納氏試劑法測定水中低濃度氨氮的預處理方法的改進

李紅亮，趙輝，許曉翠，朱澤軍

(河南省環(huán)境監(jiān)測中心，河南 鄭州 450004)

納氏試劑法測定水中低濃度氨氮的預處理方法的改進

李紅亮，趙輝，許曉翠，朱澤軍

(河南省環(huán)境監(jiān)測中心，河南 鄭州 450004)

選用納氏試劑分光光度法測定氨氮時，比較蒸餾法中分別以硼酸和純水為吸收液時氨氮的檢測效果。結果顯示，當氨氮質(zhì)量濃度>1.0 mg/L時，用純水或硼酸作吸收液均可；當氨氮質(zhì)量濃度<1.0 mg/L時，應以純水為吸收液。

氨氮；納氏試劑分光光度法；蒸餾法；吸收液

氨氮是環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境評價的重要指標之一，它的形態(tài)組分比取決于水體的pH值、水溫、鹽度等[1]。水環(huán)境中的氨氮主要來源于工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水中氮及含氮有機物的微生物分解[2]。氨氮超標會導致水體富營養(yǎng)化，影響漁業(yè)生產(chǎn)和水體安全，同時，氨氮硝化作用的產(chǎn)物硝酸鹽和亞硝酸鹽能誘發(fā)高鐵血紅蛋白癥和產(chǎn)生致癌的亞硝胺，危害人體健康[3]。因此，提高水體中氨氮測定的準確度對環(huán)境監(jiān)測尤為重要和緊迫。

目前，水質(zhì)監(jiān)測中氨氮的測定多采用文獻[4]方法。該法預處理方法中的蒸餾法，可有效去除水樣中色度、懸浮物、余氯、硫化物、鈣鎂等金屬離子和有機物對氨氮測定的干擾[5-6]。但是，該法以硼酸為吸收液，對低濃度氨氮的測定效果并不理想(常出現(xiàn)未檢出或者剛過檢出限的情況)[7]。針對這一情況，現(xiàn)對納氏試劑法中的蒸餾法預處理過程進行改進，比較分別以硼酸和純水為吸收液，氨氮的檢測效果。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

723分光光度計(北京瑞利分析儀器公司)，智能一體化蒸餾儀，50 mL比色管，500 mL凱氏燒瓶等。

1 000 mg/L 銨標準儲備液；納氏試劑：碘化汞-碘化鉀-氫氧化鈉溶液；500 g/L酒石酸鉀鈉；0.5 g/L的溴百里酚藍指示劑；20 g/L硼酸吸收液；1 mol/L氫氧化鈉溶液；100 g/L硫酸鋅溶液。

1.2 測試方法

蒸餾法預處理：將50 mL硼酸吸收液或純水移入250 mL容量瓶中，確保冷凝管出口在溶液液面以下。取一定量的待測樣品，移入燒瓶中，加入5～6滴溴百里酚藍指示劑，用氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液調(diào)整pH值至6.0(指示劑呈黃色)～7.4(指示劑呈藍色)，加入0.25 g輕質(zhì)氧化鎂及數(shù)粒玻璃珠，立即連接冷凝管。加熱蒸餾，使餾出液速率約為10 mL/min，待餾出液達到200 mL時，停止蒸餾，加水定容至250 mL[4]。

絮凝法預處理：取100 mL水樣到燒杯中，加入1 mL 10%的硫酸鋅，用25%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值約為10.5，混勻，放置使沉淀。用經(jīng)無氨水洗滌過的中速定性濾紙過濾，棄去初濾液20 mL[4]。

樣品檢測波長為420 nm，用20 mm比色皿，以水作參比，測量吸光度[4]。

2 結果與討論

2.1 標準溶液比對結果

以0.500 mg/L的氨氮標準溶液作為樣品，蒸餾法進行預處理，分別以硼酸和純水為吸收液，其他條件相同，氨氮測定結果見表1。

表1 標準溶液氨氮測定結果

由表1可見，以純水作吸收液，測定的相對誤差≤5%，符合實驗室質(zhì)量控制指標要求；而以硼酸作吸收液，測定的相對誤差為53%～71%，不符合質(zhì)量控制指標要求。即對于0.500 mg/L的氨氮樣品，蒸餾法預處理時，用純水作吸收液測定結果較準確。

2.2 實際水樣比對結果

取18個實際水樣，同時用絮凝沉淀法和蒸餾法(分別以硼酸和純水為吸收液)進行預處理，氨氮測定的結果見表2。

表2 實際水樣氨氮測定結果

① 與絮凝沉淀法進行比較

由表2可見，氨氮質(zhì)量濃度<1 mg/L的水樣，蒸餾法(硼酸)和絮凝法氨氮測定結果的相對偏差為16%～95%，蒸餾法(純水)和絮凝法氨氮測定結果的相對偏差為2%～15%。因此，對于低濃度氨氮樣品，用蒸餾法預處理時，用純水作吸收液氨氮測定結果較準確。

氨氮質(zhì)量濃度>1 mg/L的水樣，蒸餾法(硼酸)和絮凝法氨氮測定結果的相對偏差為2%～13%，蒸餾法(純水)和絮凝法氨氮測定結果的相對偏差為0.3%～15%，蒸餾法(硼酸)和蒸餾法(純水)之間氨氮測定結果的相對偏差為0.3%～7%。說明對于ρ(氨氮)>1 mg/L的樣品，蒸餾法預處理時，用純水或硼酸作吸收液均可。

在蒸餾法中，不同吸收液(硼酸和純水)測定水中不同濃度氨氮結果的差異，可能是受水樣pH值的影響。文獻[4]提出，經(jīng)蒸餾預處理的水樣，須加入一定量的氫氧化鈉調(diào)節(jié)水樣至中性，就是考慮到了水樣pH值對分析結果有影響[8]。文獻[9]證實，采用納氏試劑光度法測定溶液樣品氨氮時，樣品溶液的pH值對其吸光度影響很大，在一定條件下，顯色后樣品溶液的吸光度隨其pH值的增大而增大，pH值>12.59時，吸光度趨于穩(wěn)定；納氏試劑光度法測定氨氮過程中，必須合理調(diào)節(jié)顯色樣品溶液的pH值，以確保顯色后樣品溶液的pH值>12.59。測量低濃度氨氮樣品，用硼酸作吸收液時，由于硼酸的弱酸性，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)樣品溶液的pH值至中性時，樣品中的硼酸并沒有被全部中和，顯色時剩余的硼酸能夠和納氏試劑發(fā)生中和反應，從而造成顯色后pH值偏低，影響最終的測定結果。文獻[9]顯示，采用納氏試劑光度法測定溶液樣品氨氮，當水樣需要進行蒸餾預處理時，如果采用2%的硼酸作吸收液，必須將餾出液的pH值調(diào)至9.56以上。因此，納氏試劑分光光度法測定水中的氨氮，采用蒸餾法進行預處理時，用純水作吸收液優(yōu)于用硼酸作吸收液。

3 結語

納氏試劑分光光度法測定氨氮過程中，當水樣需要蒸餾法預處理時，在低濃度范圍，用純水代替2%的硼酸為吸收液，測定值與絮凝法更接近，符合實驗室質(zhì)量控制要求，數(shù)值更準確。因此，對于低濃度有懸浮物或色度干擾的氨氮樣品，選擇蒸餾法預處理時，以純水為吸收液更合適。

[1] 國家環(huán)境保護總局.水和廢水監(jiān)測分析方法[M].4版. 北京： 中國環(huán)境科學出版社， 2006： 276-285.

[2] 魏復盛.水和廢水監(jiān)測分析方法指南[M].北京： 中國環(huán)境科學出版社， 1990： 137- 139.

[3] 奚旦立， 孫裕生， 劉秀英. 環(huán)境監(jiān)測[M]. 北京： 高等教育出版社， 2004： 72-75.

[4] 國家環(huán)境保護部. 水質(zhì) 氨氮的測定 納氏試劑分光光度法： HJ 535—2009 [S]. 北京：中國環(huán)境科學出版社， 2010.

[5] 紀云崢， 唐金樓， 任敬旭. 納氏試劑比色法測定水中氨氮的干擾分析[J]. 分析試驗室， 2007， 26(S1)： 28-30.

[6] 張慶軍. 納氏試劑光度法測定水和廢水中氨氮關鍵問題的研究[J]. 環(huán)境工程， 2009， 27(1)： 85-88.

[7] 王屹. 污水氨氮測定中蒸餾法預處理研究[J]. 遼寧師范大學學報(自然科學版)， 2007， 30(4)： 488-490.

[8] 魏小玲， 黃偉， 張絢璇. 水樣預處理的pH控制對氨氮測定的影響[J]. 環(huán)境工程， 2009， 27(S1)： 581-583.

[9] 潘本鋒， 韓潤平， 魯雪生， 等. 納氏試劑光度法測定氨氮時樣品溶液pH值對分析結果的影響[J]. 環(huán)境工程， 2008， 26(1)： 71-73.

欄目編輯 胡偉

Improvement on Pretreatment for the Determination of Low-concentration Ammonium Nitrogen in Water Using Nessler Reagent Method

LI Hong-liang， ZHAO Hui， XU Xiao-cui， ZHU Ze-jun

(HenanProvinceEnvironmentalMonitoringCenter，Zhengzhou，Henan450004，China)

Comparison was made between using boric acid and pure water as the absorption solution during distillation using the Nessler reagent spectrophotometric method for determining the concentration of ammonium nitrogen in water. The results showed that when the concentration of ammonium nitrogen was higher than 1.0 mg/L， either boric acid or pure water could be used as the absorption solution. When the concentration was less than 1.0 mg/L， pure water was a better choice.

Ammonium nitrogen； Nessler reagent spectrophotometry； Distillation； Absorption solution

2016-02-25；

2016-3-29

李紅亮(1978—)，男，工程師，本科，主要從事環(huán)境監(jiān)測與管理工作。

O657.32

B

1674-6732(2016)04-0037-03