納氏試劑分光光度法測定水中氨氮的注意事項及改進措施

石 瑛

（長春市綠園區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，長春 130062）

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作任務艱巨，水環(huán)境監(jiān)測通過對地表水中氨氮和總磷等項目進行分析，獲得采樣信息，完成監(jiān)測任務，為環(huán)境保護助力。為深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)，推動減污降碳協(xié)同增效，持續(xù)改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，要根據(jù)水環(huán)境監(jiān)測的需求，推廣和使用納氏試劑分光光度法，保障監(jiān)測工作高質(zhì)量開展。

1 納氏試劑分光光度法的原理

氨氮（NH-N）指的是水中以游離氨（NH）或者銨鹽（NH）形式存在的氮，兩者的組成比取決于水的pH與水溫，如果pH比較高，那么游離氨的比例也很高，相反，則銨鹽比例高。水中的氨氮主要來源于生活污水，污水中含氮有機物分解后會產(chǎn)生氨氮，除此之外，部分工業(yè)廢水也含有氨氮。水環(huán)境監(jiān)測測定水中的氨氮含量，可評定水體的污染程度和自凈狀況，為環(huán)境治理和保護提供支持。一般來說，氨氮測定方法包括納氏試劑分光光度法、蒸餾法以及滴定法等。其中，納氏試劑分光光度法應用廣泛。從原理來看，以游離態(tài)的氨或者銨離子等形式存在的氨氮能夠和納氏試劑產(chǎn)生反應，生成淡紅棕色絡合物，絡合物的吸光度和氨氮含量成正比，該方法于波長420 mm位置測量吸光度。通過式（1）能夠看出，此反應會受到pH的影響，適宜的pH范圍為10～12。如果pH比較低，那么反應朝反方向進行，不會產(chǎn)生顯色；若pH過高，溶液會變渾濁，影響測定結(jié)果。

2 納氏試劑分光光度法測定水中氨氮的要點

2.1 試劑

納氏試劑的主要配制方法為碘化汞法與二氯化汞法。在實際應用中，碘化汞法的配制相對簡便，缺陷是配制的納氏試劑空白值比二氯化汞法高。二氯化汞法顯色基團含量的多少同HgCl加入量有關(guān)，測定質(zhì)量依賴操作人員經(jīng)驗。按照水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)要求，此方法標準曲線的斜率范圍為0.006 0～0.007 8，截距范圍為-0.005～0.005，進而實現(xiàn)對HgCl投加量的有效控制。HgCl溶解相對緩慢，為了提高配藥效率，分批投加稱量好的固體HgCl超聲溶解，經(jīng)檢驗，靈敏度和斜率等都可以達到要求。

2.2 顯色指標的控制

采用納氏試劑分光光度法測定氨氮時，必須加強對顯色指標的控制。其中，反應溫度是控制要點。當反應溫度處于5～10 ℃時，溶液顯色不完全；反應溫度為20～25 ℃時，顯色最完全；反應溫度為30 ℃時，顯色會不穩(wěn)定；超過35 ℃時，溶液開始褪色，吸光度偏低。因此，水中氨氮測定需要將溫度控制在20～25 ℃。同時，水中氨氮測定要控制好顯色時間，將其控制在10～25 min，實現(xiàn)快速比色，保障分析結(jié)果的精密度和準確度。

2.3 樣品前處理

2.3.1 金屬離子含量低的清潔地表水

Ca和Mg等金屬離子含量很低的地表水相對清潔，受到的干擾很少，測定時可直接調(diào)節(jié)樣品pH在6～8。此操作并非必要步驟，主要針對添加保護劑或者pH不在技術(shù)要求范圍的樣品，絮凝沉淀及前處理的操作比較煩瑣，可能會使得測定結(jié)果出現(xiàn)偏差，要做好全面控制。

2.3.2 金屬離子含量很高的清潔地表水

Ca和Mg等金屬離子含量很高的清潔地表水樣品難以通過稀釋減少干擾，酒石酸鉀鈉的掩蔽效果有限，并且會產(chǎn)生酒石酸鈣或者酒石酸鎂等沉淀，最終影響氨氮測定結(jié)果。可對水樣進行絮凝沉淀，但絮凝沉淀使用的濾紙含有銨鹽，需要使用大量無氨水清洗?？墒褂孟←}酸浸泡的孔徑0.45 μm醋酸乙酯纖維濾膜進行過濾。水環(huán)境監(jiān)測中，若絮凝沉淀后加入酒石酸鉀鈉，樣品依然渾濁，可更換掩蔽劑，例如，使用六偏磷酸鈉和乙酸鈉等替代酒石酸鉀鈉。還可以采取其他方法，例如，取pH調(diào)節(jié)中性的水樣50 mL，加入配制的酒石酸鉀鈉溶液1 mL，搖勻，蓋上玻璃塞靜置30～60 min，樣品澄清即可，之后添加納氏試劑靜置約10 min，此環(huán)節(jié)不可搖動樣品，需要保持靜置狀態(tài)，取上清液比色。為了保證顯色效果，建議添加納氏試劑后適當延長顯色時間。

2.3.3 污染源廢水

水中氨氮測定的樣品成分復雜，尤其是污染源廢水，必須結(jié)合具體情況，做好樣品質(zhì)量控制。采集的樣品可加入掩蔽劑、顯色劑進行前處理。色度和濁度很低的樣品可直接調(diào)節(jié)pH，開展顯色測定。色度和濁度很高的樣品可加入掩蔽劑，運用絮凝沉淀法或者蒸餾法消除干擾。高氯樣品采用蒸餾前處理，蒸餾使用硼酸吸收液，蒸餾后，蒸餾液調(diào)節(jié)pH至10左右，避免pH過高或過低。如果樣品含有易揮發(fā)的還原性干擾物質(zhì)，如芳香胺，絮凝沉淀與蒸餾前處理都無法去除干擾，水樣稀釋后需要添加納氏試劑比色，或者將樣品酸化加熱除去干擾，然后加藥比色。

2.3.4 水樣分析的要點

一是保證試驗環(huán)境達到要求。根據(jù)測定方法，創(chuàng)造通風且無氨的環(huán)境，嚴格控制環(huán)境溫度，保證溫度處于20～25 ℃，開展水中氨氮測定。二是水樣還原。水中氨氮測定前需要使用pH試紙檢測水樣pH，如果水樣呈弱堿性或者中性，可以直接取樣分析，如果水樣呈酸性，要調(diào)節(jié)pH至中性，再開展分析。一般來說，要取一定原水置于燒杯中，按照少量多次的方法添加固體NaOH調(diào)節(jié)水樣，直到pH達到中性。三是余氯處理。通常，污水處理廠出口和醫(yī)療廢水出口采集的水樣多含有余氯。此類水樣需要進行余氯干擾分析，為后續(xù)分析提供支持。四是清潔水。分析時，要按照測定流程和方法做好控制。

3 納氏試劑分光光度法測定水中氨氮的優(yōu)化策略

3.1 做好水樣質(zhì)量控制

為了獲得準確的氨氮測定結(jié)果，必須做好水樣質(zhì)量控制。一方面，要嚴格落實納氏試劑分光光度法的操作規(guī)程，在水環(huán)境監(jiān)測點規(guī)范采集樣品，做好樣品來源控制。另一方面，要做好樣品前處理。若樣品未達到納氏試劑分光光度法的測定要求，必須進行前處理，使其符合氨氮測定要求，為后續(xù)分析奠定基礎(chǔ)。要做好過程控制，督促采樣人員規(guī)范采集樣品，為環(huán)境保護提供支持。

3.2 做好監(jiān)測人員培訓

水環(huán)境監(jiān)測要圍繞每個細節(jié)和要點，做好質(zhì)量控制。根據(jù)納氏試劑分光光度法的測定要求，要圍繞理論知識與技術(shù)操作等方面對監(jiān)測人員展開培訓，提升其業(yè)務水平，保障采樣與分析質(zhì)量，助力氨氮測定工作的高質(zhì)量推進，獲得精準的數(shù)據(jù)信息，為生態(tài)環(huán)境治理和保護提供依據(jù)。采用納氏試劑分光光度法測定氨氮時，監(jiān)測人員必須嚴格遵循技術(shù)規(guī)范，保障數(shù)據(jù)信息的真實性和有效性。監(jiān)測人員要具有學習意識，積極學習新知識和新方法，不斷提高操作水平，促進水環(huán)境監(jiān)測的有序開展。

3.3 做好分析環(huán)境控制

無論采用何種測定方法，水環(huán)境監(jiān)測都必須做好分析環(huán)境控制。為有效降低溫度、濕度等對儀器設(shè)備的影響，必須嚴格按照建設(shè)標準構(gòu)建水環(huán)境實驗室，做好全面控制，營造高質(zhì)量的分析環(huán)境。根據(jù)納氏試劑分光光度法的操作要求，要對分析環(huán)境進行全面檢查，及時排除潛在隱患，有效控制分析環(huán)境，消除環(huán)境因素的負面影響，為環(huán)境保護提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)信息。

4 結(jié)語

水中氨氮測定采用納氏試劑分光光度法，需要做好各類干擾因素的控制，保障測定結(jié)果的真實性和準確性。因此，必須按照納氏試劑分光光度法的操作要求，做好測定條件控制，保障水中氨氮測定規(guī)范開展。根據(jù)測定結(jié)果，各地可以科學地開展水環(huán)境保護，提升水環(huán)境管理水平。