朱　鳳/奉賢區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站

納式試劑分光光度法測(cè)定水中氨氮的影響因素及處理辦法

朱鳳/奉賢區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站

測(cè)定水中氨氮含量最常用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法為納氏試劑分光度法 (HJ 535-2009), 但在測(cè)定的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)該方法受到多種因素的干擾，直接影響分析的質(zhì)量。本文研究分析了其中需要注意的一些問(wèn)題并提出了相應(yīng)的處理辦法,以便更好地在實(shí)際操作中開展工作。

納氏試劑;分光光度法; 氨氮

氨氮是指水中以游離氨（NH3）和銨離子（NH4+）形式存在的氮。動(dòng)物性有機(jī)物的含氮量一般較植物性有機(jī)物為高。同時(shí)，人畜糞便中含氮有機(jī)物很不穩(wěn)定，容易分解成氨。因此，水中氨氮含量增高時(shí)指以氨或銨離子形式存在的化合氮。

在我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)水質(zhì)分析中，氨氮是水體的一個(gè)常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，測(cè)定方法有很多，比較常用的有納氏試劑分光光度法（HJ533-2009），水楊酸分光光度法（HJ536-2009），蒸餾-中和滴定法（HJ537-2009）等。其中納氏試劑分光光度法由于其操作簡(jiǎn)單、所需試劑較少，操作靈敏，準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，而在環(huán)境監(jiān)測(cè)部門的氨氮分析中得以廣泛應(yīng)用。根據(jù)國(guó)家環(huán)保部推薦使用的標(biāo)準(zhǔn)所述，在氨氮的測(cè)定過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到一些干擾因素，造成測(cè)定結(jié)果有所偏差。為了消除各種影響因素，使測(cè)定結(jié)果更加準(zhǔn)確，現(xiàn)從以下幾個(gè)需要注意的方面進(jìn)行說(shuō)明[1]。

1.氨氮測(cè)定的原理、方法及儀器

原理：以游離態(tài)的氨或銨離子等形式存在的氨氮與納氏試劑反應(yīng)生成紅棕色絡(luò)合物，該絡(luò)合物的吸光度與氨氮含量成正比，在波長(zhǎng)420nm處，用1cm比色皿進(jìn)行吸光度的測(cè)量。

方法：清潔水樣，取一定量體積并定容至50ml 比色管中，加入1.0ml 酒石酸鉀鈉，混勻后加入1.5ml 納氏試劑， 重新混勻，放置10～30min后，于 420nm 波長(zhǎng)處進(jìn)行比色測(cè)定。

有懸浮物或色度干擾的水樣，取經(jīng)過(guò)預(yù)處理的一定體積水樣并定容至50 ml比色管中，按與清潔水樣相同的步驟測(cè)量吸光度。

儀器：分光光度計(jì)，UV759型[2]。

2.氨氮測(cè)定的影響因素及處理辦法

2.1實(shí)驗(yàn)環(huán)境的影響

首先要保證測(cè)定氨氮實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部干凈、無(wú)氨，如果與其他分析項(xiàng)目存在交叉污染，比如實(shí)驗(yàn)室內(nèi)存放有氨水。由于氨水的揮發(fā)性特別強(qiáng)，揮發(fā)出的氨氣溶解度又極高，非常容易被吸收到實(shí)驗(yàn)的樣品及試劑中，這樣就會(huì)使得實(shí)驗(yàn)空白值變大，從而影響到樣品測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，在測(cè)定氨氮的實(shí)驗(yàn)室中絕對(duì)不能存放氨水、 銨鹽類化合物等容易產(chǎn)生氨的試劑[3]。

2.2實(shí)驗(yàn)試劑的影響

氨氮測(cè)定過(guò)程中所需要試劑主要是酒石酸鉀鈉和納氏試劑。

酒石酸鉀鈉溶液可以消除鈣鎂等金屬離子的干擾，但是有些市面上所售的分析純?cè)噭┘兌炔荒苓_(dá)到這個(gè)要求，那么在測(cè)定過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生比較高的空白值和引起待測(cè)水樣的渾濁，從而導(dǎo)致結(jié)果的不準(zhǔn)確。為了保證待測(cè)水樣測(cè)得結(jié)果的準(zhǔn)確性，降低空白值對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，要盡量將酒石酸鉀鈉試劑中的氨除去掉，可根據(jù)氨在堿化過(guò)的溶液煮沸過(guò)程中易被驅(qū)除的性質(zhì)，在配制酒石酸鉀鈉試劑過(guò)程中可以加入24％氫氧化鈉溶液1.0mL，并把煮沸時(shí)間延長(zhǎng)10min，這樣可以使配制的試劑基本把氨去除，提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

納氏試劑有兩種配制方法，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以任選一種配制：（1）用碘化汞 、碘化鉀和氫氧化鈉配制，簡(jiǎn)稱碘化汞法納氏試劑；（2）用二氯化汞 、碘化鉀和氫氧化鉀配制，簡(jiǎn)稱二氯化汞法納氏試劑。配制好的納氏試劑可以存放在棕色玻璃瓶中，大概在60天后 ，棕色玻璃瓶底會(huì)出現(xiàn)松散的棕褐色片狀沉淀物。玻璃瓶壁出現(xiàn)附著的棕褐色塊狀環(huán) ，時(shí)間越久，沉淀物越來(lái)越多。半年左右,玻璃瓶瓶底棕褐色沉淀物約0.5 cm厚 ，玻璃瓶壁布滿棕褐色塊狀環(huán) 。如果把納氏試劑存放于聚乙烯塑料瓶中，兩年后試劑仍然澄清，塑料瓶瓶底只有很少量的微紅色沉淀物出現(xiàn)。分別用貯于棕色玻璃瓶與聚乙烯塑料瓶?jī)煞N容器 兩年后的納氏試劑對(duì)氨氮標(biāo)準(zhǔn)樣品來(lái)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，貯于聚乙烯塑料瓶的納氏試劑測(cè)定值符合要求。因此，配置好的納式試劑應(yīng)盡量貯于聚乙烯塑料瓶中[4]。

2.3實(shí)驗(yàn)器具的影響

實(shí)驗(yàn)器具也會(huì)對(duì)氨氮的測(cè)定造成干擾。對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所要用到的玻璃器皿均應(yīng)清洗干凈，每次在測(cè)定完高濃度樣品后者其他分析項(xiàng)目之后，玻璃器皿中都會(huì)有所殘留，應(yīng)定期用稀釋過(guò)的鹽酸或者硝酸浸泡。比色皿表面不清潔也是造成測(cè)量誤差的常見原因之一，每當(dāng)測(cè)定有色溶液后，一定要充分洗滌?？捎孟鄳?yīng)的溶劑涮洗，或用（1+3）硝酸浸泡。注意浸泡時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以防比色皿脫膠損壞。

2.4實(shí)驗(yàn)用水的影響

在氨氮的測(cè)定中，實(shí)驗(yàn)用水的質(zhì)量也非常重要，國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)中要求用無(wú)氨水對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行分析測(cè)定，然而無(wú)氨水的制備過(guò)程又非常的復(fù)雜。在日常的環(huán)境監(jiān)測(cè)中，一般采用離子交換純水器來(lái)制取的新鮮的去離子。通過(guò)比較去離子水和無(wú)氨水對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行氨氮的測(cè)定，結(jié)果表明這兩種在空白吸光度和標(biāo)準(zhǔn)曲線上沒(méi)有存在明顯的差異，具有比較好的精密度。因此，新制的去離子水完全可以代替蒸餾法制備的無(wú)氨水用于實(shí)際實(shí)驗(yàn)中[3]。

2.5水樣濁度的影響

有懸浮物或者色度干擾的水樣，很容易吸附納氏反應(yīng)中的顯色物質(zhì)，從而影響最終的樣品檢測(cè)結(jié)果。在實(shí)際工作中，可以把水樣進(jìn)行預(yù)蒸餾。蒸餾過(guò)程中，某些有機(jī)物很可能與氨同時(shí)餾出，對(duì)測(cè)定有干擾，其中有些物質(zhì)（如甲醛）可以在酸性條件（PH<1）下煮沸出去。在蒸餾剛開始時(shí)，氨氣蒸出速度較快，加熱不能過(guò)快，否則造成水樣暴沸，餾出液溫度升高，氨吸收不完全。餾出液速率應(yīng)保持在10ml/min左右。部分工業(yè)廢水，可加入石蠟碎片等做防沫劑。

2.6溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響

在氨氮的測(cè)定過(guò)程中，溫度也是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它直接影響著納氏試劑和氨氮的反應(yīng)速度，并最終影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，如果反應(yīng)溫度在5～15℃之間，溶液容易顯色不完全；如果反應(yīng)溫度在 25℃時(shí)，溶液顯色最完全，而且吸光度值穩(wěn)定；當(dāng)溫度超過(guò)30℃時(shí)，溶液容易褪色，吸光度值會(huì)明顯偏低，因此，比色實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的溫度應(yīng)該控制在20～25℃為最佳，測(cè)得的結(jié)果才是最準(zhǔn)確的。

2 .7顯色時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響

在氨氮的測(cè)定過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，如果納氏試劑的反應(yīng)時(shí)間不足10min，溶液容易顯色不充分；如果在10～30min之間，顯色比較充分穩(wěn)定；如果在30～45min之間，溶液顏色呈加深趨勢(shì)；如果超過(guò)45min，溶液顏色逐漸減退。因此，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，顯色的時(shí)間應(yīng)該控制在10～30 min為最佳，比色操作時(shí)動(dòng)作要快速、準(zhǔn)確，在最佳的時(shí)間內(nèi)盡快完成比色測(cè)定。[5]

2.8樣品稀釋對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響

在實(shí)際的工作中，當(dāng)水樣的氨氮濃度大于氨氮標(biāo)準(zhǔn)曲線的最高值時(shí)，需要將實(shí)驗(yàn)水樣稀釋后再測(cè)定。（1）事前稀釋，這種稀釋方法相對(duì)比較準(zhǔn)確，但也有弊端，就是在測(cè)定前不好估計(jì)，也不利于大批量樣品的快速分析。（2）事后稀釋，將顯色后的實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行稀釋比色。有實(shí)驗(yàn)研究表明 ，對(duì)于難以估計(jì)的超出濃度測(cè)定線性范圍含量的含氨氮廢水實(shí)驗(yàn)樣品 ，用以上這兩種稀釋方法得到的對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，相對(duì)誤差滿足實(shí)際的環(huán)境監(jiān)測(cè)分析要求，因此事后稀釋這種稀釋方法特別適合大批量樣品的分析。

3.結(jié)論

在實(shí)際的環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)中，我們普遍采用納氏試劑分光光度法測(cè)定水和廢水中氨氮的含量，具有靈敏度高，準(zhǔn)確度高，適用范圍廣，操作簡(jiǎn)便、快速，價(jià)格低廉等特點(diǎn)，但受到多種因素的影響。實(shí)驗(yàn)人員在實(shí)際操作過(guò)程中，必須注意實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)器具、實(shí)驗(yàn)用水、顯色時(shí)間、濁度和溫度等等的影響，按照實(shí)際情況，規(guī)范地控制反應(yīng)條件， 避免一些新的其他影響因素，才能得到準(zhǔn)確、精密度高的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：（1）在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，要保證環(huán)境空氣的干凈、無(wú)氨，避免與其他分析項(xiàng)目的交叉污染，應(yīng)在無(wú)氨、無(wú)塵、通風(fēng)性良好的實(shí)驗(yàn)室中測(cè)定氨氮。（2）在試劑的配制過(guò)程中，尤其是納氏試劑的配制，應(yīng)將配制好納氏試劑存放于乙烯塑料瓶中，減小實(shí)驗(yàn)誤差。（3）在實(shí)驗(yàn)器皿的使用時(shí)，應(yīng)避免交叉污染，所使用的玻璃器皿應(yīng)定期用酸性洗劑浸泡或者用相應(yīng)的溶劑涮洗。（4）根據(jù)國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)HJ 535-2009方法的要求，氨氮測(cè)定過(guò)程中試劑空白的吸光度應(yīng)不超過(guò)0.030（10mm比色皿）。如果實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境中有氨或銨鹽進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)分析用水中，就會(huì)導(dǎo)致空白測(cè)量值的偏高。因此，實(shí)際操作時(shí)，應(yīng)用新制的去離子水代替無(wú)氨水使用，且每次測(cè)定前都應(yīng)通過(guò)空白實(shí)驗(yàn)，合格后方可使用。（5）在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際操作過(guò)程中，對(duì)某一實(shí)驗(yàn)水樣的測(cè)定，不僅要觀察水樣的顏色、 渾濁度等，而且應(yīng)該對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)蒸餾，對(duì)測(cè)定中有干擾的物質(zhì)要清除干凈，以保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。（6）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，溶液的顯色時(shí)間應(yīng)控制在 10～30min 之間，一般選擇 20min 為宜。（7）比色實(shí)驗(yàn)室的溫度應(yīng)該控制在 20～25℃之間，如果冬季，在實(shí)驗(yàn)室溫度較低的情況下,也可通過(guò)適當(dāng)延長(zhǎng)溶液顯色時(shí)間的辦法，來(lái)確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。（8）根據(jù)實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)，樣品經(jīng)過(guò) “事前稀釋”和 “事后稀釋” 對(duì)比，測(cè)定的結(jié)果相對(duì)誤差和相對(duì)偏差都能夠滿足環(huán)境監(jiān)測(cè)的分析要求，其中 “事前稀釋” 的相對(duì)誤差較 “事后稀釋” 的相對(duì)誤差小，所以在分析樣品數(shù)量不大的情況下，應(yīng)盡量選著事前稀釋。

[1] 納氏試劑分光光度法測(cè)定氨氮的影響因素及消除張桂菊（菏澤市環(huán)境保護(hù)局，山東菏澤 274200 ）.

[2] 納氏試劑分光光度法測(cè)定氨氮的質(zhì)量控制鄧鸝顧曉燕陳靜遲偉偉茍德國(guó)（大豐市環(huán)境監(jiān)測(cè)站江蘇大豐 224100 ）.

[3] 納氏試劑分光光度法測(cè)定氨氮中常見問(wèn)題與解決辦法王婷1, 曹磊1, 薛明霞2( 1. 陜西省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 , 西安 710061; 2. 山西省環(huán)境科學(xué)研究院, 太原 030001).

[4] 氨氮測(cè)定中有關(guān)干擾因素及其消除方法的探討王彬彬（吉林省水文水資源局， 吉林長(zhǎng)春 130022 ）.

[5] 納氏試劑分光光度法測(cè)定氨氮的常見問(wèn)題及處理辦法張澤(德清縣環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站浙江湖州 313200).

[6] 納氏試劑分光光度法測(cè)定水中氨氮的不確定度評(píng)定丁瓊,蔡大文(淮安市淮陰區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站, 江蘇淮安 223300).

[7] 水中氨氮納氏試劑分光光度法測(cè)定崔家榮(安徽省阜南縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站, 安徽阜南 236300 ).

[8] 水中氨氮測(cè)定體會(huì)趙永剛章勇孫玉霞（江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇南京 210036 ）.

[9] 水中氨氮納氏試劑分光光度法測(cè)定與改進(jìn)楊梅（松原市環(huán)境保護(hù)局寧江分局吉林松原 138000 ）.

[10] 顯色條件對(duì)納氏試劑分光光度法測(cè)定水中氨氮的影響李鳳彩，李冰 ，陳界江(蘇州工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，江蘇蘇州215027).