采用纳氏试剂比色法测定水中氨氮的影响因素

2014-05-20南安市环境保护监测站黄明明

海峡科学 2014年12期

南安市环境保护监测站黄明明

南安市环境保护监测站黄明明

水中的氨氮存在量对人类健康有重要影响, 测定水中各种形态的氮化合物, 有助于评价水体的被污染程度和“自净”的程度。该文阐述了用纳氏试剂比色法测定水中氨氮的实验方法，并通过试验讨论了纳氏试剂比色法测定水中氨氮时，纳氏试剂、空白值、样品放置时间、显色时间、pH值对该实验的影响。

纳氏试剂空白值样品放置时间显色时间 pH值

氨氮普遍存在于地表水及地下水中，水中的氨氮是指以游离氨（NH3）和离子氨氮（NH4+）形式存在的氮。水中氨氮的来源主要是人和动物的排泄物、雨水径流、农用化肥的流失以及化工、冶金、石油化工、油漆颜料、煤气、炼焦、鞣革、化肥等工业废水。氨氮含量的多少是判断水体污染程度的重要标志之一。目前我国测定氨氮的方法有纳氏试剂比色法、蒸馏法、酚盐法和离子色谱等，相对于其他方法而言, 纳氏试剂比色法具有操作简便、灵敏度高等特点, 因而成为水质分析中普遍使用的方法，本文结合实际工作，对利用纳氏试剂分光光度法测定氨氮及其影响因素进行了分析。

1 实验方法

1.1 适用范围

本方法适用于地表水、地下水、生活污水和工业废水水中氨氮的测定。当水样体积为50mL，使用20mm比色皿时，检出限为0.025mg/L。水中常见的钙、镁、铁等离子能在测定过程中生成沉淀, 可加入酒石酸钾钠掩蔽；水样中含有余氯时能与氨结合成氯氨，可用硫代硫酸钠脱氯；水中悬浮物质可用硫酸锌和氢氧化钠混凝沉淀除去。水中带有颜色的物质亦能发生干扰, 遇此情况,可采用蒸馏法去除。

1.2 原理

游离态的氨或铵离子等形式存在的氨氮与纳氏试剂反应生成淡红棕色络合物，该络合物的吸光度与氨氮含量成正比。

1.3 仪器

500mL全玻璃蒸馏器、50mL具塞比色管、T6紫外可见分光光度计。

1.4 试剂

氨氮标准贮备溶液(1000ug/L)、氨氮标准溶液(10ug/L)、酒石酸钾钠溶液、纳氏试剂。

1.5 步骤

（1）取50mL 澄清水样或经预处理的水样(如氨氮含量大于0.1mg),则取适量水样加纯水至50mL比色管中。

（2）另取50mL比色管10支, 分别加入氨氮标准溶液0mL, 0.10mL, 0.30 mL, 0.50 mL, 0.70mL, 1.00mL, 3.00mL, 5.00mL, 7.00mL, 10.00mL，再分别用无氨水稀释至50mL。

（3）向水样及标准溶液管内分别加入1mL酒石酸钾钠溶液(经蒸馏预处理过的水样, 水样及标准溶液管中均不加此试剂)，混匀，加1.0mL纳氏试剂, 混匀后放置10min，于420nm波长下，用2cm比色皿，以纯水作参比，测定吸光度。

（4）绘制校准曲线，从曲线上查出样品管中氨氮含量，或目视比色管，记录水样中相当于氨氮标准的含量。

2 影响因素分析

2.1 影响空白值的因素

2.1.1化学试剂及其配制的影响

由表1可知，纳氏试剂在正常状态（棕黄透明）下，空白值的吸光度符合实验要求，纳氏试剂在非正常状态（棕黄浑浊或棕黄沉淀）下，空白值的吸光度偏高，其原因是纳氏试剂放置时间超过3个月或在配制纳氏试剂时, 未将碱液充分冷却到室温后再将汞盐缓缓加入而出现浑浊和沉淀。

表1 纳氏试剂与空白值关系

由表2可知，空白值与酒石酸钾钠溶液的放置环境和放置时间有关, 在室温中,酒石酸钾钠溶放置30d,空白值相对稳定并符合实验要求，超过30d，空白值不稳定并偏高。分析纯碘化汞为砖红色固体粉末, 见光易分解, 变质的碘化汞试剂通常用肉眼难以辨认,使用变质的碘化汞配制的纳氏试剂空白值明显偏高。

表2 酒石酸纳放置时间与空白值关系

2.1.2实验用水的影响

实验用水必须是无氨水, 若实验用水被空气中的氨或者氨盐试剂污染, 会导致空白值偏高。

2.2 水样放置时间对测定结果的影响

水中的氨氮主要为生活废水中含氮有机物受微生物作用的分解产物。在无氧环境中, 水中存在的亚硝酸盐也可受微生物作用还原为氨,导致测量结果偏高；在有氧环境中, 水中氨也可转变为亚硝酸盐, 甚至继续转变为硝酸盐，导致测量结果偏低。因此，在现场采样时, 往样品中加入硫酸调至pH<2,可以延缓水样中氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和有机氮等几种形态的转变速度。

2.3 影响显色的各项因素

2.3.1 pH值的影响

由表3可知，样品的pH值在6~8时，吸光度稳定并达到峰值；pH值<6，反应灵敏度较低，吸光度随着pH值的减小而降低；pH值>8，吸光度随着pH值的增加而降低，甚至出现沉淀。故测定样品时，应保证样品的pH值在6~8，否则需要加酸或加碱进行调节。

表3 pH值对吸光度的影响

2.3.2 显色时间的影响

在pH值在6~8的条件下，用0.4mg/L、0.8mg/L、1.2mg/L的标准溶液，按不同的显色时间测定吸光度，测定结果见表4，由表4可知，显色时间在10~30分钟，吸光度较稳定并达到峰值；显示时间<10分钟，反应不完全，显色不完全，吸光度值比较低；显示时间>30分钟，颜色变化较快，吸光度不稳定。