色度和浊度对纳氏试剂分光光度法测定水中氨氮的影响研究

蒋成义 胡婉玉 吴家奎

（安徽职业技术学院化工系，安徽 合肥 230011）

水体中的 NH4+、NO2-、NO3-等含氮化合物作为水生植物、藻类的营养盐，是引起水体富营养化危害的主要物质之一[1，2]。 其中，以游离氨（NH3）和离子铵（NH4+）形式存在的氨氮是判断水体氮污染程度的重要指标，也是各类污（废）水排水的控制指标，是我国水环境监测的必测项目。

目前，氨氮的检测方法主要有纳氏试剂分光光度法、水杨酸-次氯酸盐分光光度法、气相分子吸收光谱法、氨气敏电极法、离子选择性电极法等[3-6]。其中，纳氏试剂分光光度法灵敏度、准确度和稳定度较高，作为国标（HJ535-2009）推荐方法在环境监测中被广泛采用。使用该方法测定水样时，如果水样有色或浑浊，则需对水样进行絮凝或蒸馏预处理以消除干扰，工作较为繁琐，尤其是当样品量大时会给测定工作带来困难[7-9]。而且，絮凝预处理对水样中悬浮物的去除还会影响氨氮结果的准确性，如果能在不去除色度和浊度的情况下直接测定，将会大大提高检测效率。本文将通过实验，研究水样色度和浊度对测定结果的影响，并提出针对低色度、低浊度水样氨氮测定的改良纳氏试剂分光光度法，在保证方法准确性的基础上提高测定效率。

1 实验部分

1.1 方法原理

水中以游离NH3和离子NH4+等形式存在的氨氮与纳氏试剂反应会生成淡红棕色络合物，根据朗伯-比尔定律，该络合物的吸光度与氨氮含量成正比，于波长420nm处测量吸光度，根据标准曲线进行定量。

1.2 实验试剂

实验中所用试剂按照国标方法HJ535-2009、GB13200-91和 GB11903-89进行配制，均使用符合国家标准的分析纯化学试剂[7，10，11]。

其中，纳氏试剂采用的配制方法为HgCl2-KI-KOH，色度由氯铂酸钾（K2PtCl6）和六水氯化钴 （CoCl2·6H2O）获得，浊度由硫酸肼和六次甲基四胺获得。

1.3 实验仪器

本实验只要使用仪器为：SP-721E可见分光光度计（上海光谱仪器有限公司）、2cm石英比色皿、50mL具塞比色管、500mL蒸馏烧瓶。

1.4 实验方法

（1）配制含氨氮的色度、浊度系列溶液

分别配制氨氮浓度相同的浊度 （0～30度NTU）系列溶液和色度（0～30度）系列溶液。

（2）测定含氨氮的色度、浊度系列溶液吸光度

使用分光光度计对色度、浊度标准溶液系列进行吸光度测定，对色度、浊度对氨氮测定中吸光度的影响进行分析，提出修正方法。

（3）验证实验

配制已知氨氮浓度、色度和浊度的水样，然后分别按照HJ535-2009方法和修正方法对水样氨氮进行测定，对数据进行处理后作比较分析。

2 结果与讨论

2.1 绘制氨氮标准曲线

在 8 只比色管中，分别加入 0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00 和 10.00mL 浓度为 10μg/mL的氨氮标准工作溶液，其所对应的氨氮含量分别为 0.0、5.0、10.0、20.0、40.0、60.0、80.0 和 100.0μg，加水至标线。加入1.0mL酒石酸钾钠溶液，摇匀，再加入1.5mL纳氏试剂,摇匀。静置显色20min后，在波长420nm下，用20mm比色皿，以纯水作参比，测量吸光度。氨氮标准液系列浓度及吸光度数值见表1。

表1 氨氮标准液系列吸光度

以空白校正后的吸光度为纵坐标，以其对应的氨氮含量（μg）为横坐标，绘制校准曲线如图1所示。线性拟合回归方程为：Y=0.0069X-0.0082（其中，Y为吸光度，X为氨氮含量），相关系数为0.9997。

图1 氨氮标准曲线

2.2 绘制浊度标准曲线

在10只比色管中，分别加入0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00、7.00、8.00 和 9.00mL 浊度为500度（NTU）的浊度标准溶液，加水至标线，摇匀。其所对应的浊度分别为0、10、20、30、40、50、60、70、80 和 90 度 （NTU）。 于 680nm 波长，用20mm比色皿，以纯水作参比，测量吸光度，浊度标准液系列的吸光度数值见表2。

表2 浊度标准液系列吸光度

以空白校正后的吸光度为纵坐标，以其对应的浊度（NTU）为横坐标，绘制校准曲线。线性拟合回归方程为：Y＝0.0041Xz-0.0035（其中，Y 为吸光度，Xz为浊度），相关系数为0.9998。

2.3 色度对氨氮测定中吸光度的影响

在10只比色管中，分别加入1.00mL浓度为10μg/mL的氨氮标准工作溶液，其所对应的氨氮含量为10.0μg，加水至1/3。再加入1.0mL酒石酸钾钠溶液和1.5mL纳氏试剂，加水至2/3，摇匀。静置显色20min后加2.5mL15%的KOH溶液，再分别加入 0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.50、2.00、2.50和3.00mL色度为500度的色度标准溶液，加水至标线，摇匀。其对应的色度分别为0、2、4、6、8、10、15、20、25 和 30 度。 在波长 420nm 下，用20mm比色皿，以纯水作参比，测量吸光度。色度系列吸光度数值见表3。

表3 含氨氮的色度系列溶液吸光度

以扣除氨氮吸光度后的校正吸光度为纵坐标，以其对应的色度为横坐标，绘制拟合曲线。线性拟合回归方程为：Y=0.0013Xs-0.0005（其中，Y为吸光度，Xs为色度），相关系数为0.9994。

2.4 浊度对氨氮测定中吸光度的影响

在10只比色管中，分别加入1.00mL浓度为10μg/mL的氨氮标准工作溶液，其所对应的氨氮含量为10.0μg，加水至1/3。再加入1.0mL酒石酸钾钠溶液和1.5mL纳氏试剂，加水至2/3，摇匀。静置显色 20min 后分别加入 0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.50、2.00、2.50 和 3.00mL 浊度 为500度（NTU）的浊度标准溶液，加水至标线，摇匀。其对应的浊度分别为 0、2、4、6、8、10、15、20、25和30度。在波长420nm下，用20mm比色皿，以纯水作参比，测量吸光度。浊度系列吸光度数值见表4。

表4 含氨氮的浊度系列溶液吸光度

以扣除氨氮吸光度后的校正吸光度为纵坐标，以其对应的浊度为横坐标，绘制拟合曲线。线性拟合回归方程为：Y=0.0119Xz+0.0055（其中，Y为吸光度，Xz为浊度），相关系数为0.9995。

2.5 方法应用及验证

通过上述的实验研究发现，低色度和低浊度水样在使用纳氏试剂分光光度法进行氨氮测定过程中，色度和浊度与吸光度呈现良好的线性关系。低色度和低浊度的水样是可以不用预处理，而采用直接测吸光度再利用氨氮标准曲线方程Y＝0.0069X-0.0082进行修正的方法测氨氮，修正时将色度或浊度产生的吸光度从总吸光度中扣除。具体修正方法见表5。

表5 低色度（浊度）水样直接测氨氮修正方法

为了验证修正方法的准确性，进行了如下验证实验：

（1）配制氨氮浓度为 1.00mg/L，色度为 20°水样（浊度影响可忽略），取50mL按照HJ535-2009方法采用蒸馏预处理之后测定氨氮，另取50mL按照色度修正方法测氨氮。均进行三组平行实验，测定结果见表6。

（2）配制氨氮浓度为1.00mg/L，浊度为20度（NTU）水样 （色度影响可忽略），取50mL按照HJ535-2009方法采用絮凝预处理之后测定氨氮，另取50mL按照浊度修正方法测氨氮。均进行三组平行实验，测定结果见表6。

表6 验证实验结果

3 结论

（1）通过实验研究发现，使用纳氏试剂分光光度法测定水样氨氮浓度，水样色度、浊度对测定结果的影响呈现线性关系。

（2）低色度、低浊度的水样可以不用预处理，而采用直接测吸光度再利用修正公式进行修正的方法测氨氮。该方法针对低色度、低浊度影响的水样氨氮指标测定更高效，并通过实验对比，证明该方法的准确性能得到较好保证，具有推广价值。

[1] 俞凌云，赵欢欢，张新申.水样中氨氮测定方法研究[J].西部皮革，2010，（5）：27-33.

[2] 闫好民，韩萍，张云枫，等.氨氮纳氏法测定中的影响因素分析[J].浙江化工，2012，（8）：36-38.

[3] 林天斌.氨氮含量测定中干扰因素分析[J].化学工程与装备，2012，（10）：152-155.

[4] 李志霞.环境监测（第二版）[M].大连：大连理工大学出版社，2010.

[5] 李萍.环境监测（双语教材）[M].北京：中国石化出版社，2011.

[6] 王文萍，郭周芳，尚伟伟，等.水中氨氮的测定方法[J].水科学与工程技术，2012，（3）：26-28.

[7] 中华人民共和国国家环境保护标准HJ535-2009.水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法[S].

[8] 郭敏晓.不同预处理方法对纳氏试剂比色法测定氨氮的影响[J].中国资源综合利用，2010，（10）：41-43.

[9] 张邦喜，夏品华，李存雄，等.氨氮测定中几个问题的探讨[J].中国环境监测，2012，（1）：37-40.

[10] 中华人民共和国国家环境保护标准GB13200-91.水质浊度的测定[S].

[11] 中华人民共和国国家环境保护标准GB11903-89.水质色度的测定[S].