纳氏试剂比色法测定污水中氨氮的方法

陈 涛 刘永波 袁红明

（1、青岛市排水管理处，山东 青岛 266000 2、青岛海洋地质研究所，山东 青岛 266000）

1 氨氮的定义

氨氮主要来源于人和动物的排泄物，生活污水中平均含氮量每人每年可达2.5～4.5公斤。雨水径流以及农用化肥的流失也是氮的重要来源。另外，氨氮还来自化工、冶金、石油化工、油漆颜料、煤气、炼焦、鞣革、化肥等工业废水中。当氨溶于水时，其中一部分氨与水反应生成铵离子，一部分形成水合氨，也称非离子氨。非离子氨是引起水生生物毒害的主要因子，而氨离子相对基本无毒。 国家标准Ⅲ类地面水，非离子氨的浓度≤0.02毫克/升。氨氮是水体中的营养素，可导致水富营养化现象产生，是水体中的主要耗氧污染物，对鱼类及某些水生生物有毒害，对人体也有不同程度的危害。

2 纳氏试剂比色法测定氨氮

氨氮的测定方法，通常有纳氏试剂比色法、苯酚-次氯酸盐（或水杨酸-次氯酸盐）比色法和电极法等。纳氏试剂比色法具有操作简便、灵敏等特点，但钙、镁、铁等金属离子、硫化物、醛、酮类，以及水中色度和混浊等干扰测定，需要相应的预处理。

2.1 原理

碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物，其色度与氨氮含量成正比，通常可在波长410-425nm范围内测其吸光度，计算其含量。

本法最低检出浓度为0.025mg/L（光度法），测定上限为2mg/L。采用目视比色法，最低检出浓度为0.02mg/L。水样作适当的预处理后，本法可适用于地面水、地下水、工业废水和生活污水。

2.2 仪器

2.2.1 带氮球的定氮蒸馏装置：500mL凯氏烧瓶、氮球、直形冷凝管。

2.2.2 分光光度计。

2.2.3 pH计。

2.3 试剂

配制试剂用水均应为无氨水。

2.3.1 无氨水。可选用下列方法之一进行制备：a蒸馏法：每升蒸馏水中加0.1mL硫酸，在全玻璃蒸馏器中重蒸馏，弃去50mL初馏液，接取其余馏出液于具塞磨口的玻璃瓶中，密塞保存。b离子交换法：使蒸馏水通过强酸性阳离子交换树脂柱。

2.3.2 1mol/L盐酸溶液。

2.3.3 1mol/L氢氧化纳溶液。

2.3.4 轻质氧化镁（MgD）：将氧化镁在500℃下加热，以除去碳酸盐。

2.3.5 0.05%溴百里酚蓝指示液（pH6.0-7.6）。

2.3.6 防沫剂：如石蜡碎片。

2.3.7 吸收液：①硼酸溶液：称取20g硼酸溶于水，稀释至1L。②0.01mol/L硫酸溶液。

2.3.8 纳氏试剂。可选择下列方法之一制备：a称取20g碘化钾溶于约25mL水中，边搅拌边分次少量加入二氧化汞（HgCl2）结晶粉末（约10g），至出现朱红色沉淀不易溶解时，改为滴加饱和二氯化汞溶液，并充分搅拌，当出现微量朱红色沉淀不再溶解时，停止滴加氯化汞溶液。另称取60g氢氧化钾溶于水，并稀释至250mL，冷却至室温后，将上述溶液徐徐注入氢氧化钾溶液中，用水稀释至400mL，混匀。静置过夜，将上清液移入聚乙烯瓶中，密塞保存。b称取16g氢氧化钠，溶于50mL水中，充分冷却至室温。另称取7g碘化钾和碘化汞（HgI2）溶于水，然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中。用水稀释至100mL，贮于聚乙烯瓶中，密塞保存。

2.3.9 酒石酸钾钠溶液：称取50g酒石酸钾钠（KNaC4H4O6·4H2O）溶于 100mL 水中，加热煮沸以除去氨，放冷，定容至100mL。

2.3.10 铵标准贮备溶液：称取3.819g经100℃干燥过的氯化铵（NH4Cl）溶于水中，移入1000mL容量瓶中，稀释至标线。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。

2.3.11 铵标准使用溶液：移取5.00mL铵标准贮备液于500mL容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。

2.4 测定步骤

2.4.1 水样预处理。取250mL水样（如氨氮含量较高，可取适量并加水至250mL，使氨氮含量不超过2.5mg），移入凯氏烧瓶中，加数滴溴百里酚蓝指示液，用氢氧化钠溶液或盐酸溶液调节至pH7左右。加入0.25g轻质氧化镁和数粒玻璃珠，立即连接氮球和冷凝管，导管下端插入吸收液液面下。加热蒸馏，至馏出液达200mL时，停止蒸馏。定容至250mL。

采用酸滴定法或纳氏比色法时，以50mL硼酸溶液为吸收液；采用水扬酸-次氯酸盐比色法时，改用50mL0.01mol/L硫酸溶液为吸收液。

预处理水样时，调节水样的pH是关键.实验结果表明，pH≤ 3.5时，水样中产生异色和浑浊的杂质即可被完全除去。pH越高，杂质越不易被除去。这可能是因为，在PTA生产污水中含有大量的有机酸性杂质，在酸性溶液中，这些杂质被沉淀出来，很容易经过滤除去。

2.4.2 标准曲线的绘制。吸取 0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00 和 10.0mL 铵标准使用液于50mL比色管中，加水至标线，加1.0mL酒石酸钾钠溶液，混匀。加1.5mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，在波长420nm处，用光程20mm比色皿，以水为参比，测定吸光度。由测得的吸光度，减去零浓度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量（mg）对校正吸光度的标准曲线。

2.4.3 水样的测定。a分取适量经絮凝沉淀预处理后的水样（使氨氮含量不超过0.1mg），加入50mL比色管中，稀释至标线，加0.1mL酒石酸钾钠溶液。b分取适量经蒸馏预处理后的馏出液，加入50mL比色管中，加一定量1mol/L氢氧化钠溶液以中和硼酸，稀释至标线。加1.5mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，同标准曲线步骤测量吸光度。

2.4.4 空白试验：以无氨水代替水样，作全程序空白测定。

2.5 计算

由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后，从标准曲线上查得氨氮含量（mg）。

式中：m—由校准曲线查得的氨氮量（mg）；V—水样体积（mL）。

2.6 注意事项

2.6.1 应注意主要试剂性状，选购合格试剂。

2.6.2 试剂正确配制决定着方法灵敏度，特别要注意理解纳氏试剂配制原理，正确掌握纳氏试剂配制要领。

2.6.3 纳氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例，对显色反应的灵敏度有较大影响。静置后生成的沉淀应除去。

2.6.4 滤纸中常含痕量铵盐，使用时注意用无氨水洗涤。所用玻璃器皿应避免实验室空气中氨的沾污。

2.6.5 降低空白实验值可提高实验精密度，对实验用水，试剂空白和过滤滤纸要注意检查。

2.6.6 反应条件，如温度，时间，体系PH决定反应速度，反应平衡和反应生成物的稳定性，应控制反应在最佳条件下进行。

2.6.7 水体中溶解态无机或有机物以及不溶态悬浮物对纳氏试剂溶光度测定氨氮均有干扰，应根据不同情形选择不同方法加以消除，特别应注意酒石酸钾钠掩蔽失效现象。

2.6.8 对于超过检测上限含量水样的稀释测定问题因事前，事后稀释两种方法相对误差均满足分析要求，对于大批量测定情况可采取事后稀释测定。

[1]余明星，郑红艳,汪光.纳氏试剂比色法测定水体中氨氮常见问题与解决办法[J].干旱环境监测，2005-06-15.

[2]弓晓峰，张静，张振辉,周云.纳氏试剂比色法测定土壤铵态氮的研究[J].环境科学与技术，2006-01-10.

[3]闫修花，王桂珍,陈迪军.纳氏试剂比色法直接测定海水中的氨氮 [J].中国环境监测，2003-12-30.