納氏試劑比色法測定水體中氨氮常見問題與處理辦法

楊燕 陳靜

（臨沂市環境監測站，山東 臨沂 276000）

1 納氏試劑的正確配制，影響方法的靈敏度

納氏試劑由Nessler于1856年發明，有2種配制方法，常用HgCl2與KI反應的方法配制,其反應過程如下:

顯色基團為[HgI4]2-，它的生成與I-濃度密切相關。開始時，Hg2+與I-按反應(1)式生成紅色沉淀HgI2，迅速與過量I-按反應(2)式生成[HgI4]2-淡黃色顯色基團；當紅色沉淀不再溶解時，表明I-不再過量，應立即停止加入HgCl2，此時可獲得最大量的顯色基團。若繼續加入HgCl2，反應(3)式和(4)式就會顯著進行，促使顯色基團不斷分解，同時產生大量HgI2紅色沉淀，從而引起納氏試劑靈敏度的降低。

按照國家標準，納氏試劑有2種配制方法，第一種方法利用KI、HgCl2和KOH配制，第二種方法利用KI、HgI2和KOH配制。兩種方法均可產生顯色基團[HgI4]2-，一般常用第一種方法配制。依據上述納氏試劑配制反應原理，根據反應方程(5)式和(6)式我們得出HgCl2與KI的最佳用量比為0.41∶1(即82gHgCl2溶于20gKI溶液)，以此比例配制的納氏試劑經多次實驗檢驗，靈敏度均能達到實驗要求。配制過程中，HgCl2一般溶解較慢，為加快反應速度，節省反應時間，可在低溫加熱中進行配制，還可防止HgI2紅色沉淀提前出現。

2 正確了解酒石酸鉀鈉掩蔽原理，正確配置可提高實驗的準確度。

水體中常見金屬離子有 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+等，若含量較高，易與納氏試劑中OH-或I-反應生成沉淀或渾濁，影響比色。因而在加入納氏試劑前，需先加入酒石酸鉀鈉，以掩蔽這些金屬離子，其掩蔽原理如下：

若向過濾后的實際水樣中加入酒石酸鉀鈉出現渾濁，但標準曲線組卻未出現渾濁的現象，這與酒石酸鉀鈉試劑不合格有關，非水樣干擾問題。當酒石酸鉀鈉試劑中含有較多Ca2+、Mg2+雜質時，與實際水樣中 Ca2+、Mg2+共同反應，生成較多量的酒石酸鈣或酒石酸鎂，從而析出使過濾水樣變渾濁；由于蒸餾水中Ca2+、Mg2+痕量，因此未出現渾濁現象，此時應更換酒石酸鉀鈉試劑，重新測定。

酒石酸鉀鈉配制方法較為簡單，但對于不合格試劑，由于銨鹽含量較大，只靠加熱煮沸并不能完全除去，可采取以下2種方法：1、向定容后的酒石酸鉀鈉溶液中加入5ml納氏試劑，沉淀后取上層清液使用。2、向酒石酸鉀鈉溶液中加少量堿，煮沸蒸發至50ml左右后，冷卻并定容至100ml。我們認為，第二種方法優于第一種方法，即使銨鹽含量很高的酒石酸鉀鈉，經處理后空白值也能滿足實驗要求。

3 商品試劑純度以及實驗用品的純凈度能夠較大的影響氨氮實驗的測定

3.1 商品試劑純度

納氏試劑比色法實驗所用試劑主要有KNaC4H6O6.4H2O、KI、HgCl2、KOH。某些市售分析純試劑常達不到要求，甚至部分地區、部分廠家出產的優級純也達不到實驗要求，從而給實驗造成較大影響，其中影響實驗結果的試劑主要是KNaC4H6O6.4H2O和HgCl2。

不合格酒石酸鉀鈉會導致實驗空白值高和實際水樣渾濁，影響測定。不純試劑從外觀上難以鑒別，只有通過預實驗檢驗才能判定是否符合要求。

HgCl2為無色結晶體或白色顆粒粉末，變質的HgCl2試劑常見紅色粉末夾雜其中。若試劑中含有少量紅色粉末的試劑還可使用，但仍要避免稱取紅色粉末配制反應試劑。

3.2 濾紙對空白值的影響，適當選用濾膜過濾

氨氮實驗需將水樣過濾后測定，所以實驗還需做過濾空白對照實驗，以扣除濾紙影響。由于濾紙一般都含有銨鹽，因而可引起過濾空白值升高。有實驗表明，不同濾紙或同種濾紙但不同張之間銨鹽含量差別很大，有些含量較高的濾紙雖多次用水洗滌，但仍達不到實驗要求。因此使用前需對每一批次濾紙進行抽檢，淋洗時要少量多次。我們選用經稀HCl浸泡并洗凈的0.45μm醋酸乙酯纖維濾膜過濾水樣，解決了用濾紙過濾產生的高空白問題。不僅過濾空白值低，而且重復性好，所以推薦使用濾膜過濾。

4 反應條件控制影響實驗的最終結果

4.1 反應溫度對實驗的影響

溫度影響納氏試劑與氨氮反應的速度，并顯著影響溶液顏色。實驗表明，反應溫度為25℃時，顯色最完全；5℃～15℃吸光度無顯著改變，但其顯色不完全；當溫度達30℃時，溶液褪色，吸光度出現明顯偏低現象。因而實驗顯色溫度應控制在20℃～25℃，以保證分析結果的可靠性。

4.2 反應時間對實驗的影響

實驗表明，反應時間在10分鐘之前，溶液顯色不完全；10～30分鐘顏色較穩定；30～45分鐘顏色有加深趨勢；45～90分鐘顏色逐漸減褪。因而，用納氏試劑光度法測定水中氨氮時，顯色時間應控制在10～30分鐘，以盡快的速度進行比色，達到分析的精密度和準確度。

4.3 反應體系PH對實驗的影響

由氨氮反應原理可知，OH濃度影響反應平衡。水樣PH的變化對顏色的強度有明顯影響，水樣呈中性或堿性，得出的測定結果相對偏差符合分析要求，呈酸性的水樣無可比性，所以對于廢水樣應特別注意調節體系的pH值，最好將溶液顯色PH控制在11.8～12.4，以保證結果的精密度和準確度。PH太低時，顯色不完全，過高時溶液會出現渾濁，當PH為13時顯色較完全，且不產生渾濁，因此溶液PH值宜選為13。

5 樣品的稀釋

納氏試劑光度法測定氨氮，當水樣氨氮濃度大于2.0mg/L時，則需將水樣稀釋后測定，稱為“事前稀釋”。這種稀釋方法相對準確，但測定前不好預料，不利于大批量樣品的及時分析。另一種稀釋方法是直接將顯色后的樣品進行稀釋比色，稱為“事后稀釋”。對于難以預料的超出濃度測定線性范圍含量的含氨氮廢水樣品，用2種稀釋方法得到的對比實驗結果，相對誤差滿足環境監測分析要求。對比結果還表明，若用無氨水作稀釋溶劑，事后稀釋以負誤差居多，但配制一定量的空白溶液作稀釋溶劑可抵消一部分負誤差。

小結

由實驗和討論可知，納氏試劑光度法測定氨氮應注意和解決5種常見問題：（1）試劑的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）對配置試劑的純度和過濾濾紙要注意檢查。（3）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。（4）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光度法測定氨氮均有干擾，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。（5）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2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。

[1]朱學君.水中氨氮的測定方法小結及結果分析.聊城市環境監測中心[J].科技信息，2008-09-20.

[2]林建國.用去離子水替代無氨水測定氨氮的研究.柳州職業技術學院[J].安徽農業科學，2008-03-20.