納氏試劑分光光度法測定氨氮影響因素分析

高 婷

（朔州市平魯區環境監測站，山西 朔州 036000）

新時代，我國大力推進生態文明建設，生態文明建設的思想深入人心，“綠水青山就是金山銀山”的發展理念必將促進我國環境監測事業蓬勃發展。作為一名基層水質監測人員，筆者通過開展試驗，主要分析了影響氨氮檢測的部分因素。氨氮是《“十三五”生態環境保護規劃》的十二項約束性指標之一，也是水質常規檢測需要參考的關鍵指標，但是需要檢測的水樣來源廣，情況復雜。氨氮超標會導致水體富營養化，影響漁業生產和人畜飲水安全，同時氨氮硝化作用的產物硝酸鹽和亞硝酸鹽能誘發高鐵血紅蛋白癥和產生致癌的亞硝胺，危及人類生命安全。所以，提高水體中氨氮測定的準確度事關重大。水質氨氮的測定方法有很多種，其中納氏試劑分光光度法操作簡便、靈敏度高而被廣泛應用。

1 試驗部分

試驗方法：依據《水質 氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》（HJ535-2009），采用納氏試劑分光光度法測定氨氮，得到氨氮標準曲線，同時使用氨氮溶液標準物質考核驗證方法的準確性。王紅等人認為，氨氮標準曲線具有良好的穩定性能，因而實驗室可以長期使用同一標準曲線進行未知樣品檢測，一方面減輕檢測人員的工作負荷，另一方面也可以獲得較為公正的檢測結果[1]。空白試驗值能夠反映試驗過程中各種因素對測量結果的綜合影響，其對試驗的準確度有一定影響，標準中測量氨氮對空白值的要求為吸光度A≤0.030。

根據表1的數據，線性擬合為：y=0.006 5x-0.005 1，其中a=-0.005 1，b=0.006 5，相關系數：R2=0.999 4。

取20 mL標號為GBW（E）082818a-1水中氨氮溶液標準物質，濃度為500 mg/L，用無氨水稀釋定容至1 000 mL，稀釋后濃度為10 mg/L，分別取配置好的質控樣10 mL置于3只比色管中，對其中的氨氮含量進行測定，結果如表2所示，測定值與標準值相符，方法的準確度良好。

表1 氨氮標準曲線

表2 準確度試驗

2 結果與討論

影響水中氨氮測定結果的因素有很多，如水樣的預處理、比色皿的選擇、試驗試劑的純度以及試劑用量的選擇等，本文主要研究的影響因素有以下五種。

2.1 樣品稀釋方式的影響

稀釋倍數根據水樣情況來定，當然對于氨氮含量較低、色度或濁度較高的水樣，過大的稀釋倍數容易產生較大的分析誤差。溶液有色不渾濁可以用扣除原液吸光度的方法去除色度影響，在水樣顏色較淺時，稀釋法就可以消除水樣色度的干擾[2]。但是，水樣的濁度往往會使測定結果偏高，建議做補償校正[3]。

稀釋方式分為事前稀釋分析和事后稀釋分析兩種方式。水樣氨氮濃度很高時，加入納氏試劑后，水樣會呈深紅色，甚至生成紅色沉淀物。如果水樣的氨氮濃度很高，即氨氮質量濃度超過檢測限，這時先取少量水樣稀釋至50 mL再加試劑，其被稱為事前稀釋分析。對已經顯色的水樣用零空白溶液進行稀釋，稱為事后稀釋分析。

如果生成紅色沉淀，只能采用事前稀釋分析。對于難以預料的超出濃度測定線性范圍含量的氨氮廢水樣品，用兩種方法得到對比試驗結果，相對誤差滿足環境監測分析要求，事后稀釋分析特別適合大批量樣品的分析[4]。

2.2 樣品酸堿度的影響

水樣體系堿度變化影響納氏反應平衡，水樣調節到中性能有效減少測定誤差。在樣品中的pH值太低時，若沒有調節pH值，樣品中加入納氏試劑就會出現紅色沉淀物，使溶液無法進行吸光度測量。pH值低于11.8時，將會產生碘化汞紅色沉淀，pH值高于12.4，容易變渾而無法進行吸光度測量。

2.3 屏蔽劑用量的選擇

酒石酸鉀鈉是鈣、鎂、鐵等金屬離子的掩蔽劑，其掩蔽機理為酒石酸鉀鈉和金屬離子結合，避免加入納氏試劑后形成沉淀，導致測定結果不準確[5]。通過對標準物質（編號為GBW（E）082818f-1）進行測定，同時測定對應空白樣品，筆者發現，當酒石酸鉀鈉用量為1.0 mL時，再加入掩蔽劑，吸光度基本維持不變，所以選用酒石酸鉀鈉用量為1 mL。

人們可以采取其他方法優化掩蔽劑配置方式，如向定容后的酒石酸鉀鈉溶液加入5 mL納氏試劑，待沉淀后取上清液使用[6]。實際應用發現，這樣可以使零空白溶液的吸光度降低0.008。另外，在酒石酸鉀鈉溶液配置過程中，加入氫氧化鈉或氫氧化鉀使溶液呈堿性，氨在堿性條件下更容易揮發，可以降低空白吸光度，實驗室檢測發現降低幅度為0.002。

2.4 顯色劑用量的選擇

同樣通過對標準物質（編號為GBW（E）082818f-1）對比試驗可知，隨著顯色劑用量增加，其吸光度逐漸增大，但是當納氏試劑加入量為2 mL時，空白液的吸光度已經超過0.030，該方案不可選。實際應用中，直接選取1 mL作為顯色劑加入量，可有效防止空白超標。

表3 納氏試劑加入量與吸光度的關系

2.5 顯色時間的選擇

納氏試劑分光光度法測定氨氮簡便、準確，《水質 氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》（HJ535-2009）規定顯色時間為10 min。試驗研究表明，顯色時間對零空白溶液幾乎沒有影響，主要原因是空白溶液采用無氨水配置，幾乎沒有發生顯色反應。標樣在10～11 min時即可顯色完全，隨著時間增加，標樣吸光值基本不變，受時間影響較小。而實際水樣的吸光度受時間影響較大，10 min過后，吸光值仍繼續增大，其原因可能是水樣中添加的氫氧化鋅膠體隨時間增加發生膠體脫穩形成絮體[7]。所以，應控制顯色時間為10 min，并保證水樣與標準曲線顯色時間一致。

表4 顯色時間對吸光度的影響

3 結語

本文主要討論了水體氨氮測量結果的部分影響因素，包括樣品稀釋方式，樣品酸堿度，屏蔽劑用量、顯色劑用量和顯色時間的選擇。建議使用零空白溶液進行事后稀釋分析，pH調節后保持在11.8～12.4，酒石酸鉀鈉和納氏試劑都選擇1 mL，顯色時間選擇10 min，必須與空白顯色時間對應。采用以上方法可以有效降低空白吸光度，提高納氏試劑分光光度法測量氨氮的準確度。