在用哈希HACH仪表做日常水质检测中,许多化验人员都曾遇到一个令人困惑的现象:同一水样,氨氮的测定值居然高于总氮。从理论上看,总氮应包含氨氮,这类结果显然不符合常理。是操作失误?是水体异常?还是检测方法本身存在系统偏差?今天,润凝实业(上海)有限公司就从专业角度系统解析这一现象背后的原因。
一、什么是氨氮?什么是总氮?
首先明确一点:氨氮是总氮的一部分。
▶ 总氮(Total Nitrogen, TN):指水中所有形态的氮总量,包括无机氮(如氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮)和有机氮(如蛋白质、尿素等含氮有机物)。
▶ 氨氮(Ammonia Nitrogen):仅指以游离氨(NH₃)和离子铵(NH₄⁺)形式存在的氮。
用一个形象的比喻:总氮好比一篮水果,而氨氮是其中的苹果。正常情况下,一篮水果的总重量理应大于其中苹果的重量。
二、为什么会出现氨氮大于总氮的情况?
在实际水质检测过程中,该类“异常”可能来源于以下六类常见问题:
1. 样品处理偏差
若水样中存在含氮悬浮物,在取样时如未充分摇匀、仅取上清液检测总氮,便会导致总氮测定值偏低,而氨氮检测通常使用匀样,因此结果可能出现倒挂。
2. 实验室环境污染
氨氮极易吸附和溶解。如果实验室临近卫生间或存放氨水等试剂,空气中氨气可能溶入实验用水或样品,导致氨氮测定值假性偏高。
3. 试剂与器皿污染
总氮试剂应在低温避光条件下保存,超过有效期,失效试剂会导致消解效率下降;
实验器皿清洗不彻底或使用普通蒸馏水(可能含铵盐),都会引入外来氮污染。
4. 总氮消解过程问题
总氮消解需在密封条件下进行。若消解管盖未拧紧,氨氮可能以氨气形式逸出,造成损失。此外,消解温度不足、时间过短或过硫酸钾添加量不够,也会导致转化不完全,测定值偏低。
5. 水样基质干扰
某些水体成分会干扰测定:如氯离子影响可见光法测总氮;碘、溴、铬等物质可能影响紫外吸收;水样停留时间不同也可能导致氮形态发生变化。
6. 分析方法差异
氨氮常用纳氏试剂分光光度法(无需消解),而总氮需经碱性过硫酸钾高温消解后再用紫外分光光度法测定。两套方法系统误差叠加,尤其在低浓度样品中更容易出现偏差。
三、如何避免出现水质氨氮大于总氮的情况?
必须在以下环节严格把控:
1.采样与前处理关:样品摇匀后取样,使用无氨容器,低温避光保存并尽快检测;
2.实验环境关:实验室应远离污染源,使用现制超纯水,器皿专用并彻底清洗;
3.消解操作关:确保消解管密封良好,高浓度样品适当稀释,严格控温定时;
4.系统质控关:定期进行试剂有效性验证、平行样测定与标准样品校准。
5.如仍出现异常,可加测凯氏氮(有机氮+氨氮)作为辅助判断。
四、氨氮突然升高可能存在的原因有哪些?
1.氨氮突然大于总氮,往往指示有新污染输入(如生活污水、养殖废水);
2.硝酸盐氮较高而氨氮较低,通常代表水体自净能力良好,硝化作用明显;
3.氨氮对水生生物具较强毒性,尤其在夏季高温高pH条件下,游离氨毒性显著上升;
4.总氮是评估富营养化风险的核心指标,长期监测可预警藻类水华发生风险。
综上所述:水质检测中氨氮大于总氮虽非常态,却也并非孤例。其背后往往是样品前处理、实验操作、试剂环境等多方面因素共同作用的结果。唯有系统规范操作、强化全过程质控,才能确保氮含量数据的准确性与可靠性,为水环境治理与评价提供坚实的数据支撑。
注:本文所述检测方法依据《HJ 636-2012 水质 总氮的测定》和《HJ 535-2009 水质 氨氮的测定》等标准。