納氏試劑比色法測定污水中氨氮的方法

陳 濤 劉永波 袁紅明

（1、青島市排水管理處，山東 青島 266000 2、青島海洋地質(zhì)研究所，山東 青島 266000）

1 氨氮的定義

氨氮主要來源于人和動物的排泄物，生活污水中平均含氮量每人每年可達(dá)2.5～4.5公斤。雨水徑流以及農(nóng)用化肥的流失也是氮的重要來源。另外，氨氮還來自化工、冶金、石油化工、油漆顏料、煤氣、煉焦、鞣革、化肥等工業(yè)廢水中。當(dāng)氨溶于水時，其中一部分氨與水反應(yīng)生成銨離子，一部分形成水合氨，也稱非離子氨。非離子氨是引起水生生物毒害的主要因子，而氨離子相對基本無毒。 國家標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類地面水，非離子氨的濃度≤0.02毫克/升。氨氮是水體中的營養(yǎng)素，可導(dǎo)致水富營養(yǎng)化現(xiàn)象產(chǎn)生，是水體中的主要耗氧污染物，對魚類及某些水生生物有毒害，對人體也有不同程度的危害。

2 納氏試劑比色法測定氨氮

氨氮的測定方法，通常有納氏試劑比色法、苯酚-次氯酸鹽（或水楊酸-次氯酸鹽）比色法和電極法等。納氏試劑比色法具有操作簡便、靈敏等特點(diǎn)，但鈣、鎂、鐵等金屬離子、硫化物、醛、酮類，以及水中色度和混濁等干擾測定，需要相應(yīng)的預(yù)處理。

2.1 原理

碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應(yīng)生成淡紅棕色膠態(tài)化合物，其色度與氨氮含量成正比，通?？稍诓ㄩL410-425nm范圍內(nèi)測其吸光度，計算其含量。

本法最低檢出濃度為0.025mg/L（光度法），測定上限為2mg/L。采用目視比色法，最低檢出濃度為0.02mg/L。水樣作適當(dāng)?shù)念A(yù)處理后，本法可適用于地面水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水。

2.2 儀器

2.2.1 帶氮球的定氮蒸餾裝置：500mL凱氏燒瓶、氮球、直形冷凝管。

2.2.2 分光光度計。

2.2.3 pH計。

2.3 試劑

配制試劑用水均應(yīng)為無氨水。

2.3.1 無氨水?？蛇x用下列方法之一進(jìn)行制備：a蒸餾法：每升蒸餾水中加0.1mL硫酸，在全玻璃蒸餾器中重蒸餾，棄去50mL初餾液，接取其余餾出液于具塞磨口的玻璃瓶中，密塞保存。b離子交換法：使蒸餾水通過強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂柱。

2.3.2 1mol/L鹽酸溶液。

2.3.3 1mol/L氫氧化納溶液。

2.3.4 輕質(zhì)氧化鎂（MgD）：將氧化鎂在500℃下加熱，以除去碳酸鹽。

2.3.5 0.05%溴百里酚藍(lán)指示液（pH6.0-7.6）。

2.3.6 防沫劑：如石蠟碎片。

2.3.7 吸收液：①硼酸溶液：稱取20g硼酸溶于水，稀釋至1L。②0.01mol/L硫酸溶液。

2.3.8 納氏試劑?？蛇x擇下列方法之一制備：a稱取20g碘化鉀溶于約25mL水中，邊攪拌邊分次少量加入二氧化汞（HgCl2）結(jié)晶粉末（約10g），至出現(xiàn)朱紅色沉淀不易溶解時，改為滴加飽和二氯化汞溶液，并充分?jǐn)嚢?，?dāng)出現(xiàn)微量朱紅色沉淀不再溶解時，停止滴加氯化汞溶液。另稱取60g氫氧化鉀溶于水，并稀釋至250mL，冷卻至室溫后，將上述溶液徐徐注入氫氧化鉀溶液中，用水稀釋至400mL，混勻。靜置過夜，將上清液移入聚乙烯瓶中，密塞保存。b稱取16g氫氧化鈉，溶于50mL水中，充分冷卻至室溫。另稱取7g碘化鉀和碘化汞（HgI2）溶于水，然后將此溶液在攪拌下徐徐注入氫氧化鈉溶液中。用水稀釋至100mL，貯于聚乙烯瓶中，密塞保存。

2.3.9 酒石酸鉀鈉溶液：稱取50g酒石酸鉀鈉（KNaC4H4O6·4H2O）溶于 100mL 水中，加熱煮沸以除去氨，放冷，定容至100mL。

2.3.10 銨標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：稱取3.819g經(jīng)100℃干燥過的氯化銨（NH4Cl）溶于水中，移入1000mL容量瓶中，稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。

2.3.11 銨標(biāo)準(zhǔn)使用溶液：移取5.00mL銨標(biāo)準(zhǔn)貯備液于500mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。

2.4 測定步驟

2.4.1 水樣預(yù)處理。取250mL水樣（如氨氮含量較高，可取適量并加水至250mL，使氨氮含量不超過2.5mg），移入凱氏燒瓶中，加數(shù)滴溴百里酚藍(lán)指示液，用氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液調(diào)節(jié)至pH7左右。加入0.25g輕質(zhì)氧化鎂和數(shù)粒玻璃珠，立即連接氮球和冷凝管，導(dǎo)管下端插入吸收液液面下。加熱蒸餾，至餾出液達(dá)200mL時，停止蒸餾。定容至250mL。

采用酸滴定法或納氏比色法時，以50mL硼酸溶液為吸收液；采用水揚(yáng)酸-次氯酸鹽比色法時，改用50mL0.01mol/L硫酸溶液為吸收液。

預(yù)處理水樣時，調(diào)節(jié)水樣的pH是關(guān)鍵.實驗結(jié)果表明，pH≤ 3.5時，水樣中產(chǎn)生異色和渾濁的雜質(zhì)即可被完全除去。pH越高，雜質(zhì)越不易被除去。這可能是因為，在PTA生產(chǎn)污水中含有大量的有機(jī)酸性雜質(zhì)，在酸性溶液中，這些雜質(zhì)被沉淀出來，很容易經(jīng)過濾除去。

2.4.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。吸取 0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00 和 10.0mL 銨標(biāo)準(zhǔn)使用液于50mL比色管中，加水至標(biāo)線，加1.0mL酒石酸鉀鈉溶液，混勻。加1.5mL納氏試劑，混勻。放置10min后，在波長420nm處，用光程20mm比色皿，以水為參比，測定吸光度。由測得的吸光度，減去零濃度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，繪制以氨氮含量（mg）對校正吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.4.3 水樣的測定。a分取適量經(jīng)絮凝沉淀預(yù)處理后的水樣（使氨氮含量不超過0.1mg），加入50mL比色管中，稀釋至標(biāo)線，加0.1mL酒石酸鉀鈉溶液。b分取適量經(jīng)蒸餾預(yù)處理后的餾出液，加入50mL比色管中，加一定量1mol/L氫氧化鈉溶液以中和硼酸，稀釋至標(biāo)線。加1.5mL納氏試劑，混勻。放置10min后，同標(biāo)準(zhǔn)曲線步驟測量吸光度。

2.4.4 空白試驗：以無氨水代替水樣，作全程序空白測定。

2.5 計算

由水樣測得的吸光度減去空白試驗的吸光度后，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得氨氮含量（mg）。

式中：m—由校準(zhǔn)曲線查得的氨氮量（mg）；V—水樣體積（mL）。

2.6 注意事項

2.6.1 應(yīng)注意主要試劑性狀，選購合格試劑。

2.6.2 試劑正確配制決定著方法靈敏度，特別要注意理解納氏試劑配制原理，正確掌握納氏試劑配制要領(lǐng)。

2.6.3 納氏試劑中碘化汞與碘化鉀的比例，對顯色反應(yīng)的靈敏度有較大影響。靜置后生成的沉淀應(yīng)除去。

2.6.4 濾紙中常含痕量銨鹽，使用時注意用無氨水洗滌。所用玻璃器皿應(yīng)避免實驗室空氣中氨的沾污。

2.6.5 降低空白實驗值可提高實驗精密度，對實驗用水，試劑空白和過濾濾紙要注意檢查。

2.6.6 反應(yīng)條件，如溫度，時間，體系PH決定反應(yīng)速度，反應(yīng)平衡和反應(yīng)生成物的穩(wěn)定性，應(yīng)控制反應(yīng)在最佳條件下進(jìn)行。

2.6.7 水體中溶解態(tài)無機(jī)或有機(jī)物以及不溶態(tài)懸浮物對納氏試劑溶光度測定氨氮均有干擾，應(yīng)根據(jù)不同情形選擇不同方法加以消除，特別應(yīng)注意酒石酸鉀鈉掩蔽失效現(xiàn)象。

2.6.8 對于超過檢測上限含量水樣的稀釋測定問題因事前，事后稀釋兩種方法相對誤差均滿足分析要求，對于大批量測定情況可采取事后稀釋測定。

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