納式試劑分光光度法測定水中氨氮的影響因素及處理辦法

朱　鳳/奉賢區(qū)環(huán)境監(jiān)測站

納式試劑分光光度法測定水中氨氮的影響因素及處理辦法

朱鳳/奉賢區(qū)環(huán)境監(jiān)測站

測定水中氨氮含量最常用的國家標(biāo)準(zhǔn)方法為納氏試劑分光度法 (HJ 535-2009), 但在測定的過程中發(fā)現(xiàn)該方法受到多種因素的干擾，直接影響分析的質(zhì)量。本文研究分析了其中需要注意的一些問題并提出了相應(yīng)的處理辦法,以便更好地在實際操作中開展工作。

納氏試劑;分光光度法; 氨氮

氨氮是指水中以游離氨（NH3）和銨離子（NH4+）形式存在的氮。動物性有機物的含氮量一般較植物性有機物為高。同時，人畜糞便中含氮有機物很不穩(wěn)定，容易分解成氨。因此，水中氨氮含量增高時指以氨或銨離子形式存在的化合氮。

在我國環(huán)境監(jiān)測水質(zhì)分析中，氨氮是水體的一個常規(guī)監(jiān)測項目，測定方法有很多，比較常用的有納氏試劑分光光度法（HJ533-2009），水楊酸分光光度法（HJ536-2009），蒸餾-中和滴定法（HJ537-2009）等。其中納氏試劑分光光度法由于其操作簡單、所需試劑較少，操作靈敏，準(zhǔn)確度高等優(yōu)點，而在環(huán)境監(jiān)測部門的氨氮分析中得以廣泛應(yīng)用。根據(jù)國家環(huán)保部推薦使用的標(biāo)準(zhǔn)所述，在氨氮的測定過程中，經(jīng)常會遇到一些干擾因素，造成測定結(jié)果有所偏差。為了消除各種影響因素，使測定結(jié)果更加準(zhǔn)確，現(xiàn)從以下幾個需要注意的方面進行說明[1]。

1.氨氮測定的原理、方法及儀器

原理：以游離態(tài)的氨或銨離子等形式存在的氨氮與納氏試劑反應(yīng)生成紅棕色絡(luò)合物，該絡(luò)合物的吸光度與氨氮含量成正比，在波長420nm處，用1cm比色皿進行吸光度的測量。

方法：清潔水樣，取一定量體積并定容至50ml 比色管中，加入1.0ml 酒石酸鉀鈉，混勻后加入1.5ml 納氏試劑， 重新混勻，放置10～30min后，于 420nm 波長處進行比色測定。

有懸浮物或色度干擾的水樣，取經(jīng)過預(yù)處理的一定體積水樣并定容至50 ml比色管中，按與清潔水樣相同的步驟測量吸光度。

儀器：分光光度計，UV759型[2]。

2.氨氮測定的影響因素及處理辦法

2.1實驗環(huán)境的影響

首先要保證測定氨氮實驗室內(nèi)部干凈、無氨，如果與其他分析項目存在交叉污染，比如實驗室內(nèi)存放有氨水。由于氨水的揮發(fā)性特別強，揮發(fā)出的氨氣溶解度又極高，非常容易被吸收到實驗的樣品及試劑中，這樣就會使得實驗空白值變大，從而影響到樣品測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，在測定氨氮的實驗室中絕對不能存放氨水、 銨鹽類化合物等容易產(chǎn)生氨的試劑[3]。

2.2實驗試劑的影響

氨氮測定過程中所需要試劑主要是酒石酸鉀鈉和納氏試劑。

酒石酸鉀鈉溶液可以消除鈣鎂等金屬離子的干擾，但是有些市面上所售的分析純試劑純度不能達到這個要求，那么在測定過程中就會產(chǎn)生比較高的空白值和引起待測水樣的渾濁，從而導(dǎo)致結(jié)果的不準(zhǔn)確。為了保證待測水樣測得結(jié)果的準(zhǔn)確性，降低空白值對實驗結(jié)果的影響，要盡量將酒石酸鉀鈉試劑中的氨除去掉，可根據(jù)氨在堿化過的溶液煮沸過程中易被驅(qū)除的性質(zhì)，在配制酒石酸鉀鈉試劑過程中可以加入24％氫氧化鈉溶液1.0mL，并把煮沸時間延長10min，這樣可以使配制的試劑基本把氨去除，提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

納氏試劑有兩種配制方法，在實驗過程中可以任選一種配制：（1）用碘化汞 、碘化鉀和氫氧化鈉配制，簡稱碘化汞法納氏試劑；（2）用二氯化汞 、碘化鉀和氫氧化鉀配制，簡稱二氯化汞法納氏試劑。配制好的納氏試劑可以存放在棕色玻璃瓶中，大概在60天后 ，棕色玻璃瓶底會出現(xiàn)松散的棕褐色片狀沉淀物。玻璃瓶壁出現(xiàn)附著的棕褐色塊狀環(huán) ，時間越久，沉淀物越來越多。半年左右,玻璃瓶瓶底棕褐色沉淀物約0.5 cm厚 ，玻璃瓶壁布滿棕褐色塊狀環(huán) 。如果把納氏試劑存放于聚乙烯塑料瓶中，兩年后試劑仍然澄清，塑料瓶瓶底只有很少量的微紅色沉淀物出現(xiàn)。分別用貯于棕色玻璃瓶與聚乙烯塑料瓶兩種容器 兩年后的納氏試劑對氨氮標(biāo)準(zhǔn)樣品來進行測定，結(jié)果表明，貯于聚乙烯塑料瓶的納氏試劑測定值符合要求。因此，配置好的納式試劑應(yīng)盡量貯于聚乙烯塑料瓶中[4]。

2.3實驗器具的影響

實驗器具也會對氨氮的測定造成干擾。對于實驗過程中所要用到的玻璃器皿均應(yīng)清洗干凈，每次在測定完高濃度樣品后者其他分析項目之后，玻璃器皿中都會有所殘留，應(yīng)定期用稀釋過的鹽酸或者硝酸浸泡。比色皿表面不清潔也是造成測量誤差的常見原因之一，每當(dāng)測定有色溶液后，一定要充分洗滌?？捎孟鄳?yīng)的溶劑涮洗，或用（1+3）硝酸浸泡。注意浸泡時間不宜過長，以防比色皿脫膠損壞。

2.4實驗用水的影響

在氨氮的測定中，實驗用水的質(zhì)量也非常重要，國家環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)中要求用無氨水對實驗樣品進行分析測定，然而無氨水的制備過程又非常的復(fù)雜。在日常的環(huán)境監(jiān)測中，一般采用離子交換純水器來制取的新鮮的去離子。通過比較去離子水和無氨水對實驗樣品進行氨氮的測定，結(jié)果表明這兩種在空白吸光度和標(biāo)準(zhǔn)曲線上沒有存在明顯的差異，具有比較好的精密度。因此，新制的去離子水完全可以代替蒸餾法制備的無氨水用于實際實驗中[3]。

2.5水樣濁度的影響

有懸浮物或者色度干擾的水樣，很容易吸附納氏反應(yīng)中的顯色物質(zhì)，從而影響最終的樣品檢測結(jié)果。在實際工作中，可以把水樣進行預(yù)蒸餾。蒸餾過程中，某些有機物很可能與氨同時餾出，對測定有干擾，其中有些物質(zhì)（如甲醛）可以在酸性條件（PH<1）下煮沸出去。在蒸餾剛開始時，氨氣蒸出速度較快，加熱不能過快，否則造成水樣暴沸，餾出液溫度升高，氨吸收不完全。餾出液速率應(yīng)保持在10ml/min左右。部分工業(yè)廢水，可加入石蠟碎片等做防沫劑。

2.6溫度對實驗的影響

在氨氮的測定過程中，溫度也是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，它直接影響著納氏試劑和氨氮的反應(yīng)速度，并最終影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，如果反應(yīng)溫度在5～15℃之間，溶液容易顯色不完全；如果反應(yīng)溫度在 25℃時，溶液顯色最完全，而且吸光度值穩(wěn)定；當(dāng)溫度超過30℃時，溶液容易褪色，吸光度值會明顯偏低，因此，比色實驗室內(nèi)的溫度應(yīng)該控制在20～25℃為最佳，測得的結(jié)果才是最準(zhǔn)確的。

2 .7顯色時間對實驗的影響

在氨氮的測定過程中發(fā)現(xiàn)，如果納氏試劑的反應(yīng)時間不足10min，溶液容易顯色不充分；如果在10～30min之間，顯色比較充分穩(wěn)定；如果在30～45min之間，溶液顏色呈加深趨勢；如果超過45min，溶液顏色逐漸減退。因此，在實驗過程中，顯色的時間應(yīng)該控制在10～30 min為最佳，比色操作時動作要快速、準(zhǔn)確，在最佳的時間內(nèi)盡快完成比色測定。[5]

2.8樣品稀釋對實驗的影響

在實際的工作中，當(dāng)水樣的氨氮濃度大于氨氮標(biāo)準(zhǔn)曲線的最高值時，需要將實驗水樣稀釋后再測定。（1）事前稀釋，這種稀釋方法相對比較準(zhǔn)確，但也有弊端，就是在測定前不好估計，也不利于大批量樣品的快速分析。（2）事后稀釋，將顯色后的實驗樣品進行稀釋比色。有實驗研究表明 ，對于難以估計的超出濃度測定線性范圍含量的含氨氮廢水實驗樣品 ，用以上這兩種稀釋方法得到的對比實驗結(jié)果，相對誤差滿足實際的環(huán)境監(jiān)測分析要求，因此事后稀釋這種稀釋方法特別適合大批量樣品的分析。

3.結(jié)論

在實際的環(huán)境監(jiān)測實驗中，我們普遍采用納氏試劑分光光度法測定水和廢水中氨氮的含量，具有靈敏度高，準(zhǔn)確度高，適用范圍廣，操作簡便、快速，價格低廉等特點，但受到多種因素的影響。實驗人員在實際操作過程中，必須注意實驗環(huán)境、實驗器具、實驗用水、顯色時間、濁度和溫度等等的影響，按照實際情況，規(guī)范地控制反應(yīng)條件， 避免一些新的其他影響因素，才能得到準(zhǔn)確、精密度高的實驗數(shù)據(jù)。應(yīng)特別注意以下幾點：（1）在實驗室內(nèi)，要保證環(huán)境空氣的干凈、無氨，避免與其他分析項目的交叉污染，應(yīng)在無氨、無塵、通風(fēng)性良好的實驗室中測定氨氮。（2）在試劑的配制過程中，尤其是納氏試劑的配制，應(yīng)將配制好納氏試劑存放于乙烯塑料瓶中，減小實驗誤差。（3）在實驗器皿的使用時，應(yīng)避免交叉污染，所使用的玻璃器皿應(yīng)定期用酸性洗劑浸泡或者用相應(yīng)的溶劑涮洗。（4）根據(jù)國家環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)HJ 535-2009方法的要求，氨氮測定過程中試劑空白的吸光度應(yīng)不超過0.030（10mm比色皿）。如果實驗室的環(huán)境中有氨或銨鹽進入到實驗分析用水中，就會導(dǎo)致空白測量值的偏高。因此，實際操作時，應(yīng)用新制的去離子水代替無氨水使用，且每次測定前都應(yīng)通過空白實驗，合格后方可使用。（5）在實驗室的實際操作過程中，對某一實驗水樣的測定，不僅要觀察水樣的顏色、 渾濁度等，而且應(yīng)該對水樣進行預(yù)蒸餾，對測定中有干擾的物質(zhì)要清除干凈，以保證測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。（6）實驗過程中，溶液的顯色時間應(yīng)控制在 10～30min 之間，一般選擇 20min 為宜。（7）比色實驗室的溫度應(yīng)該控制在 20～25℃之間，如果冬季，在實驗室溫度較低的情況下,也可通過適當(dāng)延長溶液顯色時間的辦法，來確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。（8）根據(jù)實際操作實驗，樣品經(jīng)過 “事前稀釋”和 “事后稀釋” 對比，測定的結(jié)果相對誤差和相對偏差都能夠滿足環(huán)境監(jiān)測的分析要求，其中 “事前稀釋” 的相對誤差較 “事后稀釋” 的相對誤差小，所以在分析樣品數(shù)量不大的情況下，應(yīng)盡量選著事前稀釋。

[1] 納氏試劑分光光度法測定氨氮的影響因素及消除張桂菊（菏澤市環(huán)境保護局，山東菏澤 274200 ）.

[2] 納氏試劑分光光度法測定氨氮的質(zhì)量控制鄧鸝顧曉燕陳靜遲偉偉茍德國（大豐市環(huán)境監(jiān)測站江蘇大豐 224100 ）.

[3] 納氏試劑分光光度法測定氨氮中常見問題與解決辦法王婷1, 曹磊1, 薛明霞2( 1. 陜西省環(huán)境監(jiān)測中心站 , 西安 710061; 2. 山西省環(huán)境科學(xué)研究院, 太原 030001).

[4] 氨氮測定中有關(guān)干擾因素及其消除方法的探討王彬彬（吉林省水文水資源局， 吉林長春 130022 ）.

[5] 納氏試劑分光光度法測定氨氮的常見問題及處理辦法張澤(德清縣環(huán)境保護監(jiān)測站浙江湖州 313200).

[6] 納氏試劑分光光度法測定水中氨氮的不確定度評定丁瓊,蔡大文(淮安市淮陰區(qū)環(huán)境監(jiān)測站, 江蘇淮安 223300).

[7] 水中氨氮納氏試劑分光光度法測定崔家榮(安徽省阜南縣環(huán)境監(jiān)測站, 安徽阜南 236300 ).

[8] 水中氨氮測定體會趙永剛章勇孫玉霞（江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇南京 210036 ）.

[9] 水中氨氮納氏試劑分光光度法測定與改進楊梅（松原市環(huán)境保護局寧江分局吉林松原 138000 ）.

[10] 顯色條件對納氏試劑分光光度法測定水中氨氮的影響李鳳彩，李冰 ，陳界江(蘇州工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇蘇州215027).