靛酚藍分光光度法測定海水中的氨型氮的方法探究

＊李小衛 江雨秦

（深圳市華保科技有限公司 廣東 518057）

靛酚藍分光光度法測定海水中的氨型氮的方法探究

＊李小衛 江雨秦

（深圳市華保科技有限公司 廣東 518057）

本文研究了堿性條件下，不同溫度和Mn2+對靛酚藍分光光度法測定海水中的氨型氮的影響。結果表明，提高反應溫度可以有效加快反應速度，恒溫水浴40℃條件下，一定濃度Mn2+作為催化劑可以加速反應，顯色反應可以在6min內達到反應平衡。測定結果的精密度和準確度均能滿足海水中氨氮含量的分析要求。

靛酚藍分光光度法；溫度；Mn2+；氨型氮

眾所周知，氮的化合物是海水中所有生物所必須的重要的營養物質。海水中的氨型氮是指海水中以銨離子(NH4+)和游離氨(NH3)形式存在的氮，氨型氮含量的高低，對海洋生物正常的生長、發育、繁殖意義非凡。氨氮中的非離子氨(NH3)對海洋生物有極強的毒性，并且總氨氮高容易引起海洋水體的富營養化，不利于海洋生物生長。氨氮作為主要超標污染物在各大洋出現頻率非常高，氨氮的控制是全球性的污染問題。中國作為有廣闊海域的國家，一直非常重視對海洋環境的保護，“十二五”以來，氨氮被列為海洋水體污染物總量控制的指標之一。本文對靛酚藍分光光度法測定海水中的氨型氮進行了探究，提出了較為簡便和可靠的檢測方法，以期為行業提高檢測標準作參考，并為海水中氨型氮的控制起到積極作用。

1.海水中的氨型氮的方法比較

對海洋中氨型氮的檢測，有奈氏試劑法(納氏試劑法)、毛細管電泳法、離子選擇性電極(ISE)、離子色譜法、靛酚藍光度法等。

對海洋中氨型氮的檢測，比較經典的方法是奈氏試劑法（納氏試劑法），但加入反應試劑后，硫化物易使樣本變混濁，從而干擾檢測，影響結果靈敏度。靛酚藍分光光度法具有操作簡便、靈敏的特點，是海水中氨型氮分析的標準方法和經典方法，但該方法的主要缺陷是顯色時間太長(海水樣品需要6h的顯色時間) ，不利于大量樣品的快速分析。本文探究了堿性條件下反應溫度和催化劑Mn2+等對反應速度的影響。

2.靛酚藍分光光度法測定氨型氮的方法的優化

(1)材料與方法、儀器與試劑

分析天平(瑞士普利賽斯Precisa)；721E分光光度計(上海第三分析儀器有限公司)；恒溫水浴鍋、振蕩器等儀器。硫酸銨、檸檬酸三鈉、MnSO4、氫氧化鈉、苯酚等本實驗中所用到的試劑均為分析純(均購自廣州化學試劑廠)。

(2)實驗方法

取50ml海水樣品置于50ml比色管中，加入1．40ml檸檬酸鈉溶液、1．40ml苯酚溶液、1．40ml次氯酸鈉溶液，振蕩混勻靜置，在640nm波長下用2cm比色皿以純水做參比測定吸光度值。加入不同劑量Mn2+研究對該反應的催化作用。用恒溫水浴鍋控制反應溫度，研究在不同溫度（10-90℃）下的顯色反應。

(3)實驗結果

①溫度的優化。用超純水配置的氨氮濃度為0．300mg/L的水樣分別在10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃條件下顯色20min測定吸光度值，每個水樣3個平行。

表1 反應溫度對顯色反應的影響

實驗結果可知（表1），水樣的吸光度隨著溫度升高而增加，當溫度30℃以下時反應速率較低，在20min內不能達到反應平衡，需要進一步延長反應時間才能達到反應平衡。而溫度超過40℃，吸光度趨于穩定，這表明反應體系溫度在高于40℃時，反應可以在20min內達到平衡，因而設置40℃為最佳反應溫度。與標準檢測方法相比，通過提高溫度可以有效縮短反應時間，從而提高分析的效率。

②反應時間的優化。研究不同反應時間對檢測結果的影響，選擇40℃條件對氨氮濃度為0．300mg/L的水樣品，結果表2所示。

結果可以看出，在40℃條件下，反應16min后基本即可達到反應完全，但為了確保反應完全，我們選擇了反應時間為20min。

③催化劑對反應的影響。Mn2+作為催化劑在氨氮的檢測中有過文獻報道，但不系統。本文探討其加入量對靛酚藍分光光度檢測反應的催化過程的影響。在40℃條件下，通過加入不同量的Mn2+（50mg/L、10mg/L、20mg/ L、40mg/L、60mg/L、80mg/L、100mg/L、），于反應2min開始，每隔2min檢測吸光度，記錄到達吸光度穩定的時間。

表2 反應時間對顯色反應的影響

表3 催化劑對反應的影響

實驗結果表明（表3），隨著Mn2+加入量的增加，靛酚藍反應呈現先增速后減速，直至抑制反應速度。因此可以判斷40mg/L為催化劑Mn2+的最佳用量，在6min即可反應完全，比未添加催化劑的同等條件下，反應時間縮短14min。與原標準顯色（海水為6h）比較，極大加快了反應的速度。

④方法的精密度和精確度。通過實驗研究得到的最佳實驗條件為反應溫度為40℃，催化劑Mn2+濃度為40mg/L，顯色時間為6min。研究該方法的測定精密度和準確度，結果如表4所示。改進后的氨氮分析方法，在6min時測得氨氮質量濃度為0．080mg/L、0．120mg/L的樣品的相對標準偏差分別為7．1%和7．3%，回收率分別為95%和105%。

表4 精密度和準確度統計結果

3.討論

本文研究了堿性條件下，不同溫度和Mn2+對靛酚藍分光光度法測定海水中的氨型氮的影響。40℃條件下，40mg/ LMn2+作為催化劑可以加速反應，顯色反應可以在6min內達到反應平衡。測定結果的精密度和準確度均能滿足海水中氨氮含量的分析要求。優化后的方法比原來的國家海洋監測規范的方法提高了水樣氨氮分析效率，值得廣泛推廣。

[1]蔣岳文.靛酚藍分光光度法測定海水中的氨—氮[J].海洋環境科學,1990(1):75-80.

[2]魏海峰,劉長發,張俊新.靛酚藍法測定水中氨氮方法的改進[J]. 實驗室研究與探索,2013, 32(7):17-19.

李小衛（1980～），男，深圳市華保科技有限公司，研究方向：環境檢測。

((責任編：高鎮峰)

Exploration of the Indophenol Blue Photometric Method to Measure the Ammonia Nitrogen in Seawater

Li Xiaowei, Jiang Yuqin

(Huabao Science and Technology co., ltd of Shenzhen, Guangdong, 518057)

Under the condition of alkaline, this paper has taken study of the influence on the measure of ammonia nitrogen in seawater by indophenol blue photometric method with different temperature and Mn2+. The results show that the increase of reaction temperature can effectively accelerate the reaction speed, and under the condition of constant temperature water bath 40℃, a certain concentration of Mn2+, as the catalyst, can accelerate the reaction, besides, the chromogenic reaction can be achieved the balance within 6 minutes. Both the accuracy and precision degree of measure results can satisfy the analysis requirement for ammonia nitrogen content in seawater.

indophenol blue photometric method；temperature；Mn2+；ammonia nitrogen

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