李紅亮，趙輝，許曉翠，朱澤軍

(河南省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，河南 鄭州 450004)

納氏試劑法測(cè)定水中低濃度氨氮的預(yù)處理方法的改進(jìn)

李紅亮，趙輝，許曉翠，朱澤軍

(河南省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，河南 鄭州 450004)

選用納氏試劑分光光度法測(cè)定氨氮時(shí)，比較蒸餾法中分別以硼酸和純水為吸收液時(shí)氨氮的檢測(cè)效果。結(jié)果顯示，當(dāng)氨氮質(zhì)量濃度>1.0 mg/L時(shí)，用純水或硼酸作吸收液均可；當(dāng)氨氮質(zhì)量濃度<1.0 mg/L時(shí)，應(yīng)以純水為吸收液。

氨氮；納氏試劑分光光度法；蒸餾法；吸收液

氨氮是環(huán)境監(jiān)測(cè)和環(huán)境評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一，它的形態(tài)組分比取決于水體的pH值、水溫、鹽度等[1]。水環(huán)境中的氨氮主要來(lái)源于工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水中氮及含氮有機(jī)物的微生物分解[2]。氨氮超標(biāo)會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，影響漁業(yè)生產(chǎn)和水體安全，同時(shí)，氨氮硝化作用的產(chǎn)物硝酸鹽和亞硝酸鹽能誘發(fā)高鐵血紅蛋白癥和產(chǎn)生致癌的亞硝胺，危害人體健康[3]。因此，提高水體中氨氮測(cè)定的準(zhǔn)確度對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)尤為重要和緊迫。

目前，水質(zhì)監(jiān)測(cè)中氨氮的測(cè)定多采用文獻(xiàn)[4]方法。該法預(yù)處理方法中的蒸餾法，可有效去除水樣中色度、懸浮物、余氯、硫化物、鈣鎂等金屬離子和有機(jī)物對(duì)氨氮測(cè)定的干擾[5-6]。但是，該法以硼酸為吸收液，對(duì)低濃度氨氮的測(cè)定效果并不理想(常出現(xiàn)未檢出或者剛過(guò)檢出限的情況)[7]。針對(duì)這一情況，現(xiàn)對(duì)納氏試劑法中的蒸餾法預(yù)處理過(guò)程進(jìn)行改進(jìn)，比較分別以硼酸和純水為吸收液，氨氮的檢測(cè)效果。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

723分光光度計(jì)(北京瑞利分析儀器公司)，智能一體化蒸餾儀，50 mL比色管，500 mL凱氏燒瓶等。

1 000 mg/L 銨標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液；納氏試劑：碘化汞-碘化鉀-氫氧化鈉溶液；500 g/L酒石酸鉀鈉；0.5 g/L的溴百里酚藍(lán)指示劑；20 g/L硼酸吸收液；1 mol/L氫氧化鈉溶液；100 g/L硫酸鋅溶液。

1.2 測(cè)試方法

蒸餾法預(yù)處理：將50 mL硼酸吸收液或純水移入250 mL容量瓶中，確保冷凝管出口在溶液液面以下。取一定量的待測(cè)樣品，移入燒瓶中，加入5～6滴溴百里酚藍(lán)指示劑，用氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液調(diào)整pH值至6.0(指示劑呈黃色)～7.4(指示劑呈藍(lán)色)，加入0.25 g輕質(zhì)氧化鎂及數(shù)粒玻璃珠，立即連接冷凝管。加熱蒸餾，使餾出液速率約為10 mL/min，待餾出液達(dá)到200 mL時(shí)，停止蒸餾，加水定容至250 mL[4]。

絮凝法預(yù)處理：取100 mL水樣到燒杯中，加入1 mL 10%的硫酸鋅，用25%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值約為10.5，混勻，放置使沉淀。用經(jīng)無(wú)氨水洗滌過(guò)的中速定性濾紙過(guò)濾，棄去初濾液20 mL[4]。

樣品檢測(cè)波長(zhǎng)為420 nm，用20 mm比色皿，以水作參比，測(cè)量吸光度[4]。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液比對(duì)結(jié)果

以0.500 mg/L的氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液作為樣品，蒸餾法進(jìn)行預(yù)處理，分別以硼酸和純水為吸收液，其他條件相同，氨氮測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)溶液氨氮測(cè)定結(jié)果

由表1可見(jiàn)，以純水作吸收液，測(cè)定的相對(duì)誤差≤5%，符合實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制指標(biāo)要求；而以硼酸作吸收液，測(cè)定的相對(duì)誤差為53%～71%，不符合質(zhì)量控制指標(biāo)要求。即對(duì)于0.500 mg/L的氨氮樣品，蒸餾法預(yù)處理時(shí)，用純水作吸收液測(cè)定結(jié)果較準(zhǔn)確。

2.2 實(shí)際水樣比對(duì)結(jié)果

取18個(gè)實(shí)際水樣，同時(shí)用絮凝沉淀法和蒸餾法(分別以硼酸和純水為吸收液)進(jìn)行預(yù)處理，氨氮測(cè)定的結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 實(shí)際水樣氨氮測(cè)定結(jié)果

① 與絮凝沉淀法進(jìn)行比較

由表2可見(jiàn)，氨氮質(zhì)量濃度<1 mg/L的水樣，蒸餾法(硼酸)和絮凝法氨氮測(cè)定結(jié)果的相對(duì)偏差為16%～95%，蒸餾法(純水)和絮凝法氨氮測(cè)定結(jié)果的相對(duì)偏差為2%～15%。因此，對(duì)于低濃度氨氮樣品，用蒸餾法預(yù)處理時(shí)，用純水作吸收液氨氮測(cè)定結(jié)果較準(zhǔn)確。

氨氮質(zhì)量濃度>1 mg/L的水樣，蒸餾法(硼酸)和絮凝法氨氮測(cè)定結(jié)果的相對(duì)偏差為2%～13%，蒸餾法(純水)和絮凝法氨氮測(cè)定結(jié)果的相對(duì)偏差為0.3%～15%，蒸餾法(硼酸)和蒸餾法(純水)之間氨氮測(cè)定結(jié)果的相對(duì)偏差為0.3%～7%。說(shuō)明對(duì)于ρ(氨氮)>1 mg/L的樣品，蒸餾法預(yù)處理時(shí)，用純水或硼酸作吸收液均可。

在蒸餾法中，不同吸收液(硼酸和純水)測(cè)定水中不同濃度氨氮結(jié)果的差異，可能是受水樣pH值的影響。文獻(xiàn)[4]提出，經(jīng)蒸餾預(yù)處理的水樣，須加入一定量的氫氧化鈉調(diào)節(jié)水樣至中性，就是考慮到了水樣pH值對(duì)分析結(jié)果有影響[8]。文獻(xiàn)[9]證實(shí)，采用納氏試劑光度法測(cè)定溶液樣品氨氮時(shí)，樣品溶液的pH值對(duì)其吸光度影響很大，在一定條件下，顯色后樣品溶液的吸光度隨其pH值的增大而增大，pH值>12.59時(shí)，吸光度趨于穩(wěn)定；納氏試劑光度法測(cè)定氨氮過(guò)程中，必須合理調(diào)節(jié)顯色樣品溶液的pH值，以確保顯色后樣品溶液的pH值>12.59。測(cè)量低濃度氨氮樣品，用硼酸作吸收液時(shí)，由于硼酸的弱酸性，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)樣品溶液的pH值至中性時(shí)，樣品中的硼酸并沒(méi)有被全部中和，顯色時(shí)剩余的硼酸能夠和納氏試劑發(fā)生中和反應(yīng)，從而造成顯色后pH值偏低，影響最終的測(cè)定結(jié)果。文獻(xiàn)[9]顯示，采用納氏試劑光度法測(cè)定溶液樣品氨氮，當(dāng)水樣需要進(jìn)行蒸餾預(yù)處理時(shí)，如果采用2%的硼酸作吸收液，必須將餾出液的pH值調(diào)至9.56以上。因此，納氏試劑分光光度法測(cè)定水中的氨氮，采用蒸餾法進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，用純水作吸收液優(yōu)于用硼酸作吸收液。

3 結(jié)語(yǔ)

納氏試劑分光光度法測(cè)定氨氮過(guò)程中，當(dāng)水樣需要蒸餾法預(yù)處理時(shí)，在低濃度范圍，用純水代替2%的硼酸為吸收液，測(cè)定值與絮凝法更接近，符合實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制要求，數(shù)值更準(zhǔn)確。因此，對(duì)于低濃度有懸浮物或色度干擾的氨氮樣品，選擇蒸餾法預(yù)處理時(shí)，以純水為吸收液更合適。

[1] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M].4版. 北京： 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社， 2006： 276-285.

[2] 魏復(fù)盛.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法指南[M].北京： 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社， 1990： 137- 139.

[3] 奚旦立， 孫裕生， 劉秀英. 環(huán)境監(jiān)測(cè)[M]. 北京： 高等教育出版社， 2004： 72-75.

[4] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)部. 水質(zhì) 氨氮的測(cè)定 納氏試劑分光光度法： HJ 535—2009 [S]. 北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社， 2010.

[5] 紀(jì)云崢， 唐金樓， 任敬旭. 納氏試劑比色法測(cè)定水中氨氮的干擾分析[J]. 分析試驗(yàn)室， 2007， 26(S1)： 28-30.

[6] 張慶軍. 納氏試劑光度法測(cè)定水和廢水中氨氮關(guān)鍵問(wèn)題的研究[J]. 環(huán)境工程， 2009， 27(1)： 85-88.

[7] 王屹. 污水氨氮測(cè)定中蒸餾法預(yù)處理研究[J]. 遼寧師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)， 2007， 30(4)： 488-490.

[8] 魏小玲， 黃偉， 張絢璇. 水樣預(yù)處理的pH控制對(duì)氨氮測(cè)定的影響[J]. 環(huán)境工程， 2009， 27(S1)： 581-583.

[9] 潘本鋒， 韓潤(rùn)平， 魯雪生， 等. 納氏試劑光度法測(cè)定氨氮時(shí)樣品溶液pH值對(duì)分析結(jié)果的影響[J]. 環(huán)境工程， 2008， 26(1)： 71-73.

欄目編輯 胡偉

Improvement on Pretreatment for the Determination of Low-concentration Ammonium Nitrogen in Water Using Nessler Reagent Method

LI Hong-liang， ZHAO Hui， XU Xiao-cui， ZHU Ze-jun

(HenanProvinceEnvironmentalMonitoringCenter，Zhengzhou，Henan450004，China)

Comparison was made between using boric acid and pure water as the absorption solution during distillation using the Nessler reagent spectrophotometric method for determining the concentration of ammonium nitrogen in water. The results showed that when the concentration of ammonium nitrogen was higher than 1.0 mg/L， either boric acid or pure water could be used as the absorption solution. When the concentration was less than 1.0 mg/L， pure water was a better choice.

Ammonium nitrogen； Nessler reagent spectrophotometry； Distillation； Absorption solution

2016-02-25；

2016-3-29

李紅亮(1978—)，男，工程師，本科，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)與管理工作。

O657.32

B

1674-6732(2016)04-0037-03