納氏試劑比色法測定水中的氨氮

施曉梅

摘 要：文章對納氏試劑分光光度法是如何測定水中氨氮含量的實驗方法進行了介紹，并詳細的敘述了實驗步驟。對納氏試劑分光光度法進行了適用性實驗，對可能會影響該方法的因素進行了分析，并提出了存在的問題與對應的改進措施，以確保能夠準確地測量水中的氨氮含量。

關鍵詞：納氏試劑比色法；氨氮含量；準確度

中圖分類號：TU46+1 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）26-0081-02

通常我們將在水中的游離氨（NH3）或銨鹽（NH4+）形式稱作氨氮。而水中的水溫和pH值是氨氮組成的比例的決定性因素，游離氨通常在pH值高或水溫低的情況下所占比例高，而銨鹽則在pH值低或水溫高的情況下所占比例高。而生活污水中通常含有大量的含氨有機物，而這些有機物會在微生物的分解作用下分解產物，農田排水或工業廢水就是典例。測定氨氮含量的方法有許多，除了本文介紹的國家標準方法——納氏試劑比色法外還有如氨氣敏電極法、凱氏定氮儀法、酶法等。而納氏試劑比色法有著簡單快捷靈敏度高的優點，但也存在著納氏試劑會對環境造成污染等缺點。且干擾測定的因素較多，如廢水中的硫化物、酮和醛類、鎂或鈣等金屬離子、濁度及顏色等。而對應的預處理操作起來又復雜繁瑣，所以要對與檢測過程有關的問題加以探討，以確保能夠準確地測量水中的氨氮含量。

1 原理

納氏試劑會和氨氮（游離氨和銨離子等形式）反應，生成淡紅棕色絡合物，氨氮含量與淡紅棕色絡合物的色度成正比，以上符合朗伯比爾定律。波長420nm以內的范圍可以測其吸光度，并對其含量進行計算。

2 納氏試劑的存放與配制需注意的事項

2.1 配制

方法一：取20ml的純水，并稱取10g碘化鉀溶于其中，在勻速攪拌的情況下，緩慢加入約6.5%的飽和氯化汞溶液。同時另外稱取29g氫氧化鈉，稀釋至80rnL（360g/L的氫氧化鈉）溶于純水中，待其冷卻到室溫以后，緩慢的將上述溶液注入氫氧化鈉溶液中，使用純水稀釋至200mL，混勻靜置過一晚上后將上清液移入聚乙烯瓶，保存時注意要避光密塞。

方法二：取50mL的純水，并稱取16g的氫氧化鈉溶于其中（320g/L的氫氧化鈉），待其冷卻至室溫以后，另外在少量純水中，溶入10g的碘化汞與7g的碘化鉀，并將此溶液在攪拌的情況下緩慢的注入氫氧化鈉溶液中，使用純水將其稀釋至100mL，貯在聚乙烯瓶中，保存時注意要避光密塞。

通常因為方法一的配制方法較為復雜，對經驗技巧有較高的要求，所以常使用較為簡單的第二種方法進行配制。而把握HgCl的加入量是第一種配制方法的關鍵，將會決定顯色集團含量的多少，方法的靈敏度會受此影響。且方法中沒有給出HgCl的具體用量，所以需要一定的經驗對試劑配制過程中的現象進行判斷，所以比較難以把握。

2.2 存放

通常在納氏試劑貯存超過一個月后，需在使用前，對已知量的銨標準溶液顯色，根據顯色是否有異常決定是否該進行重新配置。

3 樣品預處理

（1）去除余氯，通常當樣品中有余氯時應根據每0.5ml硫代硫酸鈉溶液去除0.25mg余氯加入適量的硫代硫酸鈉溶液，并檢驗余氯是否除盡（通常使用淀粉-碘化鉀試紙）。（2）應加入1mL500g/L的酒石酸溶液掩蔽在測定過程中鎂、鐵、鈣離子在水中生成的沉淀。（3）當水樣渾濁時，加入1mL的硫酸鋅溶液于100mL水樣中，攪勻后加入0.4～0.5mL的6mol/L氫氧化鈉溶液，即100mL水中溶入了24g氫氧化鈉。攪勻后確保pH值大約為10.5后充分攪拌，之后加以靜置，過濾。（4）當水的污染較為嚴重或是工業廢水時，應采用硫酸（1+35）溶液或是氫氧化鈉溶液（1.0mol/L）將水樣的pH值調至7，在接收瓶內移入50mL硼酸溶液，并保證冷凝管的出口在硼酸溶液頁面之下。并向燒瓶中移入250ml的樣品，并加入幾滴溴百里酚藍指示劑，在必要的時候還可以加入數粒玻璃球及0.25g的輕質氧化鎂，并立即連接冷凝管和氮球。通過加熱蒸餾使餾出液速率在10ml/min左右，在餾出液達到200ml時便停止蒸餾，加水，定容至250ml。

4 氨氮標準溶液

4.1 貯備氨氮標準貯備溶液

稱取3.8190g的氯化銨溶于水中，（氯化銨應在100～105℃下干燥2h，為優級純），移至100溶量瓶中且稀釋到標線。溶液中氨氮含量為100mg/ml。

4.2 氨氮標準工作溶液

在500ml容量瓶中加入5.00ml的銨標準貯備液，并稀釋至標線。此溶液在臨用前配制，溶液中氨氮含量為0.010mg/L。

5 實驗步驟

5.1 校準曲線的繪制

取7個50ml的比色管，分別加入氨氮標準工作溶液，加入量與其對應的氨氮含量如下：0.00ml與0.0？滋g、1.00ml與10.0？滋g、0.50ml與5.0？滋g、3.00ml與30.0？滋g、5.00ml與50.0？滋g、7.00ml與70.0？滋g和10.00ml與100.0？滋g。在加水到標線后加入1.0ml的500g/L酒石酸鉀鈉溶液，在確保搖勻后加入納氏試劑1.0ml，之后再次搖勻，并在靜置10min后，與波長420mm下，用水作參比用5mm比色皿測量吸光度。縱坐標與橫坐標分別用空白校正后的吸光度和對應氨氮含量（？滋g），以此繪制校準曲線。

5.2 樣品測定

取適量的預處理后的水樣加入50ml的比色管中，稀釋至刻度后對吸光度進行測量。空白試驗中水樣用水替代，并使用同樣的步驟進行測定和處理。

6 計算

使用水樣吸光度減去空白試驗吸光度，在標準曲線上查得氨氮含量（mg）。具體公式如下。

式中：m-由校準曲線查得的氨氮量（mg）；endprint

V-水樣體積（mL）。

7 結果與結論

通過空白試驗值反映實驗過程中多種因素對物質的影響。且空白值對實驗的準確度有一定影響，本次對空白值的要求為吸光度A≤0.030。

7.1 空白值的影響

氨氮實驗用水要求為無氨水，蒸餾水也可以替代。在實驗預處理樣水時有使用濾紙過濾這一項，且會因為濾紙中含銨鹽影響結果。根據文獻記載，吸光度會隨著濾紙的洗滌次數的增加下降。所以要避免在實驗中對濾紙多次淋洗，避免濾紙影響測定結果。

7.2 反應溫度的影響

溫度會影響反應的速度和溶液的顏色，有實驗表明：5～15℃下顯色不完全、20～25℃下顯色較為完全、>30℃下吸光度會偏低。所以要盡量將實驗室溫度控制到20～25℃。可以適當的延長顯色時間但不超過30分鐘，在溫度達不到20～25℃使用此方法提高靈敏度。

7.3 反應時間的影響

納氏試劑比色法受顯色時間的影響較大，有實驗表明：反應時間<10min，溶液顯色不完全；10～30min時顯色穩定，吸光度不會有明顯變化。所以應在10～30min的顯色時間內盡快的比色，確保結果的準確度。

7.4 pH值的影響

通常顯色會受pH值大幅影響，會嚴重影響結果的準確性。有實驗表明，pH值會對顏色有顯著影響，酸性水樣沒有可比性，中性堿性水樣測定結果相對偏差則符合要求。當pH值<11.8時會產生Hgl紅色沉淀，而pH>12.4時會產生NHHg10導致溶液渾濁，而當11.8

7.5 樣品稀釋

使用本實驗方法測量氨氮時，水樣氨氮濃度>2.0mg/L時，需對水樣進行“事前稀釋”即稀釋后才能測定，這種方法不適用于樣品量較大時的及時分析，但是相對準確。此外還有“事后稀釋”，即將顯色后的樣品稀釋比色的方法。且實驗表明，當樣品的濃度測定線性范圍含量預料困難的超出時，兩種方法的相對誤差都可以滿足要求。此外，在“事后稀釋”方法中使用無氨水作稀釋溶劑時，會有較多的負誤差，可用適量的空白溶液抵消一定的負誤差。

8 結束語

雖然納氏試劑分光光度法是一種操作便捷，靈敏度較高的方法，但是影響實驗的干擾因素也較多，所以在實驗中應該注意各種因素的影響，并進行合理控制，以確保實驗的準確性。

參考文獻：

[1]李秀芳.納氏試劑比色法測水中氨氮常見問題探討[J].科技信息，2012，01（1）：144+153.

[2]楊燕.納氏試劑比色法測定水體中氨氮常見問題與處理辦法[J].中國新技術新產品，2012，05（2）：17.

[3]宋秀真.納氏試劑比色法測定水體中氨氮常見問題探討[J].治淮，2011，12（7）：65-66.

[4]郭紅峰，王馳，李碧科.提高納氏比色法測定氨氮準確度分析[J].科技創新與應用，2012（22）：47-48.