蔣成義 胡婉玉 吳家奎

（安徽職業(yè)技術學院化工系，安徽 合肥 230011）

水體中的 NH4+、NO2-、NO3-等含氮化合物作為水生植物、藻類的營養(yǎng)鹽，是引起水體富營養(yǎng)化危害的主要物質之一[1，2]。 其中，以游離氨（NH3）和離子銨（NH4+）形式存在的氨氮是判斷水體氮污染程度的重要指標，也是各類污（廢）水排水的控制指標，是我國水環(huán)境監(jiān)測的必測項目。

目前，氨氮的檢測方法主要有納氏試劑分光光度法、水楊酸-次氯酸鹽分光光度法、氣相分子吸收光譜法、氨氣敏電極法、離子選擇性電極法等[3-6]。其中，納氏試劑分光光度法靈敏度、準確度和穩(wěn)定度較高，作為國標（HJ535-2009）推薦方法在環(huán)境監(jiān)測中被廣泛采用。使用該方法測定水樣時，如果水樣有色或渾濁，則需對水樣進行絮凝或蒸餾預處理以消除干擾，工作較為繁瑣，尤其是當樣品量大時會給測定工作帶來困難[7-9]。而且，絮凝預處理對水樣中懸浮物的去除還會影響氨氮結果的準確性，如果能在不去除色度和濁度的情況下直接測定，將會大大提高檢測效率。本文將通過實驗，研究水樣色度和濁度對測定結果的影響，并提出針對低色度、低濁度水樣氨氮測定的改良納氏試劑分光光度法，在保證方法準確性的基礎上提高測定效率。

1 實驗部分

1.1 方法原理

水中以游離NH3和離子NH4+等形式存在的氨氮與納氏試劑反應會生成淡紅棕色絡合物，根據(jù)朗伯-比爾定律，該絡合物的吸光度與氨氮含量成正比，于波長420nm處測量吸光度，根據(jù)標準曲線進行定量。

1.2 實驗試劑

實驗中所用試劑按照國標方法HJ535-2009、GB13200-91和 GB11903-89進行配制，均使用符合國家標準的分析純化學試劑[7，10，11]。

其中，納氏試劑采用的配制方法為HgCl2-KI-KOH，色度由氯鉑酸鉀（K2PtCl6）和六水氯化鈷 （CoCl2·6H2O）獲得，濁度由硫酸肼和六次甲基四胺獲得。

1.3 實驗儀器

本實驗只要使用儀器為：SP-721E可見分光光度計（上海光譜儀器有限公司）、2cm石英比色皿、50mL具塞比色管、500mL蒸餾燒瓶。

1.4 實驗方法

（1）配制含氨氮的色度、濁度系列溶液

分別配制氨氮濃度相同的濁度 （0～30度NTU）系列溶液和色度（0～30度）系列溶液。

（2）測定含氨氮的色度、濁度系列溶液吸光度

使用分光光度計對色度、濁度標準溶液系列進行吸光度測定，對色度、濁度對氨氮測定中吸光度的影響進行分析，提出修正方法。

（3）驗證實驗

配制已知氨氮濃度、色度和濁度的水樣，然后分別按照HJ535-2009方法和修正方法對水樣氨氮進行測定，對數(shù)據(jù)進行處理后作比較分析。

2 結果與討論

2.1 繪制氨氮標準曲線

在 8 只比色管中，分別加入 0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00 和 10.00mL 濃度為 10μg/mL的氨氮標準工作溶液，其所對應的氨氮含量分別為 0.0、5.0、10.0、20.0、40.0、60.0、80.0 和 100.0μg，加水至標線。加入1.0mL酒石酸鉀鈉溶液，搖勻，再加入1.5mL納氏試劑,搖勻。靜置顯色20min后，在波長420nm下，用20mm比色皿，以純水作參比，測量吸光度。氨氮標準液系列濃度及吸光度數(shù)值見表1。

表1 氨氮標準液系列吸光度

以空白校正后的吸光度為縱坐標，以其對應的氨氮含量（μg）為橫坐標，繪制校準曲線如圖1所示。線性擬合回歸方程為：Y=0.0069X-0.0082（其中，Y為吸光度，X為氨氮含量），相關系數(shù)為0.9997。

圖1 氨氮標準曲線

2.2 繪制濁度標準曲線

在10只比色管中，分別加入0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00、7.00、8.00 和 9.00mL 濁度為500度（NTU）的濁度標準溶液，加水至標線，搖勻。其所對應的濁度分別為0、10、20、30、40、50、60、70、80 和 90 度 （NTU）。 于 680nm 波長，用20mm比色皿，以純水作參比，測量吸光度，濁度標準液系列的吸光度數(shù)值見表2。

表2 濁度標準液系列吸光度

以空白校正后的吸光度為縱坐標，以其對應的濁度（NTU）為橫坐標，繪制校準曲線。線性擬合回歸方程為：Y＝0.0041Xz-0.0035（其中，Y 為吸光度，Xz為濁度），相關系數(shù)為0.9998。

2.3 色度對氨氮測定中吸光度的影響

在10只比色管中，分別加入1.00mL濃度為10μg/mL的氨氮標準工作溶液，其所對應的氨氮含量為10.0μg，加水至1/3。再加入1.0mL酒石酸鉀鈉溶液和1.5mL納氏試劑，加水至2/3，搖勻。靜置顯色20min后加2.5mL15%的KOH溶液，再分別加入 0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.50、2.00、2.50和3.00mL色度為500度的色度標準溶液，加水至標線，搖勻。其對應的色度分別為0、2、4、6、8、10、15、20、25 和 30 度。 在波長 420nm 下，用20mm比色皿，以純水作參比，測量吸光度。色度系列吸光度數(shù)值見表3。

表3 含氨氮的色度系列溶液吸光度

以扣除氨氮吸光度后的校正吸光度為縱坐標，以其對應的色度為橫坐標，繪制擬合曲線。線性擬合回歸方程為：Y=0.0013Xs-0.0005（其中，Y為吸光度，Xs為色度），相關系數(shù)為0.9994。

2.4 濁度對氨氮測定中吸光度的影響

在10只比色管中，分別加入1.00mL濃度為10μg/mL的氨氮標準工作溶液，其所對應的氨氮含量為10.0μg，加水至1/3。再加入1.0mL酒石酸鉀鈉溶液和1.5mL納氏試劑，加水至2/3，搖勻。靜置顯色 20min 后分別加入 0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.50、2.00、2.50 和 3.00mL 濁度 為500度（NTU）的濁度標準溶液，加水至標線，搖勻。其對應的濁度分別為 0、2、4、6、8、10、15、20、25和30度。在波長420nm下，用20mm比色皿，以純水作參比，測量吸光度。濁度系列吸光度數(shù)值見表4。

表4 含氨氮的濁度系列溶液吸光度

以扣除氨氮吸光度后的校正吸光度為縱坐標，以其對應的濁度為橫坐標，繪制擬合曲線。線性擬合回歸方程為：Y=0.0119Xz+0.0055（其中，Y為吸光度，Xz為濁度），相關系數(shù)為0.9995。

2.5 方法應用及驗證

通過上述的實驗研究發(fā)現(xiàn)，低色度和低濁度水樣在使用納氏試劑分光光度法進行氨氮測定過程中，色度和濁度與吸光度呈現(xiàn)良好的線性關系。低色度和低濁度的水樣是可以不用預處理，而采用直接測吸光度再利用氨氮標準曲線方程Y＝0.0069X-0.0082進行修正的方法測氨氮，修正時將色度或濁度產(chǎn)生的吸光度從總吸光度中扣除。具體修正方法見表5。

表5 低色度（濁度）水樣直接測氨氮修正方法

為了驗證修正方法的準確性，進行了如下驗證實驗：

（1）配制氨氮濃度為 1.00mg/L，色度為 20°水樣（濁度影響可忽略），取50mL按照HJ535-2009方法采用蒸餾預處理之后測定氨氮，另取50mL按照色度修正方法測氨氮。均進行三組平行實驗，測定結果見表6。

（2）配制氨氮濃度為1.00mg/L，濁度為20度（NTU）水樣 （色度影響可忽略），取50mL按照HJ535-2009方法采用絮凝預處理之后測定氨氮，另取50mL按照濁度修正方法測氨氮。均進行三組平行實驗，測定結果見表6。

表6 驗證實驗結果

3 結論

（1）通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，使用納氏試劑分光光度法測定水樣氨氮濃度，水樣色度、濁度對測定結果的影響呈現(xiàn)線性關系。

（2）低色度、低濁度的水樣可以不用預處理，而采用直接測吸光度再利用修正公式進行修正的方法測氨氮。該方法針對低色度、低濁度影響的水樣氨氮指標測定更高效，并通過實驗對比，證明該方法的準確性能得到較好保證，具有推廣價值。

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[11] 中華人民共和國國家環(huán)境保護標準GB11903-89.水質色度的測定[S].