氨氮纳氏法测定中的影响因素分析

闫好民 韩 萍 张云枫 黄虹霞

（1.浙江禾田化工有限公司，浙江 杭州 310023；2.杭州环保科技咨询有限公司，浙江 杭州 310014）

氨氮是指水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4）形式存在的氮，动物性有机物的含氮量一般较植物性有机物高，氨氮对环境的影响越来越受到人们的重视，首先氨氮可以造成水体富营养化，污染水体，其次当水中氨氮达到一定浓度时，氨气会从水中挥发出来，对空气造成很大的影响，所以氨氮是环境水质监测和控制的一个非常重要的指标。氨氮测定常用方法有蒸馏法、纳氏试剂比色法、水杨酸-次氯酸盐光度法和滴定法［1］，这几种方法中，纳氏试剂比色法具有操作方便、准确度和重显性高的优点，因而在环境监测中经常使用，同时也是国标方法，虽然在标准中介绍了纳氏试剂比色法的测定过程，但在实际的样品分析工作中却有很多因素会影响测定结果，本文从实际经验出发，对测定过程中的影响因素做了详细的实验，对测定过程中常见的问题进行了总结。

1 方法原理

纳氏试剂在酒石酸钾钠体系中与游离态的氨或氨根离子反应生成棕橙色化合物，这种化合物在410nm波长有最大吸收，且重显性和稳定性较好。纳氏试剂显色反应的反应式如下：

2 显色条件的优化

2.1 废水样品和显色体系pH值对测定结果的影响［2］

把废水样品调节为不同的pH值，移取25mL废水样品于50mL比色管中，选用KI、HgCl2和KOH为纳氏试剂，用进口的酒石酸钾钠（东京化成工业株式会社生产），严格按HJ 535-2009的要求对样品进行测定，测定结果如表1。

表1 样品pH值和吸光度的关系

从表1可以看出，显色体系的pH在13.0～13.6时，显色完全，吸光度稳定，测定结果的重显性较好，显色体系的pH值低于13.0，显色不完全，当显色体系的pH值低于6.5时，样品基本不发生显色反应，同时，比色管底部会有微红色的KI沉淀析出，所以为保证显色完全，显色体系的pH值应在13.0～13.6之间较为理想，显色体系的pH值高于13.6，溶液中会产生大量NH2Hg2IO，溶液变浑浊而无法测定，所以分析样品时，由于样品浓度较大，移取样品较少，一定要先定容或者加水稀释后再加酒石酸钾钠和纳氏试剂，避免纳氏试剂加入后，样品pH值较高，溶液会变浑，吸光度变大，影响测定结果。

在日常测定中废水样品的pH值大于2就可以了，主要是因为纳多氏试剂的碱性很强，加入酸性废水中时会对废水中的酸度进行中和，所以在废水样品保存运输的过程中加酸酸化后的样品，在测定之前将其pH调至大于2就可以了。

2.2 反应温度对测定结果的影响

把恒温槽的温度设为不同的温度，移取两份25mL废水于50mL比色管中，选用KI、HgCl2和KOH为纳氏试剂，用进口的酒石酸钾钠（东京化成工业株式会社），严格按HJ 535-2009的要求对样品进行测定，测定结果如表2。

表2 反应温度和吸光度的关系

从表2的数据可以看出，当温度小于15℃时显色不完全，当温度在20℃～30℃之间时，显色完全，吸光度稳定，当温度大于35℃时，溶液开始褪色，所以，实验显色温度最好控制在20℃～30℃之间，当温度小于15℃时我们可以用恒温槽加热，也可以适当延长显色时间来达到显色完全的目的。当室温大于30℃时，可以通过开空调或者恒温槽来控制显色体系的温度进行样品测定。

2.3 显色时间对测定结果的影响

移取25mL废水样品于50mL比色管中，严格按HJ 535-2009的要求加入试剂，放入25℃的恒温槽中显色，在不同的时间对样品进行测定，测定结果如表3。

表3 显色时间和吸光度的关系

从表3可知，显色5min，显色不完，当10～25min时，显色完全，吸光度稳定，当显色时间超过35min时吸光度增大，当显色时间再长大于60min时，吸光度又减小，所以在样品测定时一般选显色时间10～25min，最好不要超过35min。

3 化学试剂对测定的影响

3.1 纳氏试剂的影响

纳氏试剂有两种配制方法，第一种方法利用KI、HgCl2和KOH配制，第二种方法利用KI、HgI2和NaOH配制。两种方法均可产生显色基团［HgI4］2-，第一种方法配制操作相对比较复杂，标准没有说明HgCl2的加入量，要操作者通过经验去判断，我们通常实验发现纳氏试剂的配制过程中，HgCl2与KI的最佳用量比为4：10，即8g HgCl2溶于20g KI溶液，这种比例配制的纳氏剂在测定过程中，重显性和稳定性较好，同时灵敏度也。第二种方法配制相对简单，但在测定过程中空白相对较大，稳定性和灵敏度相对较差。

我们用进口的酒石酸钾钠（东京化成工业株式会社），娃哈哈纯净水，严格按HJ 535-2009的操作对两种纳氏试剂进行了空白测定，两种试剂的空白如表4。

表4 两种纳氏试剂配法吸光度空白值

从表4可以清楚的看到，第一种方法空白值和含汞量较低；第二种方法的空白值较高，而且含汞量较高。另外，用第一种方法所配制的纳氏试剂的空白值均能满足HJ 535-2009空白吸光度小于0.03的要求，用第二方法配制的试剂吸光度有时会超过0.03，因此优先使用第一种方法，在实际分析过程中，对测定结果要求较高的情况下，我们选用第一种方法，但是对测定结果要求相对较低的情况下我们选用第二种配法，因为用第二种方法配制操作相对简单，配好的纳氏试剂稳定性较好，放置时间更长，另外我们在配制试剂时，一定要碱液温度降到室温以后再加入，否则易出现浑浊和沉淀，导致空白值偏高。配制好的纳氏试剂应贮存于聚乙烯瓶内，放于冰箱内冷藏保存。

3.2 酒石酸钾钠的影响

在日常测定中，我们以KI、HgC12和KOH做纳氏试剂，对国产的分析纯的酒石酸钾钠和进口的酒石酸钾钠（东京化成工业株式会社）进行了空白值测定，结果如表5。

表5 不同酒石酸钾钠的吸光度空白值

从表5可知，用进口的酒石酸钾钠时，能达到HJ 535-2009空白吸光度小于0.03的要求，国产的酸钾钠都达不到HJ 535-2009空白吸光度小于0.03的要求，所以我们在测定中用进口的酒石酸钾钠。

另外，当酒石酸钾钠的纯较低时，在测定时显色体系可能会出现乳白色的沉淀，影响测定结果，酒石酒钾钠对测定结果的影响比较大，所以在选购酒石酸钾钠时一定要选购纯度比较高的。

3.3 实验用水的影响

氨氮实验中的实验用水为无氨水，若实验用水被空气中的氨或者氨盐试剂污染，可导致空白值偏高，因此无氨水用后应密封保存。我们以KI、HgC12和KOH做纳氏试剂，选用进口的酒石酸钾钠（东京化成工业株式会社），以自来水、新鲜蒸馏水娃哈哈纯净水做空白试验，结果如表6。

表6 不同的实验用水空白值

从表6可知，无氨水，新鲜蒸馏水和娃哈哈纯净水都能满足实验要求，其实验空白值与用无氨水的方法无显著性差异，但是自来水空白相对较高，因此蒸馏水、娃哈哈纯净水均可使用。

4 测定结果讨论［3］

我们以进口的酒石酸钾钠（东京化成工业株式会社），以KI、HgC12和KOH做纳氏试剂，用娃哈哈水绘制标准曲线为C=-0.06+2.59A，相关系数为0.9998。精密度实验结果如表7。

表7 氨氮测定精密度

从表7可以知我们用进口的酒石酸钾钠，以KI、HgC12和KOH做纳氏试剂，用娃哈哈水为实验用水，对样品进行测定取得了较好的效果。

5 小结

通过实验我们发现要使测定取得好的效果，必须注意以下几个方面。首先要购入纯度较高的化学试剂，特别是酒石酸钾钠；其次还要注意纳氏试剂的配制方法，做到根据不同的要求选用不同的配制方法；最后还要注意分析过程中各项反应条件的控制，如显色体系的的pH值、显色时间、显色温度等，尽量控制反应在最佳条件下进行，才能确保分析结果的精密度和准确度。

［1］《水和废水监测分析方法指南》编委会.水和废水监测分析方法指南［M］.北京：中国环境科学出版社，1990：133-140.

［2］王文雷.纳氏试剂比色法测定水体中氨氮影响因素的探讨［J］.中国环境监测，2009，25（1）：29-32.

［3］赵一凡，冯枯，赵阳.纳氏试剂比色法测定水中氨氮影响因素的研究［J］.化工技术与开发，2010，39（5）：42-44.