靛酚藍(lán)分光光度法測(cè)定海水中的氨型氮的方法探究

＊李小衛(wèi) 江雨秦

（深圳市華?？萍加邢薰?廣東 518057）

靛酚藍(lán)分光光度法測(cè)定海水中的氨型氮的方法探究

＊李小衛(wèi) 江雨秦

（深圳市華保科技有限公司 廣東 518057）

本文研究了堿性條件下，不同溫度和Mn2+對(duì)靛酚藍(lán)分光光度法測(cè)定海水中的氨型氮的影響。結(jié)果表明，提高反應(yīng)溫度可以有效加快反應(yīng)速度，恒溫水浴40℃條件下，一定濃度Mn2+作為催化劑可以加速反應(yīng)，顯色反應(yīng)可以在6min內(nèi)達(dá)到反應(yīng)平衡。測(cè)定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度均能滿足海水中氨氮含量的分析要求。

靛酚藍(lán)分光光度法；溫度；Mn2+；氨型氮

眾所周知，氮的化合物是海水中所有生物所必須的重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。海水中的氨型氮是指海水中以銨離子(NH4+)和游離氨(NH3)形式存在的氮，氨型氮含量的高低，對(duì)海洋生物正常的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖意義非凡。氨氮中的非離子氨(NH3)對(duì)海洋生物有極強(qiáng)的毒性，并且總氨氮高容易引起海洋水體的富營(yíng)養(yǎng)化，不利于海洋生物生長(zhǎng)。氨氮作為主要超標(biāo)污染物在各大洋出現(xiàn)頻率非常高，氨氮的控制是全球性的污染問題。中國(guó)作為有廣闊海域的國(guó)家，一直非常重視對(duì)海洋環(huán)境的保護(hù)，“十二五”以來，氨氮被列為海洋水體污染物總量控制的指標(biāo)之一。本文對(duì)靛酚藍(lán)分光光度法測(cè)定海水中的氨型氮進(jìn)行了探究，提出了較為簡(jiǎn)便和可靠的檢測(cè)方法，以期為行業(yè)提高檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)作參考，并為海水中氨型氮的控制起到積極作用。

1.海水中的氨型氮的方法比較

對(duì)海洋中氨型氮的檢測(cè)，有奈氏試劑法(納氏試劑法)、毛細(xì)管電泳法、離子選擇性電極(ISE)、離子色譜法、靛酚藍(lán)光度法等。

對(duì)海洋中氨型氮的檢測(cè)，比較經(jīng)典的方法是奈氏試劑法（納氏試劑法），但加入反應(yīng)試劑后，硫化物易使樣本變混濁，從而干擾檢測(cè)，影響結(jié)果靈敏度。靛酚藍(lán)分光光度法具有操作簡(jiǎn)便、靈敏的特點(diǎn)，是海水中氨型氮分析的標(biāo)準(zhǔn)方法和經(jīng)典方法，但該方法的主要缺陷是顯色時(shí)間太長(zhǎng)(海水樣品需要6h的顯色時(shí)間) ，不利于大量樣品的快速分析。本文探究了堿性條件下反應(yīng)溫度和催化劑Mn2+等對(duì)反應(yīng)速度的影響。

2.靛酚藍(lán)分光光度法測(cè)定氨型氮的方法的優(yōu)化

(1)材料與方法、儀器與試劑

分析天平(瑞士普利賽斯Precisa)；721E分光光度計(jì)(上海第三分析儀器有限公司)；恒溫水浴鍋、振蕩器等儀器。硫酸銨、檸檬酸三鈉、MnSO4、氫氧化鈉、苯酚等本實(shí)驗(yàn)中所用到的試劑均為分析純(均購自廣州化學(xué)試劑廠)。

(2)實(shí)驗(yàn)方法

取50ml海水樣品置于50ml比色管中，加入1．40ml檸檬酸鈉溶液、1．40ml苯酚溶液、1．40ml次氯酸鈉溶液，振蕩混勻靜置，在640nm波長(zhǎng)下用2cm比色皿以純水做參比測(cè)定吸光度值。加入不同劑量Mn2+研究對(duì)該反應(yīng)的催化作用。用恒溫水浴鍋控制反應(yīng)溫度，研究在不同溫度（10-90℃）下的顯色反應(yīng)。

(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

①溫度的優(yōu)化。用超純水配置的氨氮濃度為0．300mg/L的水樣分別在10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃條件下顯色20min測(cè)定吸光度值，每個(gè)水樣3個(gè)平行。

表1 反應(yīng)溫度對(duì)顯色反應(yīng)的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知（表1），水樣的吸光度隨著溫度升高而增加，當(dāng)溫度30℃以下時(shí)反應(yīng)速率較低，在20min內(nèi)不能達(dá)到反應(yīng)平衡，需要進(jìn)一步延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間才能達(dá)到反應(yīng)平衡。而溫度超過40℃，吸光度趨于穩(wěn)定，這表明反應(yīng)體系溫度在高于40℃時(shí)，反應(yīng)可以在20min內(nèi)達(dá)到平衡，因而設(shè)置40℃為最佳反應(yīng)溫度。與標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法相比，通過提高溫度可以有效縮短反應(yīng)時(shí)間，從而提高分析的效率。

②反應(yīng)時(shí)間的優(yōu)化。研究不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，選擇40℃條件對(duì)氨氮濃度為0．300mg/L的水樣品，結(jié)果表2所示。

結(jié)果可以看出，在40℃條件下，反應(yīng)16min后基本即可達(dá)到反應(yīng)完全，但為了確保反應(yīng)完全，我們選擇了反應(yīng)時(shí)間為20min。

③催化劑對(duì)反應(yīng)的影響。Mn2+作為催化劑在氨氮的檢測(cè)中有過文獻(xiàn)報(bào)道，但不系統(tǒng)。本文探討其加入量對(duì)靛酚藍(lán)分光光度檢測(cè)反應(yīng)的催化過程的影響。在40℃條件下，通過加入不同量的Mn2+（50mg/L、10mg/L、20mg/ L、40mg/L、60mg/L、80mg/L、100mg/L、），于反應(yīng)2min開始，每隔2min檢測(cè)吸光度，記錄到達(dá)吸光度穩(wěn)定的時(shí)間。

表2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)顯色反應(yīng)的影響

表3 催化劑對(duì)反應(yīng)的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明（表3），隨著Mn2+加入量的增加，靛酚藍(lán)反應(yīng)呈現(xiàn)先增速后減速，直至抑制反應(yīng)速度。因此可以判斷40mg/L為催化劑Mn2+的最佳用量，在6min即可反應(yīng)完全，比未添加催化劑的同等條件下，反應(yīng)時(shí)間縮短14min。與原標(biāo)準(zhǔn)顯色（海水為6h）比較，極大加快了反應(yīng)的速度。

④方法的精密度和精確度。通過實(shí)驗(yàn)研究得到的最佳實(shí)驗(yàn)條件為反應(yīng)溫度為40℃，催化劑Mn2+濃度為40mg/L，顯色時(shí)間為6min。研究該方法的測(cè)定精密度和準(zhǔn)確度，結(jié)果如表4所示。改進(jìn)后的氨氮分析方法，在6min時(shí)測(cè)得氨氮質(zhì)量濃度為0．080mg/L、0．120mg/L的樣品的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為7．1%和7．3%，回收率分別為95%和105%。

表4 精密度和準(zhǔn)確度統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.討論

本文研究了堿性條件下，不同溫度和Mn2+對(duì)靛酚藍(lán)分光光度法測(cè)定海水中的氨型氮的影響。40℃條件下，40mg/ LMn2+作為催化劑可以加速反應(yīng)，顯色反應(yīng)可以在6min內(nèi)達(dá)到反應(yīng)平衡。測(cè)定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度均能滿足海水中氨氮含量的分析要求。優(yōu)化后的方法比原來的國(guó)家海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范的方法提高了水樣氨氮分析效率，值得廣泛推廣。

[1]蔣岳文.靛酚藍(lán)分光光度法測(cè)定海水中的氨—氮[J].海洋環(huán)境科學(xué),1990(1):75-80.

[2]魏海峰,劉長(zhǎng)發(fā),張俊新.靛酚藍(lán)法測(cè)定水中氨氮方法的改進(jìn)[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2013, 32(7):17-19.

李小衛(wèi)（1980～），男，深圳市華保科技有限公司，研究方向：環(huán)境檢測(cè)。

((責(zé)任編：高鎮(zhèn)峰)

Exploration of the Indophenol Blue Photometric Method to Measure the Ammonia Nitrogen in Seawater

Li Xiaowei, Jiang Yuqin

(Huabao Science and Technology co., ltd of Shenzhen, Guangdong, 518057)

Under the condition of alkaline, this paper has taken study of the influence on the measure of ammonia nitrogen in seawater by indophenol blue photometric method with different temperature and Mn2+. The results show that the increase of reaction temperature can effectively accelerate the reaction speed, and under the condition of constant temperature water bath 40℃, a certain concentration of Mn2+, as the catalyst, can accelerate the reaction, besides, the chromogenic reaction can be achieved the balance within 6 minutes. Both the accuracy and precision degree of measure results can satisfy the analysis requirement for ammonia nitrogen content in seawater.

indophenol blue photometric method；temperature；Mn2+；ammonia nitrogen

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