納氏試劑分光光度法測(cè)定水樣中氨氮影響因素分析

吳海娟(齊齊哈爾市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 黑龍江 齊齊哈爾 161005)

納氏試劑分光光度法測(cè)定水樣中氨氮影響因素分析

吳海娟(齊齊哈爾市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 黑龍江 齊齊哈爾 161005)

氨氮是地表水、地下水、工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)污水處理廠的最重要監(jiān)測(cè)與考核指標(biāo)之一。納氏試劑分光光度法是測(cè)定水樣中氨氮最常用的監(jiān)測(cè)方法，其操作簡(jiǎn)便、靈敏、快速。實(shí)驗(yàn)用水、藥品、水樣色度、濁度及其它因素都會(huì)影響氨氮測(cè)試結(jié)果。從實(shí)驗(yàn)的角度詳細(xì)論證了氨氮測(cè)定的影響因素及消除影響的措施，對(duì)客觀評(píng)價(jià)地表水、地下水水質(zhì)功能及污水處理廠是否達(dá)標(biāo)，尤其處于臨界邊緣的水樣有更重要的意義。

水樣；氨氮；納氏試劑；分光光度法；測(cè)定

1 實(shí)驗(yàn)用水及藥品試劑的影響

1.1 實(shí)驗(yàn)用水的影響

用無(wú)氨水與新鮮蒸餾水做空白用水，測(cè)定吸光度。結(jié)果見(jiàn)表1

表1 無(wú)氨水與新鮮蒸餾水空白吸光度比較

環(huán)境中有氨或銨鹽通過(guò)其它途徑進(jìn)入實(shí)驗(yàn)用水中，導(dǎo)致空白增高，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定試驗(yàn)用水為無(wú)氨水。表1測(cè)定數(shù)據(jù)表明，無(wú)氨水與新鮮蒸餾水空白吸光度相對(duì)偏差最大4.2％，兩者測(cè)定結(jié)果沒(méi)有顯著差別。只要空白吸光度小于0.030，就不影響測(cè)定結(jié)果，實(shí)驗(yàn)中可用新鮮蒸餾水代替無(wú)氨水。

1.2 藥品試劑的影響

酒石酸鉀鈉、碘化汞純度不夠，會(huì)給實(shí)驗(yàn)造成空白值偏高和引起測(cè)試水樣渾濁等不良影響。

1.2.1 酒石酸鉀鈉的影響

酒石酸鉀鈉是鈣、鎂、鐵等金屬離子的掩蔽劑，其掩蔽機(jī)理為酒石酸鉀鈉和金屬離子絡(luò)合，避免加入納氏試劑后形成沉淀，影響測(cè)定。市售的酒石酸鉀鈉一般含銨鹽、鈣、鎂等雜質(zhì)比較多，使得標(biāo)準(zhǔn)曲線截距值、空白值偏高。實(shí)驗(yàn)證明向定容的酒石酸鉀鈉溶液中加入5ml納氏試劑攪拌均勻，靜置取上清液，置于冰箱冷藏保存，可以減小空白值，延長(zhǎng)保存時(shí)間。

1.2.2 納氏試劑的影響

納氏試劑是氨氮測(cè)定中的顯色劑，決定著曲線的靈敏度，直接影響顯色效果和測(cè)定值。納氏試劑主要有兩種配制方法：一種是二氯化汞―碘化鉀―氫氧化鉀，另一種是碘化汞―碘化鉀―氫氧化鈉。第一種配制方法復(fù)雜，但準(zhǔn)確度高。本實(shí)驗(yàn)選取第一種配置方法，配制后靜置24小時(shí)，取上清液，其余棄去不用，移入聚乙烯瓶中，用橡皮塞或聚乙烯蓋子密閉貯于冰箱內(nèi)保存，可以存放一年。若存放于棕色玻璃瓶，兩個(gè)月以后瓶底即出現(xiàn)棕褐色的沉淀，此時(shí)納氏試劑的靈敏度降低，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度降低，不可再用。

2 水樣自身因素的影響

2.1 水樣體系pH值的影響

根據(jù)納氏試劑反應(yīng)機(jī)理：

可以看出OH-濃度對(duì)顯色反應(yīng)有明顯影響。取同一濃度的標(biāo)液加入不同量的納氏試劑調(diào)節(jié)溶液pH值，對(duì)顯色的影響如下。

表2 納氏試劑加入量與吸光度關(guān)系

表2表明，pH對(duì)反應(yīng)體系的顯色程度有顯著影響。pH值小于11顯色不完全，pH值大于13溶液出現(xiàn)渾濁，最佳反應(yīng)pH值范圍在11-12之間。

地表水、地下水pH值一般為7左右，測(cè)定前可以不調(diào)試水樣酸堿性。有些企業(yè)工業(yè)廢水水質(zhì)偏酸或偏堿性，測(cè)定前用pH試紙值測(cè)試pH，若值過(guò)低或過(guò)高用氫氧化鈉顆?；蛄蛩嵴{(diào)節(jié)pH值到合適的范圍，再測(cè)定。

2.2 水樣色度、渾濁的影響

水樣有色、渾濁使測(cè)定值偏高。

去除方法：

若有色不渾濁則可以用扣除原液的吸光度方法去除色度影響。

若水樣有色且渾濁則需進(jìn)行絮凝沉淀或蒸餾后測(cè)定，絮凝、蒸餾方法按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

水樣的濁度往往會(huì)對(duì)納氏試劑比色測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生影響，建議做補(bǔ)償校正。在 50ml比色管中，水樣定容后加1.0ml酒石酸鉀鈉溶液，混勻.加1.5ml 15％氫氧化鉀溶液，測(cè)量吸光度(此為校正吸光度)。然后從水樣經(jīng)納氏試劑比色測(cè)得吸光度中減去校正吸光度。

2.3 水樣中其它干擾物質(zhì)的影響

2.3.1 余氯的影響

經(jīng)消毒處理的水樣中存在余氯，如果濃度超出一定值，氨離子會(huì)優(yōu)先與其反應(yīng)，余氯和氨氮可形成氯胺，使得氨氮和納氏試劑的反應(yīng)減弱或無(wú)法完成，導(dǎo)致無(wú)法測(cè)出結(jié)果或測(cè)定值偏低。氯離子濃度越高，影響越大。

去除方法：水樣采集后應(yīng)盡快分析，并立即破壞余氯，以防止與氨反應(yīng)。氯離子濃度低于1100mg/L時(shí)，可以忽略它的影響，但當(dāng)氯離子濃度超過(guò)1100mg/L以上，可用硫代硫酸鈉去除，0.5ml1.35％硫代硫酸鈉可除去0.25mg余氯。

2.3.2 水樣中錳的影響

水中錳濃度高時(shí)，氨氮測(cè)定結(jié)果有偏高的趨勢(shì).實(shí)驗(yàn)中雖加入掩蔽劑，卻未能消除錳對(duì)氨氮檢出的影響，錳的影響機(jī)理是棕黃色或棕色沉淀物MnO(OH)2，與氨氮顯色后的色澤一致是主要影響因素。

消除方法：用50％酒石酸鉀鈉1.0ml+0.2％Na2-EDTA 1.0ml代替純酒石酸鉀鈉能掩蔽Mn2+干擾。

3 外界因素影響

3.1 過(guò)濾用濾紙影響

經(jīng)試驗(yàn)分析證明，濾料中含有可溶性氨，尤以定量濾紙為甚。采用絮凝沉淀預(yù)處理時(shí)，最好選用含可溶性氨氮低的定性濾紙和超細(xì)玻纖濾膜過(guò)濾，濾前應(yīng)用蒸餾水充分洗滌以除去可溶性氨氮。為避免濾紙清洗不凈引入的誤差，實(shí)驗(yàn)中絮凝后可取上清液進(jìn)行測(cè)定。

3.2 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件的影響

實(shí)驗(yàn)環(huán)境對(duì)氨氮的測(cè)定影響很大。首先，要避免項(xiàng)目的交叉污染，比如總硬度、揮發(fā)酚、氨氮、亞硝酸鹽氮等分析項(xiàng)目都使用氨水，會(huì)使氨氮的空白值大幅增大。其次，對(duì)所用的器皿均應(yīng)清洗干凈，特別是做完高濃度樣品測(cè)定后，影響更大，必要時(shí)可用鹽酸浸泡。

3.3 反應(yīng)時(shí)間的影響

標(biāo)準(zhǔn)中顯色反應(yīng)時(shí)間為10min，顯色時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)顯色有一定影響，把握顯色時(shí)間是準(zhǔn)確測(cè)定的關(guān)鍵。經(jīng)過(guò)比對(duì)分析表明：0-10min，溶液顯色不完全，10-30min，溶液顏色較穩(wěn)定，30min后，溶液顏色逐漸加深，40-60min，溶液顏色逐漸減褪。最后出現(xiàn)紅色沉淀。所以顯色10min后應(yīng)迅速測(cè)定，盡量在10-30min內(nèi)完成。

3.4 水樣保存時(shí)間的影響

水中的氮主要以氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮和有機(jī)氮等形態(tài)存在。在特定條件下，如氧化和微生物活動(dòng)，有機(jī)氮可轉(zhuǎn)化為氨氮。有機(jī)廢水由于有機(jī)物分解，有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，使氨氮測(cè)定值隨著時(shí)間的推移快速升高，所以為了測(cè)定的準(zhǔn)確性，有機(jī)廢水應(yīng)盡快測(cè)定；無(wú)機(jī)廢水在酸性條件下，氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的速度緩慢，故氨氮測(cè)定值隨著時(shí)間的推移緩慢下降，所以無(wú)機(jī)廢水放置數(shù)天測(cè)定，對(duì)結(jié)果的影響不大。

4 結(jié)論

綜上所述，氨氮測(cè)定的影響因素諸多，采取以上措施可降低或避免氨氮測(cè)定引入的誤差，提高準(zhǔn)確度與靈敏度。

正確使用無(wú)氨水，降低空白值；選擇質(zhì)量合格的藥品、試劑，降低校準(zhǔn)曲線的截距。選擇合適的方法配制納氏試劑，保證方法的靈敏度。消除水樣中色度、濁度、金屬離子及其它干擾因素影響，控制反應(yīng)體系pH值范圍及反應(yīng)時(shí)間及時(shí)測(cè)定樣品是保證測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。

Analysis of Influencing Factors in the Determination of Ammonia Nitrogen in Water Samples by Spectrophotometry

WuHaijuan(Environment Monitoring Center Station of Qiqihaer City Qiqihaer HeiLongjiang 161005)

Ammonia nitrogen is one of the most important monitoring and evaluation indicators of surface water,groundwater,industrial wastewater and urban sewage treatment plant.Spectrophotometric method is the most commonly used method for the determination of ammonia nitrogen in water samples,and its operation is simple,sensitive and rapid.The experimental water,chemical reagent,water sample chroma,turbidity and other factors will influence the test result of ammonia nitrogen.The paper discusses influencing factors in the determination of ammonia nitrogen and the measures to eliminate the effect and evaluate water quality objectively.

Water sample Ammonia nitrogen Nessler's reagent Spectrophotometry Determination

X832

A

1674-263X(2016)03-0077-03

2016-09-20

吳海娟(1969-)，女，本科，高級(jí)工程師，從事環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。