纳式试剂分光光度法测定水中氨氮的影响因素及处理办法

朱　凤/奉贤区环境监测站

纳式试剂分光光度法测定水中氨氮的影响因素及处理办法

朱凤/奉贤区环境监测站

测定水中氨氮含量最常用的国家标准方法为纳氏试剂分光度法 (HJ 535-2009), 但在测定的过程中发现该方法受到多种因素的干扰，直接影响分析的质量。本文研究分析了其中需要注意的一些问题并提出了相应的处理办法,以便更好地在实际操作中开展工作。

纳氏试剂;分光光度法; 氨氮

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为高。同时，人畜粪便中含氮有机物很不稳定，容易分解成氨。因此，水中氨氮含量增高时指以氨或铵离子形式存在的化合氮。

在我国环境监测水质分析中，氨氮是水体的一个常规监测项目，测定方法有很多，比较常用的有纳氏试剂分光光度法（HJ533-2009），水杨酸分光光度法（HJ536-2009），蒸馏-中和滴定法（HJ537-2009）等。其中纳氏试剂分光光度法由于其操作简单、所需试剂较少，操作灵敏，准确度高等优点，而在环境监测部门的氨氮分析中得以广泛应用。根据国家环保部推荐使用的标准所述，在氨氮的测定过程中，经常会遇到一些干扰因素，造成测定结果有所偏差。为了消除各种影响因素，使测定结果更加准确，现从以下几个需要注意的方面进行说明[1]。

1.氨氮测定的原理、方法及仪器

原理：以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红棕色络合物，该络合物的吸光度与氨氮含量成正比，在波长420nm处，用1cm比色皿进行吸光度的测量。

方法：清洁水样，取一定量体积并定容至50ml 比色管中，加入1.0ml 酒石酸钾钠，混匀后加入1.5ml 纳氏试剂， 重新混匀，放置10～30min后，于 420nm 波长处进行比色测定。

有悬浮物或色度干扰的水样，取经过预处理的一定体积水样并定容至50 ml比色管中，按与清洁水样相同的步骤测量吸光度。

仪器：分光光度计，UV759型[2]。

2.氨氮测定的影响因素及处理办法

2.1实验环境的影响

首先要保证测定氨氮实验室内部干净、无氨，如果与其他分析项目存在交叉污染，比如实验室内存放有氨水。由于氨水的挥发性特别强，挥发出的氨气溶解度又极高，非常容易被吸收到实验的样品及试剂中，这样就会使得实验空白值变大，从而影响到样品测定结果的准确性。因此，在测定氨氮的实验室中绝对不能存放氨水、 铵盐类化合物等容易产生氨的试剂[3]。

2.2实验试剂的影响

氨氮测定过程中所需要试剂主要是酒石酸钾钠和纳氏试剂。

酒石酸钾钠溶液可以消除钙镁等金属离子的干扰，但是有些市面上所售的分析纯试剂纯度不能达到这个要求，那么在测定过程中就会产生比较高的空白值和引起待测水样的浑浊，从而导致结果的不准确。为了保证待测水样测得结果的准确性，降低空白值对实验结果的影响，要尽量将酒石酸钾钠试剂中的氨除去掉，可根据氨在碱化过的溶液煮沸过程中易被驱除的性质，在配制酒石酸钾钠试剂过程中可以加入24％氢氧化钠溶液1.0mL，并把煮沸时间延长10min，这样可以使配制的试剂基本把氨去除，提高测量结果的准确性。

纳氏试剂有两种配制方法，在实验过程中可以任选一种配制：（1）用碘化汞 、碘化钾和氢氧化钠配制，简称碘化汞法纳氏试剂；（2）用二氯化汞 、碘化钾和氢氧化钾配制，简称二氯化汞法纳氏试剂。配制好的纳氏试剂可以存放在棕色玻璃瓶中，大概在60天后 ，棕色玻璃瓶底会出现松散的棕褐色片状沉淀物。玻璃瓶壁出现附着的棕褐色块状环 ，时间越久，沉淀物越来越多。半年左右,玻璃瓶瓶底棕褐色沉淀物约0.5 cm厚 ，玻璃瓶壁布满棕褐色块状环 。如果把纳氏试剂存放于聚乙烯塑料瓶中，两年后试剂仍然澄清，塑料瓶瓶底只有很少量的微红色沉淀物出现。分别用贮于棕色玻璃瓶与聚乙烯塑料瓶两种容器 两年后的纳氏试剂对氨氮标准样品来进行测定，结果表明，贮于聚乙烯塑料瓶的纳氏试剂测定值符合要求。因此，配置好的纳式试剂应尽量贮于聚乙烯塑料瓶中[4]。

2.3实验器具的影响

实验器具也会对氨氮的测定造成干扰。对于实验过程中所要用到的玻璃器皿均应清洗干净，每次在测定完高浓度样品后者其他分析项目之后，玻璃器皿中都会有所残留，应定期用稀释过的盐酸或者硝酸浸泡。比色皿表面不清洁也是造成测量误差的常见原因之一，每当测定有色溶液后，一定要充分洗涤。可用相应的溶剂涮洗，或用（1+3）硝酸浸泡。注意浸泡时间不宜过长，以防比色皿脱胶损坏。

2.4实验用水的影响

在氨氮的测定中，实验用水的质量也非常重要，国家环境保护标准中要求用无氨水对实验样品进行分析测定，然而无氨水的制备过程又非常的复杂。在日常的环境监测中，一般采用离子交换纯水器来制取的新鲜的去离子。通过比较去离子水和无氨水对实验样品进行氨氮的测定，结果表明这两种在空白吸光度和标准曲线上没有存在明显的差异，具有比较好的精密度。因此，新制的去离子水完全可以代替蒸馏法制备的无氨水用于实际实验中[3]。

2.5水样浊度的影响

有悬浮物或者色度干扰的水样，很容易吸附纳氏反应中的显色物质，从而影响最终的样品检测结果。在实际工作中，可以把水样进行预蒸馏。蒸馏过程中，某些有机物很可能与氨同时馏出，对测定有干扰，其中有些物质（如甲醛）可以在酸性条件（PH<1）下煮沸出去。在蒸馏刚开始时，氨气蒸出速度较快，加热不能过快，否则造成水样暴沸，馏出液温度升高，氨吸收不完全。馏出液速率应保持在10ml/min左右。部分工业废水，可加入石蜡碎片等做防沫剂。

2.6温度对实验的影响

在氨氮的测定过程中，温度也是至关重要的一个环节，它直接影响着纳氏试剂和氨氮的反应速度，并最终影响测定结果的准确性。在实验过程中发现，如果反应温度在5～15℃之间，溶液容易显色不完全；如果反应温度在 25℃时，溶液显色最完全，而且吸光度值稳定；当温度超过30℃时，溶液容易褪色，吸光度值会明显偏低，因此，比色实验室内的温度应该控制在20～25℃为最佳，测得的结果才是最准确的。

2 .7显色时间对实验的影响

在氨氮的测定过程中发现，如果纳氏试剂的反应时间不足10min，溶液容易显色不充分；如果在10～30min之间，显色比较充分稳定；如果在30～45min之间，溶液颜色呈加深趋势；如果超过45min，溶液颜色逐渐减退。因此，在实验过程中，显色的时间应该控制在10～30 min为最佳，比色操作时动作要快速、准确，在最佳的时间内尽快完成比色测定。[5]

2.8样品稀释对实验的影响

在实际的工作中，当水样的氨氮浓度大于氨氮标准曲线的最高值时，需要将实验水样稀释后再测定。（1）事前稀释，这种稀释方法相对比较准确，但也有弊端，就是在测定前不好估计，也不利于大批量样品的快速分析。（2）事后稀释，将显色后的实验样品进行稀释比色。有实验研究表明 ，对于难以估计的超出浓度测定线性范围含量的含氨氮废水实验样品 ，用以上这两种稀释方法得到的对比实验结果，相对误差满足实际的环境监测分析要求，因此事后稀释这种稀释方法特别适合大批量样品的分析。

3.结论

在实际的环境监测实验中，我们普遍采用纳氏试剂分光光度法测定水和废水中氨氮的含量，具有灵敏度高，准确度高，适用范围广，操作简便、快速，价格低廉等特点，但受到多种因素的影响。实验人员在实际操作过程中，必须注意实验环境、实验器具、实验用水、显色时间、浊度和温度等等的影响，按照实际情况，规范地控制反应条件， 避免一些新的其他影响因素，才能得到准确、精密度高的实验数据。应特别注意以下几点：（1）在实验室内，要保证环境空气的干净、无氨，避免与其他分析项目的交叉污染，应在无氨、无尘、通风性良好的实验室中测定氨氮。（2）在试剂的配制过程中，尤其是纳氏试剂的配制，应将配制好纳氏试剂存放于乙烯塑料瓶中，减小实验误差。（3）在实验器皿的使用时，应避免交叉污染，所使用的玻璃器皿应定期用酸性洗剂浸泡或者用相应的溶剂涮洗。（4）根据国家环境保护标准HJ 535-2009方法的要求，氨氮测定过程中试剂空白的吸光度应不超过0.030（10mm比色皿）。如果实验室的环境中有氨或铵盐进入到实验分析用水中，就会导致空白测量值的偏高。因此，实际操作时，应用新制的去离子水代替无氨水使用，且每次测定前都应通过空白实验，合格后方可使用。（5）在实验室的实际操作过程中，对某一实验水样的测定，不仅要观察水样的颜色、 浑浊度等，而且应该对水样进行预蒸馏，对测定中有干扰的物质要清除干净，以保证测定结果的准确性。（6）实验过程中，溶液的显色时间应控制在 10～30min 之间，一般选择 20min 为宜。（7）比色实验室的温度应该控制在 20～25℃之间，如果冬季，在实验室温度较低的情况下,也可通过适当延长溶液显色时间的办法，来确保实验结果的准确性。（8）根据实际操作实验，样品经过 “事前稀释”和 “事后稀释” 对比，测定的结果相对误差和相对偏差都能够满足环境监测的分析要求，其中 “事前稀释” 的相对误差较 “事后稀释” 的相对误差小，所以在分析样品数量不大的情况下，应尽量选着事前稀释。

[1] 纳氏试剂分光光度法测定氨氮的影响因素及消除张桂菊（菏泽市环境保护局，山东菏泽 274200 ）.

[2] 纳氏试剂分光光度法测定氨氮的质量控制邓鹂顾晓燕陈静迟伟伟苟德国（大丰市环境监测站江苏大丰 224100 ）.

[3] 纳氏试剂分光光度法测定氨氮中常见问题与解决办法王婷1, 曹磊1, 薛明霞2( 1. 陕西省环境监测中心站 , 西安 710061; 2. 山西省环境科学研究院, 太原 030001).

[4] 氨氮测定中有关干扰因素及其消除方法的探讨王彬彬（吉林省水文水资源局， 吉林长春 130022 ）.

[5] 纳氏试剂分光光度法测定氨氮的常见问题及处理办法张泽(德清县环境保护监测站浙江湖州 313200).

[6] 纳氏试剂分光光度法测定水中氨氮的不确定度评定丁琼,蔡大文(淮安市淮阴区环境监测站, 江苏淮安 223300).

[7] 水中氨氮纳氏试剂分光光度法测定崔家荣(安徽省阜南县环境监测站, 安徽阜南 236300 ).

[8] 水中氨氮测定体会赵永刚章勇孙玉霞（江苏省环境监测中心，江苏南京 210036 ）.

[9] 水中氨氮纳氏试剂分光光度法测定与改进杨梅（松原市环境保护局宁江分局吉林松原 138000 ）.

[10] 显色条件对纳氏试剂分光光度法测定水中氨氮的影响李凤彩，李冰 ，陈界江(苏州工业园区环境监测中心站，江苏苏州215027).