納式試劑分光光度法測定水中氨氮的影響因素及處理辦法

朱鳳

【摘 要】測定水中氨氮含量最常用的國家標準方法為納氏試劑分光度法 （HJ 535-2009）， 但在測定的過程中發現該方法受到多種因素的干擾，直接影響分析的質量。本文研究分析了其中需要注意的一些問題并提出了相應的處理辦法，以便更好地在實際操作中開展工作。

【關鍵詞】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。 動物性有機物的含氮量一般較植物性有機物為高。同時，人畜糞便中含氮有機物很不穩定，容易分解成氨。因此，水中氨氮含量增高時指以氨或銨離子形式存在的化合氮。

在我國環境監測水質分析中，氨氮是水體的一個常規監測項目，測定方法有很多，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單、所需試劑較少，操作靈敏，準確度高等優點，而在環境監測部門的氨氮分析中得以廣泛應用。根據國家環保部推薦使用的標準所述，在氨氮的測定過程中，經常會遇到一些干擾因素，造成測定結果有所偏差。為了消除各種影響因素，使測定結果更加準確，現從以下幾個需要注意的方面進行說明[1]。

1.氨氮測定的原理、方法及儀器

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

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 波長處進行比色測定。

有懸浮物或色度干擾的水樣，取經過預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量吸光度。

儀器：分光光度計，UV759型[2]。

2.氨氮測定的影響因素及處理辦法

2.1 實驗環境的影響

首先要保證測定氨氮實驗室內部干凈、無氨，如果與其他分析項目存在交叉污染，比如實驗室內存放有氨水。由于氨水的揮發性特別強，揮發出的氨氣溶解度又極高，非常容易被吸收到實驗的樣品及試劑中，這樣就會使得實驗空白值變大，從而影響到樣品測定結果的準確性。因此，在測定氨氮的實驗室中絕對不能存放氨水、 銨鹽類化合物等容易產生氨的試劑[3]。

2.2 實驗試劑的影響

氨氮測定過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試劑純度不能達到這個要求，那么在測定過程中就會產生比較高的空白值和引起待測水樣的渾濁，從而導致結果的不準確。為了保證待測水樣測得結果的準確性，降低空白值對實驗結果的影響，要盡量將酒石酸鉀鈉試劑中的氨除去掉，可根據氨在堿化過的溶液煮沸過程中易被驅除的性質，在配制酒石酸鉀鈉試劑過程中可以加入24%氫氧化鈉溶液1.0mL，并把煮沸時間延長10min，這樣可以使配制的試劑基本把氨去除，提高測量結果的準確性。

納氏試劑有兩種配制方法，在實驗過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 ，棕色玻璃瓶底會出現松散的棕褐色片狀沉淀物。玻璃瓶壁出現附著的棕褐色塊狀環 ，時間越久，沉淀物越來越多。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 。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。分別用貯于棕色玻璃瓶與聚乙烯塑料瓶兩種容器 兩年后的納氏試劑對氨氮標準樣品來進行測定，結果表明，貯于聚乙烯塑料瓶的納氏試劑測定值符合要求。因此，配置好的納式試劑應盡量貯于聚乙烯塑料瓶中[4]。

2.3 實驗器具的影響

實驗器具也會對氨氮的測定造成干擾。對于實驗過程中所要用到的玻璃器皿均應清洗干凈，每次在測定完高濃度樣品后者其他分析項目之后，玻璃器皿中都會有所殘留，應定期用稀釋過的鹽酸或者硝酸浸泡。比色皿表面不清潔也是造成測量誤差的常見原因之一，每當測定有色溶液后，一定要充分洗滌。可用相應的溶劑涮洗，或用（1+3）硝酸浸泡。注意浸泡時間不宜過長，以防比色皿脫膠損壞。

2.4 實驗用水的影響

在氨氮的測定中，實驗用水的質量也非常重要，國家環境保護標準中要求用無氨水對實驗樣品進行分析測定，然而無氨水的制備過程又非常的復雜。在日常的環境監測中，一般采用離子交換純水器來制取的新鮮的去離子。通過比較去離子水和無氨水對實驗樣品進行氨氮的測定，結果表明這兩種在空白吸光度和標準曲線上沒有存在明顯的差異，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氨水用于實際實驗中[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中的顯色物質，從而影響最終的樣品檢測結果。在實際工作中，可以把水樣進行預蒸餾。蒸餾過程中，某些有機物很可能與氨同時餾出，對測定有干擾，其中有些物質（如甲醛）可以在酸性條件（PH<1）下煮沸出去。在蒸餾剛開始時，氨氣蒸出速度較快，加熱不能過快，否則造成水樣暴沸，餾出液溫度升高，氨吸收不完全。餾出液速率應保持在10ml/min左右。部分工業廢水，可加入石蠟碎片等做防沫劑。

2.6溫度對實驗的影響

在氨氮的測定過程中，溫度也是至關重要的一個環節，它直接影響著納氏試劑和氨氮的反應速度，并最終影響測定結果的準確性。在實驗過程中發現，如果反應溫度在5～15℃之間，溶液容易顯色不完全；如果反應溫度在 25℃時，溶液顯色最完全，而且吸光度值穩定；當溫度超過30℃時，溶液容易褪色，吸光度值會明顯偏低，因此，比色實驗室內的溫度應該控制在20～25℃為最佳，測得的結果才是最準確的。

2 .7顯色時間對實驗的影響

在氨氮的測定過程中發現，如果納氏試劑的反應時間不足10min，溶液容易顯色不充分；如果在10～30min之間，顯色比較充分穩定；如果在30～45min之間，溶液顏色呈加深趨勢；如果超過45min，溶液顏色逐漸減退。因此，在實驗過程中，顯色的時間應該控制在10～30 min為最佳，比色操作時動作要快速、準確，在最佳的時間內盡快完成比色測定。[5]

2.8樣品稀釋對實驗的影響

在實際的工作中，當水樣的氨氮濃度大于氨氮標準曲線的最高值時，需要將實驗水樣稀釋后再測定。（1）事前稀釋，這種稀釋方法相對比較準確，但也有弊端，就是在測定前不好估計，也不利于大批量樣品的快速分析。（2）事后稀釋，將顯色后的實驗樣品進行稀釋比色。有實驗研究表明 ，對于難以估計的超出濃度測定線性范圍含量的含氨氮廢水實驗樣品 ，用以上這兩種稀釋方法得到的對比實驗結果，相對誤差滿足實際的環境監測分析要求 ，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.結論

在實際的環境監測實驗中，我們普遍采用納氏試劑分光光度法測定水和廢水中氨氮的含量，具有靈敏度高，準確度高，適用范圍廣，操作簡便、快速，價格低廉等特點，但受到多種因素的影響。實驗人員在實際操作過程中，必須注意實驗環境、實驗器具、實驗用水、顯色時間、濁度和溫度等等的影響，按照實際情況，規范地控制反應條件， 避免一些新的其他影響因素，才能得到準確、精密度高的實驗數據。應特別注意以下幾點：（1）在實驗室內，要保證環境空氣的干凈、無氨，避免與其他分析項目的交叉污染，應在無氨、無塵、通風性良好的實驗室中測定氨氮。（2）在試劑的配制過程中，尤其是納氏試劑的配制，應將配制好納氏試劑存放于乙烯塑料瓶中，減小實驗誤差。（3）在實驗器皿的使用時，應避免交叉污染，所使用的玻璃器皿應定期用酸性洗劑浸泡或者用相應的溶劑涮洗。（4）根據國家環境保護標準HJ 535-2009方法的要求，氨氮測定過程中試劑空白的吸光度應不超過0.030（10mm比色皿）。如果實驗室的環境中有氨或銨鹽進入到實驗分析用水中，就會導致空白測量值的偏高。因此，實際操作時，應用新制的去離子水代替無氨水使用，且每次測定前都應通過空白實驗，合格后方可使用。（5）在實驗室的實際操作過程中，對某一實驗水樣的測定，不僅要觀察水樣的顏色、 渾濁度等，而且應該對水樣進行預蒸餾，對測定中有干擾的物質要清除干凈，以保證測定結果的準確性。（6）實驗過程中，溶液的顯色時間應控制在 10～30min 之間，一般選擇 20min 為宜。（7）比色實驗室的溫度應該控制在 20～25℃之間，如果冬季，在實驗室溫度較低的情況下，也可通過適當延長溶液顯色時間的辦法，來確保實驗結果的準確性。（8）根據實際操作實驗，樣品經過 “事前稀釋” 和 “事后稀釋” 對比，測定的結果相對誤差和相對偏差都能夠滿足環境監測的分析要求，其中 “事前稀釋” 的相對誤差較 “事后稀釋” 的相對誤差小，所以在分析樣品數量不大的情況下，應盡量選著事前稀釋。

參考文獻：

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[2] 納氏試劑分光光度法測定氨氮的質量控制鄧鸝顧曉燕陳靜遲偉偉茍德國（大豐市環境監測站江蘇大豐 224100 ）.

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

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[6] 納氏試劑分光光度法測定水中氨氮的不確定度評定丁瓊， 蔡大文（淮安市淮陰區環境監測站， 江蘇淮安 223300）.

[7] 水中氨氮納氏試劑分光光度法測定崔家榮（安徽省阜南縣環境監測站， 安徽阜南 236300 ）.

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[10] 顯色條件對納氏試劑分光光度法測定水中氨氮的影響李鳳彩，李冰 ，陳界江（蘇州工業園區環境監測中心站，江蘇蘇州 215027）.