纳氏试剂比色法测定水中氨氮的影响因素

1纳氏试剂比色法测定水中氨氮的影响因素石岩，郑国臣，冯吉平，鲁雪，杨航(松辽流域水资源保护局松辽流域水环境监测中心，吉林长春130021)[摘要]本文就水质氨氮测定中影响因素的影响及干扰的消除进行了探讨。[关键词]氨氮;测定;关键问题[中图分类号]X171.4氨氮是地表水环境监测的基本项目，是评价河湖健康的关键指标之一[1]。2010年，测定地表水中氨氮的标准方法开始执行国家环境保护标准HJ535-2009，代替了原有的国家标准GB7479-87，此标准采用的是纳氏试剂比色法，具有简单、快速、高效等特点。虽然该法测定氨氮已基本成熟，但在实际工作中，很多具体的因素都影响该方法的灵敏度，也直接影响分析结果的精密度和准确度。为加强水质监测的质量管理，进一步提高水质监测氨氮数据的准确性，本文通过对地表水氨氮的测定，将检测中容易出现的问题进行了归纳，对测定条件的优化进行了总结。纳氏试剂光度法测定氨氮时应注意：选购合格的试剂；正确配制试剂、采用合适的实验用水、使用合理的预处理方法均可提高试验精密度。探讨试验的反应时间、反应体系的最适pH等条件，将对实际工作中选择适当的氨氮的测定条件、注意事项均具有较好的参考价值。1实验室环境及条件1.1实验室环境分析氨氮时，室内要保持清洁，不应有扬尘、铵盐类化合物，不要与硝酸盐氮等同时进行检测[2]。使用的试剂、玻璃器皿等实验用品要单独存放，专项专用，避免交叉污染。同时，应保持室内恒温。1.2实验用水及水样实验采用新制的去离子水。所测定的水样来自松花江流域某段省界样品：尼尔基库末(样品1)、尼尔基库中(样品2)、博荣乡(样品3)、鄂温克族乡(样品4)、莫河渡口(样品5)。1.3使用仪器在使用分光光度计前30min，先进行校对，用无水乙醇对石英皿进行清洗。采用铬酸对玻璃器皿(比色管、吸量管、移液管等)进行反复润洗，然后，再用去离子水对比色管进行清洗。2试剂的配制本实验采用单因素试验，即在考察一个因素的条件时，其它因素的条件保持不变。以采自松花江流域省界中五个断面的水样为样品，以基础操作为基础，通过单因素多水平实验，分别对影响氨氮测定的不同试剂的配制、反应时间、反应pH及前处理方法等因素进行了试验。2.1纳氏试剂纳氏试剂的配制，是决定准确测定的关键，由于药品有毒，操作时还要注意安全，且纳氏试剂配制后，均需24h后再使用。配制纳氏试剂有两种方法[3]：(1)利用KI、HgCl2、KOH配制；(2)用KI、HgI2、NaOH配制。由于两种方法都可产生显色基团[HgI4]2-，从图1可知，采用两种方法配制的纳氏试剂，测得的吸光度值差别很小；由于第二种方法配制保存周期长且稳定，因此建议采用第二种方法配制纳氏试剂来进行氨氮的测定。22.2酒石酸钾钠在分析水样中普遍发现，酒石酸钾钠试剂含氨较高，造成空白值增高，试剂空白值吸光度值（A值）大于0.03，由于试剂空白值较高，因此会给分析结果带来误差。酒石酸钾钠在实验中是为掩蔽水样中Ca2+，Mg2+，Na+等金属离子对显色剂的干扰。配制酒石酸钾钠有两种方法[4]：(1)直接加热煮沸配制往往空白实验值很高，采用加热煮沸法除去酒石酸钾钠中氨；(2)向定容的250ml酒石酸钾钠溶液中加入5ml纳氏试剂，搅拌均匀，放置24h，沉淀后取上层清液使用。由图2可知，第二种方法（添加纳氏试剂）的A值更小，由于第一种方法至少需要10min加热，而且效果不理想，因此建议采用第二种配制酒石酸钾钠的方法测定氨氮。3反应条件的优化水样经处理后，取50ml于比色管中，加入1.0ml酒石酸钾钠溶液，混均后加适量纳氏试剂，重新混均，放置一定时间，于420nm波长处进行比色测定。随显色时间和环境温度的不同，测定值有一定的变化。3.1反应时间如图3所示，反应时间5min时，溶液显色不完全，因此A值较低；反应时间在10min延长至20min，A值比较稳定；反应时间继续延长，从20min延长到30min时，吸光度值略有波动。由于尽快的速度进行比色分析，达到分析所要求的精度及显色灵敏度。因此，建议采用10min~20min为宜。图2不同酒石酸钾钠对水样氨氮测定的影响00.050.10.150.20.250.30.35水样1水样2水样3水样4水样5水样名称吸光度值添加纳氏试剂未添加图1不同纳氏试剂对水样氨氮测定的影响00.050.10.150.20.250.30.35水样1水样2水样3水样4水样5水样名称吸光度值纳氏试剂一纳氏试剂二33.2反应体系pH如图4可知，在分析水样时，样品的酸碱度对氨氮的测定结果有明显影响，pH太低，显色不完全，pH太高时溶液可能出现浑浊。在氨氮测定中若掌握纳氏试剂的配制要领，严格控制水样pH在10.5左右，选择良好的滤料消除干扰，那么氨氮的测定便有了质控保障。体系的碱度变化影响纳氏反应平衡，是产生测定误差的主要原因。水样pH变化与测定值的关系以上结果表明:水样pH的变化，对颜色的强度有明显的影响。所以，对流域中的水样，要先将其调pH，然后再进行絮凝沉淀等后续测定步骤。3.3絮凝沉淀的处理有两种方法可以较好的处理水样前处理中絮凝沉淀的问题：(1)离心沉淀；(2)滤纸过滤法。结果表明（图5），两种方式均可较好测定地表水中的氨氮，水样需进行絮凝沉淀、过滤等预处理，而过滤使用的滤纸一般都含有可溶性氨氮，尤其是定量滤纸，实际操作中最好选用含可溶性氨氮低的定性滤纸，过滤前应用去离子水少量多次充分洗涤以除去可溶性氨氮，减少测定误差，提高方法准确度、灵敏度；由于离心管的清洗等原因，建议采用滤纸过滤，以保证样品的准确性和可比性。另外，还需要考虑定性滤纸对测定结果的影响，做定性滤纸空白对照。4小结综合以上试验结果，通过单因素多水平实验可以获得测定地表水中氨氮测定优化检测条件：采用以KI、HgI2、NaOH配制纳氏试剂；向250ml酒石酸钾钠溶液中加入5ml纳氏试剂，以除去酒石酸加纳中的氨氮，以降低空白值；反应时间10~20min后，进行分光光度法的测定；控制样品的pH10.5左右；采用滤纸法做图3不同反应时间对水样氨氮测定的影响00.050.10.150.20.250.30.350.4水样1水样2水样3水样4水样5水样名称吸光度值5min10min15min20min30min图4不同pH值对水样氨氮测定的影响00.050.10.150.20.250.30.350.47891010.51112pH吸光度值水样1水样2水样3水样4水样54前处理以滤去絮凝沉淀物。[作者简介]石岩(1963-)，女，重庆人，高级工程师，主要从事水质监测工作。［参考文献］［1］王朝明.谈氨氮测定时应注意的几点问题［J］.长春大学学报，2007，17(1)：97-99.［2］宋岚.纳氏试剂光度法测定水中氨氮的影响因素分析［J］.青海科技，2000，7(3)：42-43.［3］王琪，李东峰，韩景彬.氨氮测定中稀释方法的改进［J］.甘肃环境研究与监测，2000，13(4)：201-202.［4］林小琪.定氨氮的几个关键问题的探讨［J］.广西化工，2000，29(4)：50-52.图5不同前处理对水样氨氮测定的影响00.050.10.150.20.250.30.35水样1水样2水样3水样4水样5水样名称吸光度值离心滤纸