纳氏试剂分光光度法测定水中氨氮的相关问题分析

吴生妹

（浦城县检验检测所，福建 南平 353000）

1 用纳氏试剂分光光度法测定水中氨氮

氨氮是检测地表水是否符合饮用标准的项目之一，也是评价河流水质的重要指标[1]。因此，测量水中氨氮含量可作为水体好坏的评价标准之一。纳氏试剂分光光度法分析速度比较快、灵敏度非常高，且操作比较简单，因此大多数检测机构都选择该方法检测水中氨氮含量的高低。但纳氏试剂的配制过程比较复杂，试剂中还包含有毒化合物，随意丢弃会对环境造成污染，且废水中的硫化物、金属离子等会对实验结果产生干扰，因此实验前应先做好检测水样预处理，其操作步骤相对比较复杂。

2 实验原理

纳氏试剂可与水中的铵离子或游离氨发生反应，生成淡红棕色络合物，在波长420 nm处测试它的吸光度，水中氨氮含量与这种生成物的吸光度成正比。本法最低检测质量为1.0 μg氨氮，若取50 mL水样测定，则最低检测质量浓度为0.02 mg/L。

3 实验注意事项及改进措施

纳氏试剂分光光度法测量氨氮对实验条件要求比较高，实验人员在操作时一定要严格按照相应的标准进行，否则实验结果会造成较大的误差。

3.1 实验仪器或设备

1000 mL的玻璃蒸馏器、50 mL的具塞比色管、电子天平和分光光度计。

3.2 实验用水

用纳氏试剂分光光度法测定氨氮的实验用水必须是无氨水，使用前要用水冲洗实验容器。为防止无氨水受到污染，需对其进行密封保存，制作无氨水有两种方法。

3.2.1 蒸馏法

蒸馏法是把0.1 mL的硫酸加入到1000 mL的蒸馏水中，然后在玻璃蒸馏器中蒸馏，把馏出液的前和后各弃掉50～200 mL，然后把中间部分至于有塞玻璃瓶中。

3.2.2 离子交换法

离子交换法是用一个阳离子交换柱（强酸型）来过滤蒸馏水，再将流出的液体放于玻璃瓶中，并用玻璃盖盖住。

3.3 纳氏试剂的制备方法及注意事项

3.3.1 纳氏试剂的制备方法

第一种方法：先把20 g的碘化钾溶于25 mL的无氨水中，在搅拌的同时，再分批次加入大约10 g的二氯化汞粉末，直到出现不易溶解的朱红色沉淀时，再改成将二氯化汞溶液滴进去，同样地要进行充分地搅拌，直到只有少量的不溶解的朱红色沉淀物出现，立刻停止加入二氯化汞溶液。另外再取约60 g的氢氧化钾并将其溶于水中，稀释至250 mL，待其冷却至室温后，把上面已制作的溶液慢慢倒入氢氧化钾溶液中，再加入无氨水至400 mL。静置过夜后，把清液倒入聚乙烯的瓶子中，再密封保存。这种方法相对来说比较复杂，如图1所示。

图1 纳氏试剂制作方法一示意图

第二种方法：把16 g的氢氧化钠溶于50 mL的无氨水中，然后让其冷却至室温。另外再取10 g的碘化汞和7 g的碘化钾，溶于少量的无氨水中，然后一边搅拌，一边慢慢地注入前面所制作的氢氧化钠溶液，最后加入无氨水稀释至100 mL，并把溶液倒入聚乙烯瓶子进行密封保存，其过程如图2所示。这种方法较为简单，制作比较快捷。

图2 纳氏试剂制作方法二示意图

3.3.2 注意事项

在配置纳氏试剂过程中，二氯化汞和碘化汞是剧毒物质，可通过皮肤甚至呼吸进入人体，对人体健康造成严重影响，使用时一定要小心。使用纳氏试剂分光光度法，容易受到外来氨气的影响，比如空气污染，所以检测需在洁净实验室中进行。另外，如果温度较低，纳氏试剂在静置后易产生白色的絮状物，会影响实验结果，可以通过提高实验室的室温来控制[2]。

纳氏试剂使用寿命短，容易浑浊，从而影响实验结果。如果纳氏试剂放于聚乙烯塑料瓶中，可贮存两年。但如果使用棕色的玻璃瓶盛放，大概两个月瓶底就会出现沉淀物，且随着时间的推移沉淀物越来越多。大约半年左右，瓶底就有6 mm厚的沉淀物。所以一般使用聚乙烯塑料瓶来盛放纳氏试剂，同时还需要避光保存。

用碘化汞制备纳氏试剂比用二氯化汞制备纳氏试剂的实验空白值高，为了尽量减小误差，操作人员可根据所在地需检测水体的水质大致情况来选择试剂进行制备。

3.4 实验过程

3.4.1 铵标准溶液的制备

铵标准贮备溶液的制备：将氯化铵在105 ℃下烘烤1 h，冷却后称取3.8190 g，溶于纯水中于容量瓶内定容至1000 mL，这样溶液的浓度为1 mg/mL。

铵标准使用溶液的制备：先取5 mL的铵标准贮备溶液，然后将其置于500 mL的容量瓶中，再用无氯水稀释到标线位置，这样溶液的浓度为0.01 mg/mL。

酒石酸钾钠溶液的制备：取50 g酒石酸钾钠，将其溶于100 mL的无氯水中，加热煮沸至不含氨为止，冷却后再用纯水补充定容至100 mL。

3.4.2 绘制标准曲线

取50 mL的比色管8支，分别加入0、0.5、1、2、4、6、8 mL及10 mL的铵标准使用液，然后加纯水到标线的位置，再添加1 mL的酒石酸钾钠溶液，摇匀。加1 mL的纳氏试剂，摇匀。静置10分钟后，在波长420 nm的位置，用光程为10 mm的比色皿，以水为参比检测吸光度。用得到的吸光度数值减去空白零浓度的吸光度，就是校正的吸光度，然后从校准曲线上就可得到氨氮的含量：

氨氮的浓度=氨氮含量/水样的体积×1000

3.5 处理水样时的注意事项

水样浑浊或有颜色都会影响此方法对氨氮的检测，故需在水样沉淀后，采用清液进行分析，也可转入离心管进行相应的离心处理。另外还需要注意在水样沉淀后，一定要及时进行分析测定，否则溶液可能还会再次浑浊，一般在室温中放置15天内水样中的氨氮都较为稳定。如果是比较特殊的水样，比如受污染较为严重或者是工业废水，在沉淀后其水样浑浊度仍然较高，或虽然浑浊不明显但注入试剂后浑浊度升高，这时需要使用蒸馏法来处理水样，以减小检测的误差。

3.6 水样分析时的注意事项

3.6.1 调节水样

首先要用pH试纸检测水样的pH值，如果水样是中性或者弱碱性的，可以直接进行取样分析；如果水样是酸性的，则要先调节其pH值至中性后再进行分析。调节pH值的方法如下：取适量的水样倒入烧杯中，然后加入固体氢氧化钠，要求少量多次添加，一直把水样的pH值调至中性即可。如果水样pH值超过12，那么要使用浓硫酸进行调节。

3.6.2 处理余氯

先要用碘化钾试纸放于水样的瓶口处，试纸要用无氨水湿润过，如果试纸变成蓝色，则表明水样中有余氯。这时就需要对余氯进行处理，通过加入少量的硫代硫酸钠溶液，少量多次加入，直到碘化钾试纸不再变色，表明余氯已经处理完毕。

3.6.3 处理滤纸

在实验过程中，需要对水样进行预处理，而预处理一般都会用滤纸来过滤。因为使用的是无氨水，所以不能用一般的滤纸来进行过滤，但特殊滤纸中含有的铵盐较多，会影响水样，因此要将滤纸用无氯水进行多次洗涤，洗涤次数大于3次，可有效去除滤纸中铵盐对水质检测的影响，从而降低对测定结果的影响。

3.6.4 控制反应的显色时间与显色温度

用纳氏试剂检测氨氮，虽然比其他方法高效、简单又准确，但是其准确度会受到反应显色时间的影响，在实际工作中，比色时间一般都会延后。实验结果表明在20 ℃室温条件下，显色时间小于10分钟，溶液不完全显色，并且吸光度随着显色时间变长而增大，而显色时间在10至30分钟时显色相对稳定，吸光度没有明显变化，故一般显色时间控制在20分钟左右较为合理。同理，温度也是一个重要因素。实验温度在5 ℃～15 ℃时，溶液不完全显色，而实验温度在20 ℃～25 ℃时为完全显色，若实验温度高于30 ℃，那么物质吸光度会稍微降低，因此显色温度应该控制在20 ℃～25 ℃。

3.6.5 处理水中的金属离子

如果在检测过程中存在金属离子，为了消除干扰，一般加入酒石酸钾钠即可掩蔽金属离子，但是如果水中金属离子浓度较高，也可以通过配置复合屏蔽剂来掩蔽金属离子如酒石酸钾钠-六偏磷酸钠复合剂等。

4 结语

综上所述，实验人员要做到规范操作，态度要严谨、认真，以减小实验环节对氨氮检测的误差。只有这样才能准确检测出饮用水、生产和生活用水、河流内的水、工业废水等氨氮含量的水平，从而保证居民饮用水及生产和生活用水的安全。