硫酸吸收液在納氏試劑分光光度法測定水樣中氨氮的研究

陳志強

摘? 要：由于硼酸吸收液的影響，按照國家標準HJ 535-2009，使用預蒸餾法對水樣進行預處理時，氨氮實測結果偏低。用硫酸代替硼酸作為吸收液，從而消除硼酸對氨氮測定的影響。對硫酸吸收液的濃度進行了優化;探討了硫酸作為吸收液時的吸收效率。實驗結果表明，使用硫酸作為吸收液，具有很好的準確度和精密度，并且簡化了實驗操作過程。

關鍵詞：納氏試劑分光光度法;預蒸餾;硫酸吸收液

中圖分類號：X832? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：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

氨氮是水質監測的重要指標，當水質中氨氮含量超標時，就會對生態環境和人類健康造成嚴重的危害。目前測定水質氨氮的現行國家標準有：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具有操作簡單，選擇性好，準確度和靈敏度高等特點，其在水質氨氮測定中，應用最為廣泛。在使用此方法測定氨氮的過程中，水樣中含有的懸浮物、色度、余氯、鈣鎂等金屬離子、硫化物和有機物會干擾氨氮的測定。為了消除這些干擾，會對水樣進行預蒸餾或者絮凝沉淀等預處理方法。絮凝沉淀法常用于成份不復雜，較清潔水樣。絮凝沉淀過程中需要調節水樣的pH值，如果pH值調整不合適，在納氏試劑顯色過程中，水樣會出現渾濁，影響氨氮測定[2]。所以，對于未知水樣，采用預蒸餾對水樣進行前處理，能夠更有效的去除各種干擾物質，納氏試劑顯色不容易出現問題，而且預蒸餾能夠完全去除鈣鎂等金屬離子的干擾，所以顯色過程中，不必加入酒石酸鉀鈉溶液，簡化了實驗操作。

在實際工作中，由于硼酸吸收液影響氨氮的測定，HJ 535-2009要求將預蒸餾水樣調節成中性，來消除硼酸對氨氮測定的影響，但這還不足以完全消除硼酸吸收液對氨氮測定的影響，氨氮實測結果偏低。潘本鋒等[3]的研究表明，預蒸餾水樣pH值應達到9.56以上，才能保證測定結果的準確性。魏小玲等[4]的研究也表明，預蒸餾水樣pH值應在9～11之間，才可得到較好的測定結果。但在實際操作中，預蒸餾水樣pH值達到9以上，需要加入大量的氫氧化鈉溶液，而且pH值不容易調整，操作繁瑣，不利于大批量氨氮樣品的測定。環境空氣和廢氣中氨的測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，無須調整樣品的pH值[5]。所以本文在HJ 535-2009的基礎上，以硫酸代替硼酸作為吸收液對水樣進行預蒸餾。預蒸餾水樣無需其它處理，可直接進行比色，對氨氮進行測定。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

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

無氨水;氯化銨;輕質氧化鎂;溴百里酚藍;無水乙醇;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 水樣的預蒸餾

取50mL硫酸溶液作為吸收液移入到接收瓶內，其它步驟按照HJ 535-2009進行操作。

1.3 校準曲線的繪制和預蒸餾水樣的測定

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

2 結果與討論

2.1 硫酸吸收液濃度的選擇

本實驗模擬預蒸餾處理水樣，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，每個比色管中分別加入6mL氨氮標準溶液（10mg/L），定容到50mL，搖勻，配制成氨氮含量都是1.2mg/L的樣品，顯色上機測定每個樣品的吸光度。實驗結果見表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，當濃度為0.010mol/L時，吸光度最大，0.008～0mol/L時，吸光度基本趨于穩定，說明0.008～0mol/L的硫酸吸收液對氨氮測定基本無影響。考慮到硫酸吸收液配制過程中的誤差和吸光度的穩定性，本實驗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

相對于HJ 535-2009而言，用0.005mol/L硫酸代替硼酸作為吸收液，在預蒸餾預水樣時，高濃度水樣中的氨氮能否被0.005mol/L硫酸吸收液完全吸收，是否滿足實驗要求，還未可知，所以本文對0.005mol/L硫酸吸收液的吸收效率做了以下實驗。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蒸餾的步驟進行前處理，其它步驟與水樣的測定步驟相同。實驗結果見表2。

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

2.3 精密度與準確度

以0.005mol/L硫酸作為吸收液，按照本文的氨氮測定方法，對標準樣品進行測定，每個樣品平行測定6次，實驗結果見表3。

從表3中可以看出，兩個標準樣品的測定值均在標準值范圍內，并且相對誤差為0.9%和1.2%，相對標準偏差為2.5%和1.3%。所以本文測定氨氮的方法具有很好的精密度和準確度。

3 結論

本文水樣預處理的方法為預蒸餾法，完全可以消除金屬離子對氨氮測定的干擾，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，消除了吸收液對氨氮測定的影響，無需對預蒸餾水樣進行繁瑣的pH值調整，可直接取樣進行比色測定。本方法操作簡單，并且具有很好的精密度和準確度。

參考文獻：

[1]環境保護部.水質氨氮的測定納氏試劑分光光度法：HJ 535-2009[S].北京：中國環境科學出版社，2010.

[2]石巖，鄭國臣，馮吉平，等.納氏試劑比色法測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，韓潤平，魯雪生，等.納氏試劑光度法測定氨氮時樣品溶液pH值對分析結果的影響[J].環境工程，2008，26（1）：71-74.

[4]魏小玲，黃偉，張絢璇.水樣預處理的pH控制對氨氮測定的影響[J].環境工程，2009（S1）：581-583.

[5]環境保護部.環境空氣和廢氣氨的測定納氏試劑分光光度法：

HJ 533-2009[S].北京：中國環境科學出版社，2010.