納氏試劑比色法測定污水中氨氮的方法

陳 濤 劉永波 袁紅明

（1、青島市排水管理處，山東 青島 266000 2、青島海洋地質研究所，山東 青島 266000）

1 氨氮的定義

氨氮主要來源于人和動物的排泄物，生活污水中平均含氮量每人每年可達2.5～4.5公斤。雨水徑流以及農用化肥的流失也是氮的重要來源。另外，氨氮還來自化工、冶金、石油化工、油漆顏料、煤氣、煉焦、鞣革、化肥等工業廢水中。當氨溶于水時，其中一部分氨與水反應生成銨離子，一部分形成水合氨，也稱非離子氨。非離子氨是引起水生生物毒害的主要因子，而氨離子相對基本無毒。 國家標準Ⅲ類地面水，非離子氨的濃度≤0.02毫克/升。氨氮是水體中的營養素，可導致水富營養化現象產生，是水體中的主要耗氧污染物，對魚類及某些水生生物有毒害，對人體也有不同程度的危害。

2 納氏試劑比色法測定氨氮

氨氮的測定方法，通常有納氏試劑比色法、苯酚-次氯酸鹽（或水楊酸-次氯酸鹽）比色法和電極法等。納氏試劑比色法具有操作簡便、靈敏等特點，但鈣、鎂、鐵等金屬離子、硫化物、醛、酮類，以及水中色度和混濁等干擾測定，需要相應的預處理。

2.1 原理

碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應生成淡紅棕色膠態化合物，其色度與氨氮含量成正比，通常可在波長410-425nm范圍內測其吸光度，計算其含量。

本法最低檢出濃度為0.025mg/L（光度法），測定上限為2mg/L。采用目視比色法，最低檢出濃度為0.02mg/L。水樣作適當的預處理后，本法可適用于地面水、地下水、工業廢水和生活污水。

2.2 儀器

2.2.1 帶氮球的定氮蒸餾裝置：500mL凱氏燒瓶、氮球、直形冷凝管。

2.2.2 分光光度計。

2.2.3 pH計。

2.3 試劑

配制試劑用水均應為無氨水。

2.3.1 無氨水。可選用下列方法之一進行制備：a蒸餾法：每升蒸餾水中加0.1mL硫酸，在全玻璃蒸餾器中重蒸餾，棄去50mL初餾液，接取其余餾出液于具塞磨口的玻璃瓶中，密塞保存。b離子交換法：使蒸餾水通過強酸性陽離子交換樹脂柱。

2.3.2 1mol/L鹽酸溶液。

2.3.3 1mol/L氫氧化納溶液。

2.3.4 輕質氧化鎂（MgD）：將氧化鎂在500℃下加熱，以除去碳酸鹽。

2.3.5 0.05%溴百里酚藍指示液（pH6.0-7.6）。

2.3.6 防沫劑：如石蠟碎片。

2.3.7 吸收液：①硼酸溶液：稱取20g硼酸溶于水，稀釋至1L。②0.01mol/L硫酸溶液。

2.3.8 納氏試劑。可選擇下列方法之一制備：a稱取20g碘化鉀溶于約25mL水中，邊攪拌邊分次少量加入二氧化汞（HgCl2）結晶粉末（約10g），至出現朱紅色沉淀不易溶解時，改為滴加飽和二氯化汞溶液，并充分攪拌，當出現微量朱紅色沉淀不再溶解時，停止滴加氯化汞溶液。另稱取60g氫氧化鉀溶于水，并稀釋至250mL，冷卻至室溫后，將上述溶液徐徐注入氫氧化鉀溶液中，用水稀釋至400mL，混勻。靜置過夜，將上清液移入聚乙烯瓶中，密塞保存。b稱取16g氫氧化鈉，溶于50mL水中，充分冷卻至室溫。另稱取7g碘化鉀和碘化汞（HgI2）溶于水，然后將此溶液在攪拌下徐徐注入氫氧化鈉溶液中。用水稀釋至100mL，貯于聚乙烯瓶中，密塞保存。

2.3.9 酒石酸鉀鈉溶液：稱取50g酒石酸鉀鈉（KNaC4H4O6·4H2O）溶于 100mL 水中，加熱煮沸以除去氨，放冷，定容至100mL。

2.3.10 銨標準貯備溶液：稱取3.819g經100℃干燥過的氯化銨（NH4Cl）溶于水中，移入1000mL容量瓶中，稀釋至標線。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。

2.3.11 銨標準使用溶液：移取5.00mL銨標準貯備液于500mL容量瓶中，用水稀釋至標線。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。

2.4 測定步驟

2.4.1 水樣預處理。取250mL水樣（如氨氮含量較高，可取適量并加水至250mL，使氨氮含量不超過2.5mg），移入凱氏燒瓶中，加數滴溴百里酚藍指示液，用氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液調節至pH7左右。加入0.25g輕質氧化鎂和數粒玻璃珠，立即連接氮球和冷凝管，導管下端插入吸收液液面下。加熱蒸餾，至餾出液達200mL時，停止蒸餾。定容至250mL。

采用酸滴定法或納氏比色法時，以50mL硼酸溶液為吸收液；采用水揚酸-次氯酸鹽比色法時，改用50mL0.01mol/L硫酸溶液為吸收液。

預處理水樣時，調節水樣的pH是關鍵.實驗結果表明，pH≤ 3.5時，水樣中產生異色和渾濁的雜質即可被完全除去。pH越高，雜質越不易被除去。這可能是因為，在PTA生產污水中含有大量的有機酸性雜質，在酸性溶液中，這些雜質被沉淀出來，很容易經過濾除去。

2.4.2 標準曲線的繪制。吸取 0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00 和 10.0mL 銨標準使用液于50mL比色管中，加水至標線，加1.0mL酒石酸鉀鈉溶液，混勻。加1.5mL納氏試劑，混勻。放置10min后，在波長420nm處，用光程20mm比色皿，以水為參比，測定吸光度。由測得的吸光度，減去零濃度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，繪制以氨氮含量（mg）對校正吸光度的標準曲線。

2.4.3 水樣的測定。a分取適量經絮凝沉淀預處理后的水樣（使氨氮含量不超過0.1mg），加入50mL比色管中，稀釋至標線，加0.1mL酒石酸鉀鈉溶液。b分取適量經蒸餾預處理后的餾出液，加入50mL比色管中，加一定量1mol/L氫氧化鈉溶液以中和硼酸，稀釋至標線。加1.5mL納氏試劑，混勻。放置10min后，同標準曲線步驟測量吸光度。

2.4.4 空白試驗：以無氨水代替水樣，作全程序空白測定。

2.5 計算

由水樣測得的吸光度減去空白試驗的吸光度后，從標準曲線上查得氨氮含量（mg）。

式中：m—由校準曲線查得的氨氮量（mg）；V—水樣體積（mL）。

2.6 注意事項

2.6.1 應注意主要試劑性狀，選購合格試劑。

2.6.2 試劑正確配制決定著方法靈敏度，特別要注意理解納氏試劑配制原理，正確掌握納氏試劑配制要領。

2.6.3 納氏試劑中碘化汞與碘化鉀的比例，對顯色反應的靈敏度有較大影響。靜置后生成的沉淀應除去。

2.6.4 濾紙中常含痕量銨鹽，使用時注意用無氨水洗滌。所用玻璃器皿應避免實驗室空氣中氨的沾污。

2.6.5 降低空白實驗值可提高實驗精密度，對實驗用水，試劑空白和過濾濾紙要注意檢查。

2.6.6 反應條件，如溫度，時間，體系PH決定反應速度，反應平衡和反應生成物的穩定性，應控制反應在最佳條件下進行。

2.6.7 水體中溶解態無機或有機物以及不溶態懸浮物對納氏試劑溶光度測定氨氮均有干擾，應根據不同情形選擇不同方法加以消除，特別應注意酒石酸鉀鈉掩蔽失效現象。

2.6.8 對于超過檢測上限含量水樣的稀釋測定問題因事前，事后稀釋兩種方法相對誤差均滿足分析要求，對于大批量測定情況可采取事后稀釋測定。

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