納氏試劑分光光度法測(cè)定水中氨氮的相關(guān)問(wèn)題分析

吳生妹

（浦城縣檢驗(yàn)檢測(cè)所，福建 南平 353000）

1 用納氏試劑分光光度法測(cè)定水中氨氮

氨氮是檢測(cè)地表水是否符合飲用標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目之一，也是評(píng)價(jià)河流水質(zhì)的重要指標(biāo)[1]。因此，測(cè)量水中氨氮含量可作為水體好壞的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之一。納氏試劑分光光度法分析速度比較快、靈敏度非常高，且操作比較簡(jiǎn)單，因此大多數(shù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)都選擇該方法檢測(cè)水中氨氮含量的高低。但納氏試劑的配制過(guò)程比較復(fù)雜，試劑中還包含有毒化合物，隨意丟棄會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，且廢水中的硫化物、金屬離子等會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾，因此實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先做好檢測(cè)水樣預(yù)處理，其操作步驟相對(duì)比較復(fù)雜。

2 實(shí)驗(yàn)原理

納氏試劑可與水中的銨離子或游離氨發(fā)生反應(yīng)，生成淡紅棕色絡(luò)合物，在波長(zhǎng)420 nm處測(cè)試它的吸光度，水中氨氮含量與這種生成物的吸光度成正比。本法最低檢測(cè)質(zhì)量為1.0 μg氨氮，若取50 mL水樣測(cè)定，則最低檢測(cè)質(zhì)量濃度為0.02 mg/L。

3 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及改進(jìn)措施

納氏試劑分光光度法測(cè)量氨氮對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求比較高，實(shí)驗(yàn)人員在操作時(shí)一定要嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，否則實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)造成較大的誤差。

3.1 實(shí)驗(yàn)儀器或設(shè)備

1000 mL的玻璃蒸餾器、50 mL的具塞比色管、電子天平和分光光度計(jì)。

3.2 實(shí)驗(yàn)用水

用納氏試劑分光光度法測(cè)定氨氮的實(shí)驗(yàn)用水必須是無(wú)氨水，使用前要用水沖洗實(shí)驗(yàn)容器。為防止無(wú)氨水受到污染，需對(duì)其進(jìn)行密封保存，制作無(wú)氨水有兩種方法。

3.2.1 蒸餾法

蒸餾法是把0.1 mL的硫酸加入到1000 mL的蒸餾水中，然后在玻璃蒸餾器中蒸餾，把餾出液的前和后各棄掉50～200 mL，然后把中間部分至于有塞玻璃瓶中。

3.2.2 離子交換法

離子交換法是用一個(gè)陽(yáng)離子交換柱（強(qiáng)酸型）來(lái)過(guò)濾蒸餾水，再將流出的液體放于玻璃瓶中，并用玻璃蓋蓋住。

3.3 納氏試劑的制備方法及注意事項(xiàng)

3.3.1 納氏試劑的制備方法

第一種方法：先把20 g的碘化鉀溶于25 mL的無(wú)氨水中，在攪拌的同時(shí)，再分批次加入大約10 g的二氯化汞粉末，直到出現(xiàn)不易溶解的朱紅色沉淀時(shí)，再改成將二氯化汞溶液滴進(jìn)去，同樣地要進(jìn)行充分地?cái)嚢?，直到只有少量的不溶解的朱紅色沉淀物出現(xiàn)，立刻停止加入二氯化汞溶液。另外再取約60 g的氫氧化鉀并將其溶于水中，稀釋至250 mL，待其冷卻至室溫后，把上面已制作的溶液慢慢倒入氫氧化鉀溶液中，再加入無(wú)氨水至400 mL。靜置過(guò)夜后，把清液倒入聚乙烯的瓶子中，再密封保存。這種方法相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，如圖1所示。

圖1 納氏試劑制作方法一示意圖

第二種方法：把16 g的氫氧化鈉溶于50 mL的無(wú)氨水中，然后讓其冷卻至室溫。另外再取10 g的碘化汞和7 g的碘化鉀，溶于少量的無(wú)氨水中，然后一邊攪拌，一邊慢慢地注入前面所制作的氫氧化鈉溶液，最后加入無(wú)氨水稀釋至100 mL，并把溶液倒入聚乙烯瓶子進(jìn)行密封保存，其過(guò)程如圖2所示。這種方法較為簡(jiǎn)單，制作比較快捷。

圖2 納氏試劑制作方法二示意圖

3.3.2 注意事項(xiàng)

在配置納氏試劑過(guò)程中，二氯化汞和碘化汞是劇毒物質(zhì)，可通過(guò)皮膚甚至呼吸進(jìn)入人體，對(duì)人體健康造成嚴(yán)重影響，使用時(shí)一定要小心。使用納氏試劑分光光度法，容易受到外來(lái)氨氣的影響，比如空氣污染，所以檢測(cè)需在潔凈實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。另外，如果溫度較低，納氏試劑在靜置后易產(chǎn)生白色的絮狀物，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以通過(guò)提高實(shí)驗(yàn)室的室溫來(lái)控制[2]。

納氏試劑使用壽命短，容易渾濁，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如果納氏試劑放于聚乙烯塑料瓶中，可貯存兩年。但如果使用棕色的玻璃瓶盛放，大概兩個(gè)月瓶底就會(huì)出現(xiàn)沉淀物，且隨著時(shí)間的推移沉淀物越來(lái)越多。大約半年左右，瓶底就有6 mm厚的沉淀物。所以一般使用聚乙烯塑料瓶來(lái)盛放納氏試劑，同時(shí)還需要避光保存。

用碘化汞制備納氏試劑比用二氯化汞制備納氏試劑的實(shí)驗(yàn)空白值高，為了盡量減小誤差，操作人員可根據(jù)所在地需檢測(cè)水體的水質(zhì)大致情況來(lái)選擇試劑進(jìn)行制備。

3.4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

3.4.1 銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

銨標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液的制備：將氯化銨在105 ℃下烘烤1 h，冷卻后稱取3.8190 g，溶于純水中于容量瓶?jī)?nèi)定容至1000 mL，這樣溶液的濃度為1 mg/mL。

銨標(biāo)準(zhǔn)使用溶液的制備：先取5 mL的銨標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液，然后將其置于500 mL的容量瓶中，再用無(wú)氯水稀釋到標(biāo)線位置，這樣溶液的濃度為0.01 mg/mL。

酒石酸鉀鈉溶液的制備：取50 g酒石酸鉀鈉，將其溶于100 mL的無(wú)氯水中，加熱煮沸至不含氨為止，冷卻后再用純水補(bǔ)充定容至100 mL。

3.4.2 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

取50 mL的比色管8支，分別加入0、0.5、1、2、4、6、8 mL及10 mL的銨標(biāo)準(zhǔn)使用液，然后加純水到標(biāo)線的位置，再添加1 mL的酒石酸鉀鈉溶液，搖勻。加1 mL的納氏試劑，搖勻。靜置10分鐘后，在波長(zhǎng)420 nm的位置，用光程為10 mm的比色皿，以水為參比檢測(cè)吸光度。用得到的吸光度數(shù)值減去空白零濃度的吸光度，就是校正的吸光度，然后從校準(zhǔn)曲線上就可得到氨氮的含量：

氨氮的濃度=氨氮含量/水樣的體積×1000

3.5 處理水樣時(shí)的注意事項(xiàng)

水樣渾濁或有顏色都會(huì)影響此方法對(duì)氨氮的檢測(cè)，故需在水樣沉淀后，采用清液進(jìn)行分析，也可轉(zhuǎn)入離心管進(jìn)行相應(yīng)的離心處理。另外還需要注意在水樣沉淀后，一定要及時(shí)進(jìn)行分析測(cè)定，否則溶液可能還會(huì)再次渾濁，一般在室溫中放置15天內(nèi)水樣中的氨氮都較為穩(wěn)定。如果是比較特殊的水樣，比如受污染較為嚴(yán)重或者是工業(yè)廢水，在沉淀后其水樣渾濁度仍然較高，或雖然渾濁不明顯但注入試劑后渾濁度升高，這時(shí)需要使用蒸餾法來(lái)處理水樣，以減小檢測(cè)的誤差。

3.6 水樣分析時(shí)的注意事項(xiàng)

3.6.1 調(diào)節(jié)水樣

首先要用pH試紙檢測(cè)水樣的pH值，如果水樣是中性或者弱堿性的，可以直接進(jìn)行取樣分析；如果水樣是酸性的，則要先調(diào)節(jié)其pH值至中性后再進(jìn)行分析。調(diào)節(jié)pH值的方法如下：取適量的水樣倒入燒杯中，然后加入固體氫氧化鈉，要求少量多次添加，一直把水樣的pH值調(diào)至中性即可。如果水樣pH值超過(guò)12，那么要使用濃硫酸進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.6.2 處理余氯

先要用碘化鉀試紙放于水樣的瓶口處，試紙要用無(wú)氨水濕潤(rùn)過(guò)，如果試紙變成藍(lán)色，則表明水樣中有余氯。這時(shí)就需要對(duì)余氯進(jìn)行處理，通過(guò)加入少量的硫代硫酸鈉溶液，少量多次加入，直到碘化鉀試紙不再變色，表明余氯已經(jīng)處理完畢。

3.6.3 處理濾紙

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需要對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理，而預(yù)處理一般都會(huì)用濾紙來(lái)過(guò)濾。因?yàn)槭褂玫氖菬o(wú)氨水，所以不能用一般的濾紙來(lái)進(jìn)行過(guò)濾，但特殊濾紙中含有的銨鹽較多，會(huì)影響水樣，因此要將濾紙用無(wú)氯水進(jìn)行多次洗滌，洗滌次數(shù)大于3次，可有效去除濾紙中銨鹽對(duì)水質(zhì)檢測(cè)的影響，從而降低對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。

3.6.4 控制反應(yīng)的顯色時(shí)間與顯色溫度

用納氏試劑檢測(cè)氨氮，雖然比其他方法高效、簡(jiǎn)單又準(zhǔn)確，但是其準(zhǔn)確度會(huì)受到反應(yīng)顯色時(shí)間的影響，在實(shí)際工作中，比色時(shí)間一般都會(huì)延后。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在20 ℃室溫條件下，顯色時(shí)間小于10分鐘，溶液不完全顯色，并且吸光度隨著顯色時(shí)間變長(zhǎng)而增大，而顯色時(shí)間在10至30分鐘時(shí)顯色相對(duì)穩(wěn)定，吸光度沒(méi)有明顯變化，故一般顯色時(shí)間控制在20分鐘左右較為合理。同理，溫度也是一個(gè)重要因素。實(shí)驗(yàn)溫度在5 ℃～15 ℃時(shí)，溶液不完全顯色，而實(shí)驗(yàn)溫度在20 ℃～25 ℃時(shí)為完全顯色，若實(shí)驗(yàn)溫度高于30 ℃，那么物質(zhì)吸光度會(huì)稍微降低，因此顯色溫度應(yīng)該控制在20 ℃～25 ℃。

3.6.5 處理水中的金屬離子

如果在檢測(cè)過(guò)程中存在金屬離子，為了消除干擾，一般加入酒石酸鉀鈉即可掩蔽金屬離子，但是如果水中金屬離子濃度較高，也可以通過(guò)配置復(fù)合屏蔽劑來(lái)掩蔽金屬離子如酒石酸鉀鈉-六偏磷酸鈉復(fù)合劑等。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，實(shí)驗(yàn)人員要做到規(guī)范操作，態(tài)度要嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真，以減小實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對(duì)氨氮檢測(cè)的誤差。只有這樣才能準(zhǔn)確檢測(cè)出飲用水、生產(chǎn)和生活用水、河流內(nèi)的水、工業(yè)廢水等氨氮含量的水平，從而保證居民飲用水及生產(chǎn)和生活用水的安全。