纳氏比色法测定水体中氨氮实验的条件探究

杨绍美

(北海市海域使用动态监管中心，广西 北海 536000)

水体中的氨氮来源很多，主要为生活污水、工厂废水以及农田排水等。氮、磷含量过高易导致水体的富营养化。氨氮是环境水质监测的一个重要指标。淡水中氨氮的测定方法主要有气相分子吸收法、水杨酸钠-次氯酸盐法、电极法和纳氏比色法。其中纳氏比色法具有操作简单、灵敏度高等特点，被广泛应用。本文根据工作经验以及相关文献参考，对用纳氏比色法测定水体中氨氮的实验中出现的常见问题进行分析和探讨，并提出优化和改进方案。

1 方法原理

碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应可生成淡红色的胶态化合物，此颜色在较宽的波长内具有强吸收。通常测定用波长在410 425nm 范围。

NH4

++3OH-+ 2[HgI4]2-≒ NH2HgIO↓（棕橙色） + 7I-+ 2H2O

2 氨氮实验影响因素

2.1 无氨水的制备

实验过程均需使用无氨水，经实验验证，新制的蒸馏水和纯水机制备的超纯水均可以满足实验要求，鉴于蒸馏水制备比较繁琐，建议使用新制超纯水，现用现取，避免被空气中的氨污染。

2.2 酒石酸钾钠溶液的制备

市售的酒石酸钾钠纯度不一，加入不合格的酒石酸钾钠溶液将会导致实验分析空白偏高或者水样的浑浊，影响实验的精度和准确性。常用的酒石酸钾钠提纯方法有2 种：一是采用纳氏试剂对酒石酸钾钠溶液进行提纯。向定容后的酒石酸钾钠溶液中加入5mL 纳氏试剂，沉淀后取上层清液使用；二是向酒石酸钾钠溶液中加入少量碱液，煮沸蒸发至溶液体积的70% 80%，然后定容。实验表明，2 种方法提纯后产生的空白值均能满足实验要求，根据个人经验，推荐使用第2 种方法。

2.3 纳氏试剂配置

纳氏试剂的配置有2 种方法。一种是先将碘化钾溶于水中，边搅拌边分次加入二氯化汞（HgCl2），至朱红色沉淀不易溶解为止。然后将此溶液注入配置好冷却至室温的碱液中，用水稀释定容。标准方法并未给出HgCl2的确切使用量，需要根据配制情况逐次加入。此方法经验性强，比较难以掌握。根据纳氏试剂配制反应原理，计算得出HgCl2与KI 的 用 量 比 为0.41∶1（即82g 的HgCl2溶 解于20g 的KI 溶液），以此方法配制的纳氏试剂灵敏度满足实验要求[1]。但是HgCl2溶解速度很慢，可在低温加热条件下进行配制。第二种是用NaOH、KI 和碘化汞（HgI2）配制。根据经验，可先将NaOH溶解于50mL 水中，冷却至室温。另取7g KI 溶于10 15mL 水中，逐次加入HgI2，溶解很快，用水稀释至30 40mL。然后将此溶液边搅拌边加入之前配制的NaOH 溶液，最后定容至100 mL，静置24h，用砂芯漏斗过滤除去少量沉淀。注意一定要将NaOH溶液冷却至室温，否则配制过程中会析出一部分的HgI2，静置后纳氏试剂表层溶液会有红色结块出现，导致配制失败。鉴于第二种方法操作简单，容易控制和掌握，推荐使用。

2.4 滤纸的使用

在氨氮分析过程中，经絮凝沉淀后的水样需要使用经无氨水充分洗涤过的中速滤纸过滤，并弃去初滤液。实验表明，不同品牌滤纸或不同张滤纸引起的空白值差别很大且空白较高，虽多次用水洗涤仍达不到实验要求。建议使用体积比为0.1%的稀盐酸溶液浸泡24h 后冲洗浸泡数次至中性使用，效果良好。

2.5 实验室环境

氨氮分析实验对环境要求比较严格，实验室内不应有扬尘，要保持洁净、通风，同时最好不要与含氮的分析项目（如硝酸盐、测定总硬度等）在同一实验室内，避免交叉感染。另外所用试剂和玻璃器皿要专项专用，单独存放。

3 反应条件控制

3.1 反应温度对实验的影响

温度不仅影响纳氏试剂的显色时间，也会影响到溶液的颜色。实验中发现，5 15℃时，吸光度无显著改变，但显色不完全；20 25℃时显色完全，且标准偏差较小。当温度继续上升时，吸光度值逐渐降低，溶液褪色。所以实验显色温度应控制在20 25℃，分析结果最可靠。

3.2 反应时间对实验的影响

通过实验发现，显色时间小于10min 时，溶液显色不完全；10 30min 时，显色趋于稳定，大于30min后，溶液颜色有加深趋势。鉴于氨氮容易受空气中的氮污染，建议显色15min 为宜，样品尽快上机分析完全。

3.3 溶液 pH 对实验的影响

不少研究表明，水样的pH 对显色反应的影响很大。鉴于标准曲线是用中性无氨水配制，当水样为酸性时，建议将显色前的水样调至中性再比色测定。显色溶液的pH 宜控制在11.8 12.8 之间[2]。

3.4 比色皿光程的影响

国家标准方法（HJ 535－2009）中使用20mm比色皿时，方法的测试范围为0.10 2.0 mg·L-1，对于低浓度样品（浓度小于0.10mg·L-1）无法精确测量。使用50mm 比色皿时，可以降低方法的检出限。而根据样品的浓度也可以选择10mm 的比色皿，扩大方法的测量范围。

4 结论

对纳氏比色法测定水体中氨氮的实验中出现的常见问题进行分析和探讨，表明：应控制外界氨对实验的影响，尽量降低试剂中氨的污染；过滤的滤纸最好经过0.1%稀盐酸溶液的浸洗；配制酒石酸钾钠溶液时需要加NaOH 煮沸除氨。试验过程中应把显色时间控制在10 30min，显色溶液的pH 控制在11.8 12.8 之间。降低和增加比色皿的光程可以改变方法的测定范围，更精确地测量不同浓度的样品。

[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方法[J].干旱环境监测，2005，19(2)：121-126.

[2] 水和废水分析方法检测指南编委会. 水和废水分析方法检测指南(上册) [M]. 北京：中国环境出版社，1990：138-139.