纳氏试剂分光光度法对水中氨氮的测定研究

王作芬

（浙江中环检测科技股份有限公司，浙江温州325016）

水中氨氮是以铵盐、游离氮作为主要存在形式，而以存在于生活污水中的铵盐和游离氮关系着水中含氮有机物，含氮有机物在微生物作用下会产生分解，如此一来水中也就存在了氨氮[1]。水中含量过高的氨氮会在一定程度上损害人体，借助纳氏试剂分光光度法监测、评价，可有效处理污水。水中氨氮测定期间，温度控制这一环节十分重要，能直接影响到纳氏试剂及氨氮反应速度。具体测定实践中，针对试验环境、器具、用水和显色时间等因素必须予以重视，以实际情况为根据对反应条件合理控制，为实验数据提供准确、高精密度保障。

1 实验部分

1.1 实验原理

该方法的原理为：以铵盐或游离氮形式存在的氨氮在与纳氏试剂反应之后，有淡红色的络合物产生，该络合物吸光度和氨氮含量之间的关系为正比，在波长420nm 处对其吸光度展开测量。该方法具有高准确度、便捷等优点，得到了广泛运用。

1.2 实验试剂

配制试剂用水均应为无氨水。

1.2.1 纳氏试剂

称取16g 氢氧化钠并以50mL 纯水溶解，冷却至室温。另称取7g 碘化钾、10g 碘化汞，置于少量纯水中溶解后不断搅拌并将氢氧化钠溶液逐一注入其内[2]。添加纯水稀释至100mL 后密封保存于聚乙烯瓶中。

1.2.2 铵标准贮备溶液

称取优级纯氯化铵3.819g 置于纯水中溶解后转至容量瓶（1000mL）内，添加纯水稀释至标线，氨氮含量为1.00mg/mL。

1.2.3 铵标准使用溶液

将铵标准贮备溶液5.00mL 移至容量瓶（500mL）内，添加纯水稀释至标线，氨氮含量为0.010mg/mL。

1.2.4 酒石酸钾钠溶液

称取酒石酸钾钠50g 置于100mL 纯水中，溶解后加热、煮沸除氨、冷却至室温后定容至100mL。

1.3 仪器设备

1000 mL 全玻璃蒸馏器；50mL 具塞比色管；电子天平；分光光度计。

1.4 标准曲线的绘制

吸取铵标准使用液 0、0.50mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、7.00mL 和10.0mL 置于比色管（50mL）内，添加纯水稀释至标线，添入酒石酸钾钠溶液1.0mL，混匀、放置10min。采取光程10mm 比色皿，在420nm 波长处对其吸光度进行测定，参比对象为水。以所测吸光度为依据，校正吸光度为减去零浓度空白管吸光度后的值。

1.5 水样测定

在比色管（50mL）内添加50mL 纯水。吸取铵标准使用溶液0、0.50mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、7.00mL 和10.0mL 置于比色管（50mL）内，添加无氨水稀释至刻度[3]。分别将1mL 酒石酸钾钠溶液加入水样及标准管内并摇匀，随后将1mL 纳氏试剂加入，再次摇匀。用1cm 比色皿在420nm 波长处对其吸光度值进行测定，绘制标准曲线。以相同步骤测定水样吸光度，依据标准曲线获取氨氮含量。

2 结果与讨论

2.1 结果

以表1 结果为根据完成标准曲线的绘制，其中纵坐标为净吸光度、横坐标为氨氮含量，下图1为标准曲线。

表1 实际检测结果

图1

由此可知氨氮含量与净吸光度可将满足。

依据实验结果得知，高达0.9677 的具有较高的拟合程度。完成标准曲线的绘制后，仅需将水样吸光度测出，便可获取水样中氨氮浓度。

2.2 水样中物质的影响

氨氮测定期间，若是水样带有颜色、浑浊等，测量结果会有一定的误差产生。具体测定过程中，针对水样需实施预处理，若是水样具有相对较高的清洁度，可采用絮凝沉淀法；针对污染严重的工业废水等，可采取蒸馏法消除干扰[4]。而在酸性条件下，有机废水中因有机物分解的缘故，有机氮会朝着氨氮转化，如此一来在放置时间的不断延长下，氨氮测定结果也会变大，鉴于此，在完成采样后需尽快开展测定工作。无机废水中的氨氮在酸性条件下朝着酸盐氨、亚硝酸盐氨转化时，存在相对缓慢的速度，测定结果几乎不会受到保存数日的影响。就地表水样而言，将硫酸加入水样使其pH 值因酸化而不超过2h，室温条件下放置15d 相对稳定。

2.3 显色时间的影响

具体测量过程中，由于各类原因的影响，比色时间通常会出现提前或延后的状况，故而显色时间的合理确定十分关键[5]。在25℃室温下，将酒石酸钾钠、纳氏试剂加入含有0.05mg/L、0.50mg/L、1.00mg/L 的氨氮样品中显色后，在不同放置时间下对其吸光度进行测定，下表2 为具体结果。

表2 显色时间对吸光度的影响（A）

依据上表2 不难发现，显色时间不超过5min由于反应不完全，存在较低的吸光度值；显色时间在10～30min 内，具有较为稳定的显色及最大的吸光度值；显色大于40min 后，吸光度值会随着褪色而降低。鉴于此，水中氨氮测定中，采用纳氏试剂分光光度法时应选择10～30min 的显色时间。

2.4 显色温度的影响

对于纳氏试剂、氨氮反应速度而言，温度能对其造成一定的影响，测定结果也会受到相应的影响[6]。故而，在具体实验中以5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃等不同室温下，选择10min 显色时间展开测定，在5～15℃温度内，出现不完全显色；20～25℃温度，具有较为完全的显色；超过30℃的温度，吸光度会随温度上升而下降。故而，应以20～25℃的实验室温度为宜。而当实验室温度相对较低时，要想确保该方法的灵敏度，可适当延长显色时间。

2.5 水样pH 的影响

纳氏试剂显色反应的反应式如下：

依据反应式不难发现，显色体系pH、分析结果准确性会在一定程度上受到显色程度的影响。加入纳氏试剂后，溶液显色pH 值以11.8～12.4 为佳。当pH＜11.8 时，反应为逆反应，会有红色沉淀形成；pH＞12.4 时，溶液浑浊且无法比色，同时还会形成大量的。25℃室温下，改变同一水样的pH值并加入纳氏试剂1.0mL，放置10min 后对其吸光度进行测定，下表3 为具体测定结果。

表3 pH 值与吸光度关系

依据表3 不难发现，水样具备最高吸光度值时pH 约为7，故而水样保存运输中进行加酸酸化处理时，测定样品前需调整pH 为中性。

3 结语

依据实验完成氨氮标准曲线的绘制，以供不同水样中氨氮含量的有效、快速检测。废水污染物中，氨氮十分常见，其含量是对水环境质量进行评价的重要指标之一。饮用水中出现过高的氨氮含量时，亚硝酸盐结合蛋白质会构成具有强致癌性的亚硝胺物质，严重威胁到人体健康。同时，氨氮也会在一定程度上影响水生生物，随着水中氨氮含量的升高，pH 值及毒性也会相应的上升，进而对水生生物造成更大的危害。故而，就水中氨氮含量测定工作而言，对于水质评价、水体净化有着极为关键的意义。