3]。但該法的不足之處是試樣取量大,產生較多的實驗廢液;其次是使用劇毒的汞鹽,對環境產生很大的危害。這與當今社會大力提倡的清潔分析、清潔操作[4]的要求不相適應。

近年來,隨著監測技術的進步,快速測定儀的應用越來越廣泛,因此,在充分考慮目前現場污染物監測的特點和需求的基礎上,選用美國哈希(HACH)DR2700快速測定儀對焦化廢水氨氮含量進行測定,并與環保行業標準方法(納氏試劑分光光度法)的測定結果進行對比,結果表明該方法結果精確,穩定度高,且大量減少了實驗廢液的產生和納氏試劑的用量,經濟效益和環境效益相當顯著。

2 實驗

2.1 實驗儀器及試劑

美國哈希DR2700快速測定儀,美國哈希氨氮預裝混合試劑比色管(量程1mg/L～50mg/L)。

1.00mg/m L氨氮標準貯備液; 10.00μg/m L氨氮標準使用液;氯化銨、酒石酸鉀鈉、納氏試劑。

5％硫代硫酸鈉溶液,淀粉-碘化鉀試紙。

硫酸鋅溶液(ZnSO4·7H2Oρ=100g/ L),氫氧化鈉溶液(NaOHρ=200g/L)。

2.2 實驗方法

2.2.1 水樣預處理

焦化廢水中污染物種類繁多且水樣濁度較高,為確保測定結果的準確性,需要對廢水水樣進行預處理。

(1)去除余氯:加入適量的硫代硫酸鈉溶液去除至用淀粉到碘化鉀試紙檢驗不出余氯為止。

(2)去除懸浮物:加入1ml硫酸鋅溶液(ZnSO4·7H2Oρ=100g/L)和0.1ml～0.2ml氫氧化鈉溶液(NaOHρ=200g/L),調節p H約為10.5,混勻,放置使之沉淀,離心后取上清液待測。

2.2.2 測定方法

行標分光光度法:參照水質氨氮的測定納氏試劑分光光度法(HJ535-2009)[3]。

快速測定儀法:在哈希氨氮預裝混合試劑比色管中加入2 ml水樣(空白用2 ml蒸餾水代替水樣),按要求加入試劑包粉末,混勻,顯色20 min,使用DR2700分光光度計,在波長690nm處以試劑空白作參比,記錄吸光度值。用氨氮標準溶液配制標準系列,按樣品顯色的相同步驟操作,繪制標準曲線,計算樣品中氨氮含量。

3 結果與討論

3.1 標準曲線繪制

配制氨氮濃度為1 mg/L,2 mg/L,3 mg/L,4 mg/L,5 mg/L,10 mg/L,20 mg/L, 30 mg/L,40 mg/L,50 mg/L的系列氨氮標準溶液分別以行標法和快速測定儀法測定其吸光度,繪制吸光度對氨氮濃度值的標準曲線,進行比較,結果見圖1。

由圖1的標準曲線分析可知,相較于快速測定儀法,行標法具有更好的靈敏度,對于極小范圍內的氨氮濃度變化,行標法均能測得明顯的吸光度變化。從線性區間來看,從圖1中不難看出行標法的線性范圍較快速測定儀法的線性范圍更窄,標準曲線在濃度越高時偏離越大,而快速測定儀法的標準曲線在高濃度時(30mg/L～50mg/L)也未發生明顯偏離。使用快速測定儀法所制得的標準曲線,具有良好的線性相關性,R2值達到了0.999 7,而在全濃度范圍內(1mg/L～50mg/L),行標法測得的標準曲線線性相關性不理想,僅在氨氮濃度小于5mg/L的范圍內具有理想的線性相關性(見圖2所示,R2值為0.999 2)。由此概之,使用哈希DR2700快速測定儀繪制的氨氮-吸光度標準曲線線性范圍更廣,線性相關性好,能避免用行標法測定高濃度水樣時稀釋水樣的繁瑣程序。

圖1　氨氮-吸光度標準曲線

圖2　行標法氨氮-吸光度標準曲線(低濃度)

3.2 精密度對比

分別用兩種方法對氨氮標準樣品進行重復性實驗(n=3),結果見表2。

表2　行標法與快速測定儀法氨氮測定結果精密度對比

由表1可見行標法和快速測定儀法的精密度都能符合國標質控要求,精密度較高。但是,低氨氮濃度范圍內,行標法的精密度要高于快速測定儀法。當樣品氨氮濃度較高時,快速測定儀法測定值的標準偏差更小,有更好的精密度。

3.3 準確度對比

分別用兩種方法對實際水樣進行重復性實驗(n=3),結果見表3。

表3　行標法與快速測定儀法對加標回收樣品氨氮測定結果準確度對比

應用國標法和快速測定儀法做加標回收實驗所得的回收率分別為97％～121％和97％～102％,回收率較好。其中,在氨氮濃度較高時,行標法回收率達到121％,不能滿足技術規范要求,而快速測定儀法的回收率在氨氮濃度較高時,仍能達到101％,依然符合方法質量保證要求,說明快速測定儀法的準確度不論在氨氮濃度高低均能達到監測技術規范的要求。

4 結論

與傳統的國標法相比,應用哈希DR2700快速測定儀測定水樣中氨氮含量的方法具有線性范圍寬的特點,不僅能夠適用于低濃度氨氮的測定,在含高濃度氨氮的水樣測定中也能保持良好的精密度和準確度。其標準曲線,精密度和準確度(回收率)均能達到相關要求,符合監測技術規范,結果重現性好。同時,使用快速測定儀測定水樣中氨氮可以減小試劑的用量,通過減小銀鹽、汞鹽等的用量而有效避免二次污染問題,適用于快速批量樣品分析。綜上所述,使用哈希DR2700快速測定儀測定水樣中氨氮含量是一種高效,可靠的方法,有廣泛應用于廢水氨氮快速測定的前景。

參考文獻:

[1] 國家環境保護總局.水和廢水監測分析方法[M].北京:中國環境科學出版社,2002.276 -279.

[2] 韓瑩,鄭清林,李東明,等.便攜式快速水質檢測儀測定生活用水中的氨氮[J].現代儀器, 2009,15(5):56-57,60.

[3] 環境保護部.HJ 535-2009水質氨氮的測定納氏試劑分光光度法[S].北京:中國環境出版社,2009.

信息

Research of Rapid Detection Method of Ammonia Nitrogen in Coking Waste Water

TAN Xue-jiao
(SichuanProvince Academy of Industrial Environmental Monitoring,Chengdu 610042,Sichuan,China)

Abstract:The paper based on a fast analyzer and rapid determination of ammonia-nitrogen in coking waste water,use the HACH DR2700 analyzer to determine the ammonia nitrogen content in water samples,and compared with the environmental standard Nessler spectrophotometry method obtain satisfactory results.The results show that:the HACH analyzer had features of wide linear range,it also maintained a good precision and accuracy in water samples containing high concentrations of ammonia-nitrogen.

Key words:coking waste water;ammonia-nitrogen;rapid determination

作者簡介:譚學茭,助理工程師,主要從事節能環保工作。

文章編號:1001-5108(2016)01-0076-04

中圖分類號:O657

文獻標識碼:A