水质氨氮纳氏试剂分光光度法测定过程中稀释方法的改进

柴江君

（万子健检测技术（上海）有限公司，上海 201800）

引言

由于国家对废水氨氮排放的要求日益严格[1]，使氨氮成为水质分析中最常规的项目，标准《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》（HJ 535-2009）的测定上限为2.00 mg/L（以N计）[2]，依据该标准测定实际水样时，经常会遇到氨氮检测结果超过测定上限的情况，这时需要把样品稀释后重新进行比色测定（称原始样品稀释法）。由于此法难以预料到水样中氨氮浓度的高低，样品按照HJ 535-2009的一系列步骤后，再经分光光度计测定，才能判断其吸光值是否超出校准曲线的线性范围。该方法既影响实验室检测工作的效率，又增加了人力、物力成本。有文献报道王艺樵[3]、周秋心[4]、王琪[5]等人采用分析后样品稀释法（取适量经分析显色后的样品，加至50 mL比色管中，用无氨水稀释到刻度，混匀后，以无氨水作参比，于波长420 nm处测其吸光度）测定超过测定上限的氨氮样品，此方法操作简单、节省试剂，且效率较高，但是测定结果偏低，可能是此种稀释法对样品溶液的基质有影响。因此需要对该方法进行改进，改进后的方法是采用蒸馏后样品稀释法测定超过测定上限的氨氮样品。通过实际样品和标准样品的试验对原始样品稀释法和蒸馏后样品稀释法进行对比研究，探讨蒸馏后样品稀释法的可行性。

1 实验原理

对水中以游离态的氨或铵离子等形式存在的氨氮，在弱碱性条件下进行蒸馏，蒸馏释放出的氨被吸收于硼酸溶液中，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，于波长420 nm处测量其吸光度。

2 设备仪器

紫外分光光度计（北京普析，T6新世纪）：20 mm比色皿；多功能蒸馏装置（山东霍尔德电子，HD-ZL60D）；电子天平（METTLER TOLEDO，ME204/02）；纯水器（默克Milli-Q，Synergy UV）。

3 实验试剂

无氨水，用市售纯水器（默克Milli-Q，Synergy UV）在无氨环境中，临用前制备；硼酸溶液，ρ=20 g/L：称取20 g硼酸溶于水中，稀释至1 L；轻质氧化镁（不含碳酸盐）；酒石酸钾钠溶液，ρ=500 g/L；盐酸，ρ（HCl）=1.18 g/ml；纳氏试剂：天津基准化学试剂有限公司生产；氢氧化钠溶液，c（NaOH）=1 mol/L；盐酸溶液，c（HCl）=1 mol/L；溴百里酚蓝指示剂，ρ=0.5 g/L；氨氮标准贮备溶液：有证标准物质（1 000 μg/mL），坛墨质检科技股份有限公司生产；氨氮标准工作溶液：用坛墨质检科技股份有限公司生产的有证标准物质（1 000 μg/mL）稀释至10 μg/mL，临用前配制。实验用试剂均使用符合国家标准的分析纯化学试剂，用无氨水稀释样品和配制试剂。

4 实验过程和结果

4.1 标准曲线

在8个50 mL比色管中，分别加入0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00和10.00 mL氨氮标准工作溶液（10 μg/mL），加水至标线。加入1.0 mL酒石酸钾钠溶液，摇匀，再加入纳氏试剂1.5 mL，摇匀。放置10 min后，在波长420 nm下，用20 mm比色皿，以水作参比，测量吸光度。以空白校正后的吸光度为纵坐标，以其对应的氨氮含量为横坐标，绘制标准曲线，得回归方程为Y=0.007 22x-0.000 4，相关系数r=0.999 9。各标准曲线点对应的吸光度见表1。

4.2 工作曲线

在8个250 mL的容量瓶中，分别加入0.00、2.50、5.00、10.00、20.00、30.00、40.00和50.00 mL氨氮标准工作溶液（10 μg/mL），加水至标线，摇匀后移入500 mL的蒸馏烧瓶中，按照标准HJ 535-2009预蒸馏方法进行处理。分别取经预处理的试样50 mL，加入50 mL比色管中，然后按与标准曲线相同的步骤绘制工作曲线，得回归方程为Y=0.007 00 x-0.001 4，相关系数r=0.999 9。各工作曲线点对应的吸光度见表1。

4.3 实际样品（工业废水和生活污水）的测定

4.3.1 实际样品按照蒸馏后样品稀释法进行测定

选择工业废水样品和生活污水样品各2个，按照标准H J 535-2009对样品进行预蒸馏处理。取适量经预处理的水样，加入50 mL比色管中，用水定容至50 mL，然后按与工作曲线相同的步骤测量吸光度，平行测定12次，具体测定结果见表2。另外用水代替试样进行空白试验，按与样品相同的步骤进行前处理和测定。

表2 实际样品（样品1、样品2、样品3和样品4）采用两种稀释法的测定结果（按照工作曲线进行计算）

4.3.2 实际样品按照原始样品稀释法进行测定

取适量4.3.1的水样，加入250 mL容量瓶中，加水至标线，摇匀后移入500 mL的蒸馏烧瓶中，然后按与工作曲线相同的步骤测量吸光度，平行测定12次，具体测定结果见表2。另外用水代替试样进行空白试验，按与样品相同的步骤进行前处理和测定。

从表2、表3可见，4个实际样品（样品1、样品2、样品3和样品4）分别按照两种稀释法进行的12次平行检测，测定结果基本一致，相对标准偏差均＜3%，两种方法测定的相对误差均＜5%，采用标准曲线计算和采用工作曲线的计算结果没有明显差别。

表3 实际样品（样品1、样品2、样品3和样品4）采用两种稀释法的测定结果（按照标准曲线进行计算）

4.3.3 氨氮标准样品（质控样）的测定

氨氮标准样品为坛墨质检科技股份有限公司生产，产品批号分别为B22030201（质控1）、B21080232（质控2）、B22110006（质控3）和B22040057（质控4）。用干燥洁净的移液管准确移取上述氨氮标准样品10.00 mL加入容量瓶，用水定容至250 mL，混匀后立即使用，此时的标准值分别为（2.05±0.14）mg/L、（3.59±0.22）mg/L、（12.4±0.9）mg/L和（24.8±1.1）mg/L。按照样品测定的步骤测定氨氮标准样品（质控1、质控2、质控3和质控4），各平行测定12次，具体测定结果见表4。

表4 氨氮标准样品（质控样）采用两种稀释法的测定结果（按照工作曲线进行计算）

从表4、表5可见，在4个氨氮标准样品（质控1、质控2、质控3和质控4）进行的12次平行检测中，测定结果均在标准值范围内，相对标准偏差均＜3%，采用标准曲线计算和采用工作曲线计算结果也没有明显差别。

表5 氨氮标准样品（质控样）采用两种稀释法的测定结果（按照标准曲线进行计算）

5 结论

本研究表明，分别按照蒸馏后样品稀释法和原始样品稀释法进行实际样品检测，测定结果基本一致，相对标准偏差均＜3%，两种方法的相对误差均＜5%，采用标准曲线计算和采用工作曲线计算结果没有明显差别。进行氨氮标准样品检测，测定结果均在标准值范围内，相对标准偏差均＜3%，采用标准曲线计算和采用工作曲线计算结果也没有明显差别。因此两种稀释法的精密度和准确度都能满足水质氨氮检测的技术要求，两者的测定结果基本一致，但是采用蒸馏后样品进行稀释后测定，稀释倍数容易确定，重新稀释也方便，节省了人力、物力，有利于降低检测成本、提高实验室的工作效率。所以蒸馏后样品稀释法具有推广价值。