硫酸吸收液在納氏試劑分光光度法測(cè)定水樣中氨氮的研究

陳志強(qiáng)

摘? 要：由于硼酸吸收液的影響，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)HJ 535-2009，使用預(yù)蒸餾法對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，氨氮實(shí)測(cè)結(jié)果偏低。用硫酸代替硼酸作為吸收液，從而消除硼酸對(duì)氨氮測(cè)定的影響。對(duì)硫酸吸收液的濃度進(jìn)行了優(yōu)化;探討了硫酸作為吸收液時(shí)的吸收效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用硫酸作為吸收液，具有很好的準(zhǔn)確度和精密度，并且簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程。

關(guān)鍵詞：納氏試劑分光光度法;預(yù)蒸餾;硫酸吸收液

中圖分類(lèi)號(hào)：X832? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）10-0058-02

Abstract： According to national standard （HJ 535-2009）， predistillation was used in the pretreatment of water. Because of the effect of boric acid absorption liquid， the determining result of amonia nitrogen was low. When sulfuric acid was used as absorption liquid， the effect was eliminated. The concentration of sulfuric acid absorption liquid were optimized. The absorption efficiency of sulfuric acid solution was discussed. The results show that the method has good precision and accuracy， and simple operation.

Keywords： Nessler's reagent spectrophotometry; predistillation; sulfuric acid absorption liquid

氨氮是水質(zhì)監(jiān)測(cè)的重要指標(biāo)，當(dāng)水質(zhì)中氨氮含量超標(biāo)時(shí)，就會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康造成嚴(yán)重的危害。目前測(cè)定水質(zhì)氨氮的現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有：氣相分子吸收光譜法、蒸餾-中和滴定法、納氏試劑分光光度法（HJ 535-2009）[1]和水楊酸分光光度法。其中，因HJ 535-2009具有操作簡(jiǎn)單，選擇性好，準(zhǔn)確度和靈敏度高等特點(diǎn)，其在水質(zhì)氨氮測(cè)定中，應(yīng)用最為廣泛。在使用此方法測(cè)定氨氮的過(guò)程中，水樣中含有的懸浮物、色度、余氯、鈣鎂等金屬離子、硫化物和有機(jī)物會(huì)干擾氨氮的測(cè)定。為了消除這些干擾，會(huì)對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)蒸餾或者絮凝沉淀等預(yù)處理方法。絮凝沉淀法常用于成份不復(fù)雜，較清潔水樣。絮凝沉淀過(guò)程中需要調(diào)節(jié)水樣的pH值，如果pH值調(diào)整不合適，在納氏試劑顯色過(guò)程中，水樣會(huì)出現(xiàn)渾濁，影響氨氮測(cè)定[2]。所以，對(duì)于未知水樣，采用預(yù)蒸餾對(duì)水樣進(jìn)行前處理，能夠更有效的去除各種干擾物質(zhì)，納氏試劑顯色不容易出現(xiàn)問(wèn)題，而且預(yù)蒸餾能夠完全去除鈣鎂等金屬離子的干擾，所以顯色過(guò)程中，不必加入酒石酸鉀鈉溶液，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作。

在實(shí)際工作中，由于硼酸吸收液影響氨氮的測(cè)定，HJ 535-2009要求將預(yù)蒸餾水樣調(diào)節(jié)成中性，來(lái)消除硼酸對(duì)氨氮測(cè)定的影響，但這還不足以完全消除硼酸吸收液對(duì)氨氮測(cè)定的影響，氨氮實(shí)測(cè)結(jié)果偏低。潘本鋒等[3]的研究表明，預(yù)蒸餾水樣pH值應(yīng)達(dá)到9.56以上，才能保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。魏小玲等[4]的研究也表明，預(yù)蒸餾水樣pH值應(yīng)在9～11之間，才可得到較好的測(cè)定結(jié)果。但在實(shí)際操作中，預(yù)蒸餾水樣pH值達(dá)到9以上，需要加入大量的氫氧化鈉溶液，而且pH值不容易調(diào)整，操作繁瑣，不利于大批量氨氮樣品的測(cè)定。環(huán)境空氣和廢氣中氨的測(cè)定的納氏試劑分光光度法中，采用稀硫酸為吸收液，吸收氨的樣品可以直接用于納氏試劑比色，無(wú)須調(diào)整樣品的pH值[5]。所以本文在HJ 535-2009的基礎(chǔ)上，以硫酸代替硼酸作為吸收液對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)蒸餾。預(yù)蒸餾水樣無(wú)需其它處理，可直接進(jìn)行比色，對(duì)氨氮進(jìn)行測(cè)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

UV-2450紫外可見(jiàn)分光光度計(jì);STEHDB-106-3智能一體化蒸餾儀。

無(wú)氨水;氯化銨;輕質(zhì)氧化鎂;溴百里酚藍(lán);無(wú)水乙醇;氫氧化鈉;硫酸（ρ（H2SO4）=1.84g/ml）;鹽酸（ρ（HCl）=1.18g/mL）;納氏試劑（碘化汞-碘化鉀-氫氧化鈉）。

1.2 水樣的預(yù)蒸餾

取50mL硫酸溶液作為吸收液移入到接收瓶?jī)?nèi)，其它步驟按照HJ 535-2009進(jìn)行操作。

1.3 校準(zhǔn)曲線的繪制和預(yù)蒸餾水樣的測(cè)定

由于本文采用預(yù)蒸餾法對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理，可以完全去除鈣鎂等金屬離子的干擾，所以校準(zhǔn)曲線繪制和樣品測(cè)定的顯色過(guò)程中，不必加入酒石酸鉀鈉溶液。校準(zhǔn)曲線繪制和預(yù)蒸餾水樣測(cè)定的其它步驟按照HJ 535-2009進(jìn)行操作。

2 結(jié)果與討論

2.1 硫酸吸收液濃度的選擇

本實(shí)驗(yàn)?zāi)M預(yù)蒸餾處理水樣，分別取10mL0.040、0.025、0.020、0.010、0.008、0.005、0.003、0.001和0mol/L硫酸吸收液于50mL比色管中，每個(gè)比色管中分別加入6mL氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液（10mg/L），定容到50mL，搖勻，配制成氨氮含量都是1.2mg/L的樣品，顯色上機(jī)測(cè)定每個(gè)樣品的吸光度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

從表1中可以看出，隨著硫酸吸收液濃度的降低，吸光度逐漸升高，當(dāng)濃度為0.010mol/L時(shí)，吸光度最大，0.008～0mol/L時(shí)，吸光度基本趨于穩(wěn)定，說(shuō)明0.008～0mol/L的硫酸吸收液對(duì)氨氮測(cè)定基本無(wú)影響。考慮到硫酸吸收液配制過(guò)程中的誤差和吸光度的穩(wěn)定性，本實(shí)驗(yàn)選擇硫酸吸收液的濃度為0.005mol/L。

2.2 硫酸吸收液的吸收效率

相對(duì)于HJ 535-2009而言，用0.005mol/L硫酸代替硼酸作為吸收液，在預(yù)蒸餾預(yù)水樣時(shí)，高濃度水樣中的氨氮能否被0.005mol/L硫酸吸收液完全吸收，是否滿足實(shí)驗(yàn)要求，還未可知，所以本文對(duì)0.005mol/L硫酸吸收液的吸收效率做了以下實(shí)驗(yàn)。首先配制成不同濃度的氨氮溶液，之后分別取250mL不同濃度的氨氮溶液按照上文預(yù)蒸餾的步驟進(jìn)行前處理，其它步驟與水樣的測(cè)定步驟相同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

從表2中可以看出，不同濃度的氨氮溶液，經(jīng)過(guò)預(yù)蒸餾后，回收率在97.4%～100%之間，回收率都非常好，即使氨氮濃度高達(dá)1000mg/L。所以0.005mol/L硫酸作為吸收液，能夠完全滿足預(yù)蒸餾過(guò)程中氨氮的吸收。

2.3 精密度與準(zhǔn)確度

以0.005mol/L硫酸作為吸收液，按照本文的氨氮測(cè)定方法，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)樣品平行測(cè)定6次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

從表3中可以看出，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品的測(cè)定值均在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，并且相對(duì)誤差為0.9%和1.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.5%和1.3%。所以本文測(cè)定氨氮的方法具有很好的精密度和準(zhǔn)確度。

3 結(jié)論

本文水樣預(yù)處理的方法為預(yù)蒸餾法，完全可以消除金屬離子對(duì)氨氮測(cè)定的干擾，所以省略了酒石酸鉀鈉的加入;以0.005mol/L的硫酸代替硼酸作為吸收液，消除了吸收液對(duì)氨氮測(cè)定的影響，無(wú)需對(duì)預(yù)蒸餾水樣進(jìn)行繁瑣的pH值調(diào)整，可直接取樣進(jìn)行比色測(cè)定。本方法操作簡(jiǎn)單，并且具有很好的精密度和準(zhǔn)確度。

參考文獻(xiàn)：

[1]環(huán)境保護(hù)部.水質(zhì)氨氮的測(cè)定納氏試劑分光光度法：HJ 535-2009[S].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2010.

[2]石巖，鄭國(guó)臣，馮吉平，等.納氏試劑比色法測(cè)定水中氨氮的影響因素[J].東北水利水電，2011（9）：22-24.

[3]潘本鋒，韓潤(rùn)平，魯雪生，等.納氏試劑光度法測(cè)定氨氮時(shí)樣品溶液pH值對(duì)分析結(jié)果的影響[J].環(huán)境工程，2008，26（1）：71-74.

[4]魏小玲，黃偉，張絢璇.水樣預(yù)處理的pH控制對(duì)氨氮測(cè)定的影響[J].環(huán)境工程，2009（S1）：581-583.

[5]環(huán)境保護(hù)部.環(huán)境空氣和廢氣氨的測(cè)定納氏試劑分光光度法：

HJ 533-2009[S].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2010.