纳氏试剂分光光度法测定地表水中氨氮的方法优化

王学敏

（吉林省水文水资源局松原分局，吉林松原138000）

纳氏试剂分光光度法测定地表水中氨氮的方法优化

王学敏

（吉林省水文水资源局松原分局，吉林松原138000）

氨氮是影响河流、湖库水环境质量的重要污染指标，为提高水环境监测中氨氮数据的准确性，对采用纳氏试剂分光光度法测定地表水环境中的氨氮的条件进行了优化研究，并将检测中容易出现的问题进行了总结。

氨氮；纳氏试剂分光光度法；优化；地表水

氨氮是GB3838-2002《地表水环境质量标准》规定的基本项目，是影响河流、湖库水环境质量的重要污染指标，将氨氮纳入约束性指标实施总量控制，有助于评价水体被污染和自净的状况。水中氨氮的来源主要为生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物，有些水中存在的亚硝酸盐亦可受微生物作用，还原为氨。在有氧环境中，水中氨亦可转变为亚硝酸盐，甚至继续转化为硝酸盐。因此，开展水体中氮的存在形态分析和含量测定，对于水环境质量评价具有极其重要的意义。目前，测定氨氮的方法通常有分光光度法、连续流动分析及离子色谱法等［1］。由于纳氏试剂分光光度法具有简单、快速、高效等特点，依然是采用最广泛的方法。但该方法采用试剂毒性较大，水样经常含有的悬浮物、余氯、钙镁等金属离子、硫化物和有机物会对测定产生干扰。为提高水环境监测氨氮数据的准确性，本文通过对典型断面的地表水氨氮的测定，对纳氏试剂分光光度法测定条件进行优化研究。

1　方法原理

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420nm处测量吸光度，计算其含量。当水样体积为50ml，使用20mm比色皿时，该方法的检出限为0.025mg/L，测定下限为0.10mg/L，测定上限为2.0mg/ L（均以N计）。水样做适当的预处理后，此法可用于地表水、地下水、生活污水和工业废水中氨氮的测定。

2　实验环境及条件

分析水体中的氨氮时，室内要保持清洁，不要与硝酸盐氮等同时进行检测［2］。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玻璃器皿进行清洗，并保持室内恒温。在使用分光光度计前30 min，先进行仪器预热及校准。测定水样采自净月公园水样1、伊通河水样2、辽河公园水样3，采样后，添加固定剂——浓硫酸，使水样pH小于2。

3　试剂配制

3.1酒石酸钾钠

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。在分析水样时，酒石酸钾钠试剂含氨较高，造成空白值增高，当试剂空白值吸光度值（A值）大于0.03时，会对分析结果带来误差。直接加热煮沸配制往往空白实验值很高，该实验采用加热煮沸法驱除酒石酸钾钠中的氨氮，充分冷却后稀释至100ml，并向定容的100ml酒石酸钾钠溶液中加入1ml饱和NaOH溶液，搅拌均匀后取上层清液使用。

3.2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。碘化汞-碘化钾-氢氧化钠（HgI2-KI-NaOH）溶液配制方法：称取16.0g氢氧化钠（NaOH），溶于50ml水中，冷却至室温；称取7.0g碘化钾（KI）和10.0g碘化汞（HgI2）溶于水中，然后边搅拌溶液边缓慢加入到上述50ml氢氧化钠溶液中，用水稀释至100 ml。贮于聚乙烯瓶内，用橡皮塞或聚乙烯盖子盖紧，于暗处存放。在吸取纳氏试剂的时候，应该取上清液。

4　实验条件的优化

4.1水中的氨氮随时间的衰减趋势分析

水样1，2分别在常温（15～25℃）、低温（4℃）储存。根据采样路途远的特点，考察时间以15d为限。高氨氮浓度（大于2mg/L）水样与低浓度水样随时间的衰减趋势有所不同，如图1所示。高浓度氨氮水样常温保存下，24h后有所衰减，随后数值保持稳定；高浓度氨氮水样低温保存下，总体保持稳定，10d后才有所降解；低浓度氨氮水样，无论常温还是低温情况下，3d后均有所衰减，随后降解情况不明显。水体中还存在大量微生物，耗氧速率大于富氧速率，导致水体中氧气含量降低，促成厌氧环境的形成，反硝化细菌大量生长，在反硝化细菌的作用下，水体中硝态氮和亚硝态氮大量转化为氨氮，随着转化的进行，水体中硝态氮和亚硝态氮的浓度减少，其转化的速率也就随着水样存放时间的增加而减小。

图1　水样中的氨氮随时间衰减变化趋势

4.2水样预处理

有些废水在前处理后，加入酒石酸钾钠和纳氏试剂后发现浑浊，这是由于样品基体十分复杂，含有许多易挥发有机或无机基体，如酮类、醛类、醇类和某些胺类含量高时都会和纳氏试剂产生浑浊，因此，有进一步分析前处理的必要性。

4.2.1pH值调节

氨氮是以游离氨（NH3）或铵盐形式存在于水体中，两者的组成比取决于水中的pH值，当pH值偏高时，游离氨的比例较高，反之则铵盐的比例较高。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值太低显色不完全，pH值太高溶液出现浑浊。在氨氮测定中要掌握纳氏试剂的配制要领，严格控制水样pH值在10.5左右，选择良好的滤料消除干扰，氨氮的测定就有了质控保障。所以，对河流中的水样，要先调节其pH值，然后再进行絮凝沉淀等后续测定步骤。

4.2.2去除余氯方法

若样品中存在余氯，可加入适量的硫代硫酸钠溶液去除，用淀粉-碘化钾试纸检验余氯是否除尽，以消除其对测定成果的影响。以水样3为例，采用相同质量浓度的硫代硫酸钠试剂去除余氯，当水样3中的氯离子2100mg/L时，水样3的氨氮为0.351mg/L；当水样3中的氯离子6300mg/L时，水样3的氨氮为0.447mg/L。

4.2.3絮凝沉淀方法

水样需进行絮凝沉淀、过滤等预处理，而滤纸中含有一定量的可溶性铵盐，定量滤纸中含量高于定性滤纸，采用定性滤纸过滤，过滤前用无氨水少量多次淋洗，这样可减少或避免滤纸引入的测量误差。为提高方法准确度、灵敏度，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。

4.3实验条件优化后的氨氮质控图

采用质控样品作为控制手段，每批样品带一个已知浓度的质控样品，随机对样品的采集、接收、流转、处置等过程进行检查。如随机检查分析人员是否按照方法要求进行分析、玻璃器皿是否干净整洁、平行样和回收的测定率是否符合规范要求、校准曲线是否符合统计检验的要求等。从氨氮检测质控图（见图2）可以看出，优化后的纳氏分光光法测定氨氮的质控图以时间为横轴，以质控数据为纵轴。纵轴虽是质控数据，上下分别标明X、X±S、X±2S、X± 3S的位置。采用纳氏分光光法测定氨氮质量控制效果很好，因此，建议采用该方法作为松原地表水中氨氮的测定方法。

图2　水样中的氨氮检测质控图

5　结　语

水环境监测是水资源保护与管理工作的重要基础和技术支撑，水环境监测信息是否准确，分析结论是否客观，是判断水环境问题的基本前提。为提高水环境监测水平，规范水环境监测质量管理工作，保障水质监测数据和信息的准确可靠，在检测水样中的氨氮时，应对所有数据进行及时校核、复核。检测过程中，注意标准物质的浓度、稀释方法、倍数、单位等。在分析样品的同时，每次应做空白实验，空白值过高时，应查找原因加以纠正。为了减少在空白测定中出现误差，应采用多测几个平行样的方法来解决；如果平行样测定的精密度较好，证明空白测定结果比较可靠。同一样品在完全相同的条件下进行同步分析，可按样品的复杂程度、所用方法和仪器精度等因素安排平行样的数量，条件允许时，应全部做平行样分析，否则，至少应按同批测试的样品数，随即抽取样品进行平行测定。

目前，氨氮的测定方法已经发展得比较完善，研究内容也比较全面，但针对不同浓度的水样，还需要探讨一些实验方法的适应性等问题。氨氮的测定方法种类较多，各有特点，纳氏分光光法因所使用的设备简单、操作方便，是值得推广应用的分析方法。

［1］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.

［2］朱学君.水中氨氮的测定方法小结及结果分析［J］.科技信息，2008（27）：374—375.

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1002－0624（2015）12－0030－02

2015-09-13