納氏試劑分光光度法測定水中氨氮的相關問題分析

吳生妹

（浦城縣檢驗檢測所，福建 南平 353000）

1 用納氏試劑分光光度法測定水中氨氮

氨氮是檢測地表水是否符合飲用標準的項目之一，也是評價河流水質的重要指標[1]。因此，測量水中氨氮含量可作為水體好壞的評價標準之一。納氏試劑分光光度法分析速度比較快、靈敏度非常高，且操作比較簡單，因此大多數檢測機構都選擇該方法檢測水中氨氮含量的高低。但納氏試劑的配制過程比較復雜，試劑中還包含有毒化合物，隨意丟棄會對環境造成污染，且廢水中的硫化物、金屬離子等會對實驗結果產生干擾，因此實驗前應先做好檢測水樣預處理，其操作步驟相對比較復雜。

2 實驗原理

納氏試劑可與水中的銨離子或游離氨發生反應，生成淡紅棕色絡合物，在波長420 nm處測試它的吸光度，水中氨氮含量與這種生成物的吸光度成正比。本法最低檢測質量為1.0 μg氨氮，若取50 mL水樣測定，則最低檢測質量濃度為0.02 mg/L。

3 實驗注意事項及改進措施

納氏試劑分光光度法測量氨氮對實驗條件要求比較高，實驗人員在操作時一定要嚴格按照相應的標準進行，否則實驗結果會造成較大的誤差。

3.1 實驗儀器或設備

1000 mL的玻璃蒸餾器、50 mL的具塞比色管、電子天平和分光光度計。

3.2 實驗用水

用納氏試劑分光光度法測定氨氮的實驗用水必須是無氨水，使用前要用水沖洗實驗容器。為防止無氨水受到污染，需對其進行密封保存，制作無氨水有兩種方法。

3.2.1 蒸餾法

蒸餾法是把0.1 mL的硫酸加入到1000 mL的蒸餾水中，然后在玻璃蒸餾器中蒸餾，把餾出液的前和后各棄掉50～200 mL，然后把中間部分至于有塞玻璃瓶中。

3.2.2 離子交換法

離子交換法是用一個陽離子交換柱（強酸型）來過濾蒸餾水，再將流出的液體放于玻璃瓶中，并用玻璃蓋蓋住。

3.3 納氏試劑的制備方法及注意事項

3.3.1 納氏試劑的制備方法

第一種方法：先把20 g的碘化鉀溶于25 mL的無氨水中，在攪拌的同時，再分批次加入大約10 g的二氯化汞粉末，直到出現不易溶解的朱紅色沉淀時，再改成將二氯化汞溶液滴進去，同樣地要進行充分地攪拌，直到只有少量的不溶解的朱紅色沉淀物出現，立刻停止加入二氯化汞溶液。另外再取約60 g的氫氧化鉀并將其溶于水中，稀釋至250 mL，待其冷卻至室溫后，把上面已制作的溶液慢慢倒入氫氧化鉀溶液中，再加入無氨水至400 mL。靜置過夜后，把清液倒入聚乙烯的瓶子中，再密封保存。這種方法相對來說比較復雜，如圖1所示。

圖1 納氏試劑制作方法一示意圖

第二種方法：把16 g的氫氧化鈉溶于50 mL的無氨水中，然后讓其冷卻至室溫。另外再取10 g的碘化汞和7 g的碘化鉀，溶于少量的無氨水中，然后一邊攪拌，一邊慢慢地注入前面所制作的氫氧化鈉溶液，最后加入無氨水稀釋至100 mL，并把溶液倒入聚乙烯瓶子進行密封保存，其過程如圖2所示。這種方法較為簡單，制作比較快捷。

圖2 納氏試劑制作方法二示意圖

3.3.2 注意事項

在配置納氏試劑過程中，二氯化汞和碘化汞是劇毒物質，可通過皮膚甚至呼吸進入人體，對人體健康造成嚴重影響，使用時一定要小心。使用納氏試劑分光光度法，容易受到外來氨氣的影響，比如空氣污染，所以檢測需在潔凈實驗室中進行。另外，如果溫度較低，納氏試劑在靜置后易產生白色的絮狀物，會影響實驗結果，可以通過提高實驗室的室溫來控制[2]。

納氏試劑使用壽命短，容易渾濁，從而影響實驗結果。如果納氏試劑放于聚乙烯塑料瓶中，可貯存兩年。但如果使用棕色的玻璃瓶盛放，大概兩個月瓶底就會出現沉淀物，且隨著時間的推移沉淀物越來越多。大約半年左右，瓶底就有6 mm厚的沉淀物。所以一般使用聚乙烯塑料瓶來盛放納氏試劑，同時還需要避光保存。

用碘化汞制備納氏試劑比用二氯化汞制備納氏試劑的實驗空白值高，為了盡量減小誤差，操作人員可根據所在地需檢測水體的水質大致情況來選擇試劑進行制備。

3.4 實驗過程

3.4.1 銨標準溶液的制備

銨標準貯備溶液的制備：將氯化銨在105 ℃下烘烤1 h，冷卻后稱取3.8190 g，溶于純水中于容量瓶內定容至1000 mL，這樣溶液的濃度為1 mg/mL。

銨標準使用溶液的制備：先取5 mL的銨標準貯備溶液，然后將其置于500 mL的容量瓶中，再用無氯水稀釋到標線位置，這樣溶液的濃度為0.01 mg/mL。

酒石酸鉀鈉溶液的制備：取50 g酒石酸鉀鈉，將其溶于100 mL的無氯水中，加熱煮沸至不含氨為止，冷卻后再用純水補充定容至100 mL。

3.4.2 繪制標準曲線

取50 mL的比色管8支，分別加入0、0.5、1、2、4、6、8 mL及10 mL的銨標準使用液，然后加純水到標線的位置，再添加1 mL的酒石酸鉀鈉溶液，搖勻。加1 mL的納氏試劑，搖勻。靜置10分鐘后，在波長420 nm的位置，用光程為10 mm的比色皿，以水為參比檢測吸光度。用得到的吸光度數值減去空白零濃度的吸光度，就是校正的吸光度，然后從校準曲線上就可得到氨氮的含量：

氨氮的濃度=氨氮含量/水樣的體積×1000

3.5 處理水樣時的注意事項

水樣渾濁或有顏色都會影響此方法對氨氮的檢測，故需在水樣沉淀后，采用清液進行分析，也可轉入離心管進行相應的離心處理。另外還需要注意在水樣沉淀后，一定要及時進行分析測定，否則溶液可能還會再次渾濁，一般在室溫中放置15天內水樣中的氨氮都較為穩定。如果是比較特殊的水樣，比如受污染較為嚴重或者是工業廢水，在沉淀后其水樣渾濁度仍然較高，或雖然渾濁不明顯但注入試劑后渾濁度升高，這時需要使用蒸餾法來處理水樣，以減小檢測的誤差。

3.6 水樣分析時的注意事項

3.6.1 調節水樣

首先要用pH試紙檢測水樣的pH值，如果水樣是中性或者弱堿性的，可以直接進行取樣分析；如果水樣是酸性的，則要先調節其pH值至中性后再進行分析。調節pH值的方法如下：取適量的水樣倒入燒杯中，然后加入固體氫氧化鈉，要求少量多次添加，一直把水樣的pH值調至中性即可。如果水樣pH值超過12，那么要使用濃硫酸進行調節。

3.6.2 處理余氯

先要用碘化鉀試紙放于水樣的瓶口處，試紙要用無氨水濕潤過，如果試紙變成藍色，則表明水樣中有余氯。這時就需要對余氯進行處理，通過加入少量的硫代硫酸鈉溶液，少量多次加入，直到碘化鉀試紙不再變色，表明余氯已經處理完畢。

3.6.3 處理濾紙

在實驗過程中，需要對水樣進行預處理，而預處理一般都會用濾紙來過濾。因為使用的是無氨水，所以不能用一般的濾紙來進行過濾，但特殊濾紙中含有的銨鹽較多，會影響水樣，因此要將濾紙用無氯水進行多次洗滌，洗滌次數大于3次，可有效去除濾紙中銨鹽對水質檢測的影響，從而降低對測定結果的影響。

3.6.4 控制反應的顯色時間與顯色溫度

用納氏試劑檢測氨氮，雖然比其他方法高效、簡單又準確，但是其準確度會受到反應顯色時間的影響，在實際工作中，比色時間一般都會延后。實驗結果表明在20 ℃室溫條件下，顯色時間小于10分鐘，溶液不完全顯色，并且吸光度隨著顯色時間變長而增大，而顯色時間在10至30分鐘時顯色相對穩定，吸光度沒有明顯變化，故一般顯色時間控制在20分鐘左右較為合理。同理，溫度也是一個重要因素。實驗溫度在5 ℃～15 ℃時，溶液不完全顯色，而實驗溫度在20 ℃～25 ℃時為完全顯色，若實驗溫度高于30 ℃，那么物質吸光度會稍微降低，因此顯色溫度應該控制在20 ℃～25 ℃。

3.6.5 處理水中的金屬離子

如果在檢測過程中存在金屬離子，為了消除干擾，一般加入酒石酸鉀鈉即可掩蔽金屬離子，但是如果水中金屬離子濃度較高，也可以通過配置復合屏蔽劑來掩蔽金屬離子如酒石酸鉀鈉-六偏磷酸鈉復合劑等。

4 結語

綜上所述，實驗人員要做到規范操作，態度要嚴謹、認真，以減小實驗環節對氨氮檢測的誤差。只有這樣才能準確檢測出飲用水、生產和生活用水、河流內的水、工業廢水等氨氮含量的水平，從而保證居民飲用水及生產和生活用水的安全。