楊紹美

(北海市海域使用動態(tài)監(jiān)管中心，廣西 北海 536000)

水體中的氨氮來源很多，主要為生活污水、工廠廢水以及農(nóng)田排水等。氮、磷含量過高易導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化。氨氮是環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測的一個重要指標(biāo)。淡水中氨氮的測定方法主要有氣相分子吸收法、水楊酸鈉-次氯酸鹽法、電極法和納氏比色法。其中納氏比色法具有操作簡單、靈敏度高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用。本文根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)文獻(xiàn)參考，對用納氏比色法測定水體中氨氮的實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的常見問題進(jìn)行分析和探討，并提出優(yōu)化和改進(jìn)方案。

1 方法原理

碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應(yīng)可生成淡紅色的膠態(tài)化合物，此顏色在較寬的波長內(nèi)具有強(qiáng)吸收。通常測定用波長在410 425nm 范圍。

NH4

++3OH-+ 2[HgI4]2-≒ NH2HgIO↓（棕橙色） + 7I-+ 2H2O

2 氨氮實(shí)驗(yàn)影響因素

2.1 無氨水的制備

實(shí)驗(yàn)過程均需使用無氨水，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，新制的蒸餾水和純水機(jī)制備的超純水均可以滿足實(shí)驗(yàn)要求，鑒于蒸餾水制備比較繁瑣，建議使用新制超純水，現(xiàn)用現(xiàn)取，避免被空氣中的氨污染。

2.2 酒石酸鉀鈉溶液的制備

市售的酒石酸鉀鈉純度不一，加入不合格的酒石酸鉀鈉溶液將會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)分析空白偏高或者水樣的渾濁，影響實(shí)驗(yàn)的精度和準(zhǔn)確性。常用的酒石酸鉀鈉提純方法有2 種：一是采用納氏試劑對酒石酸鉀鈉溶液進(jìn)行提純。向定容后的酒石酸鉀鈉溶液中加入5mL 納氏試劑，沉淀后取上層清液使用；二是向酒石酸鉀鈉溶液中加入少量堿液，煮沸蒸發(fā)至溶液體積的70% 80%，然后定容。實(shí)驗(yàn)表明，2 種方法提純后產(chǎn)生的空白值均能滿足實(shí)驗(yàn)要求，根據(jù)個人經(jīng)驗(yàn)，推薦使用第2 種方法。

2.3 納氏試劑配置

納氏試劑的配置有2 種方法。一種是先將碘化鉀溶于水中，邊攪拌邊分次加入二氯化汞（HgCl2），至朱紅色沉淀不易溶解為止。然后將此溶液注入配置好冷卻至室溫的堿液中，用水稀釋定容。標(biāo)準(zhǔn)方法并未給出HgCl2的確切使用量，需要根據(jù)配制情況逐次加入。此方法經(jīng)驗(yàn)性強(qiáng)，比較難以掌握。根據(jù)納氏試劑配制反應(yīng)原理，計(jì)算得出HgCl2與KI 的 用 量 比 為0.41∶1（即82g 的HgCl2溶 解于20g 的KI 溶液），以此方法配制的納氏試劑靈敏度滿足實(shí)驗(yàn)要求[1]。但是HgCl2溶解速度很慢，可在低溫加熱條件下進(jìn)行配制。第二種是用NaOH、KI 和碘化汞（HgI2）配制。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可先將NaOH溶解于50mL 水中，冷卻至室溫。另取7g KI 溶于10 15mL 水中，逐次加入HgI2，溶解很快，用水稀釋至30 40mL。然后將此溶液邊攪拌邊加入之前配制的NaOH 溶液，最后定容至100 mL，靜置24h，用砂芯漏斗過濾除去少量沉淀。注意一定要將NaOH溶液冷卻至室溫，否則配制過程中會析出一部分的HgI2，靜置后納氏試劑表層溶液會有紅色結(jié)塊出現(xiàn)，導(dǎo)致配制失敗。鑒于第二種方法操作簡單，容易控制和掌握，推薦使用。

2.4 濾紙的使用

在氨氮分析過程中，經(jīng)絮凝沉淀后的水樣需要使用經(jīng)無氨水充分洗滌過的中速濾紙過濾，并棄去初濾液。實(shí)驗(yàn)表明，不同品牌濾紙或不同張濾紙引起的空白值差別很大且空白較高，雖多次用水洗滌仍達(dá)不到實(shí)驗(yàn)要求。建議使用體積比為0.1%的稀鹽酸溶液浸泡24h 后沖洗浸泡數(shù)次至中性使用，效果良好。

2.5 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境

氨氮分析實(shí)驗(yàn)對環(huán)境要求比較嚴(yán)格，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不應(yīng)有揚(yáng)塵，要保持潔凈、通風(fēng)，同時最好不要與含氮的分析項(xiàng)目（如硝酸鹽、測定總硬度等）在同一實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，避免交叉感染。另外所用試劑和玻璃器皿要專項(xiàng)專用，單獨(dú)存放。

3 反應(yīng)條件控制

3.1 反應(yīng)溫度對實(shí)驗(yàn)的影響

溫度不僅影響納氏試劑的顯色時間，也會影響到溶液的顏色。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，5 15℃時，吸光度無顯著改變，但顯色不完全；20 25℃時顯色完全，且標(biāo)準(zhǔn)偏差較小。當(dāng)溫度繼續(xù)上升時，吸光度值逐漸降低，溶液褪色。所以實(shí)驗(yàn)顯色溫度應(yīng)控制在20 25℃，分析結(jié)果最可靠。

3.2 反應(yīng)時間對實(shí)驗(yàn)的影響

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，顯色時間小于10min 時，溶液顯色不完全；10 30min 時，顯色趨于穩(wěn)定，大于30min后，溶液顏色有加深趨勢。鑒于氨氮容易受空氣中的氮污染，建議顯色15min 為宜，樣品盡快上機(jī)分析完全。

3.3 溶液 pH 對實(shí)驗(yàn)的影響

不少研究表明，水樣的pH 對顯色反應(yīng)的影響很大。鑒于標(biāo)準(zhǔn)曲線是用中性無氨水配制，當(dāng)水樣為酸性時，建議將顯色前的水樣調(diào)至中性再比色測定。顯色溶液的pH 宜控制在11.8 12.8 之間[2]。

3.4 比色皿光程的影響

國家標(biāo)準(zhǔn)方法（HJ 535－2009）中使用20mm比色皿時，方法的測試范圍為0.10 2.0 mg·L-1，對于低濃度樣品（濃度小于0.10mg·L-1）無法精確測量。使用50mm 比色皿時，可以降低方法的檢出限。而根據(jù)樣品的濃度也可以選擇10mm 的比色皿，擴(kuò)大方法的測量范圍。

4 結(jié)論

對納氏比色法測定水體中氨氮的實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的常見問題進(jìn)行分析和探討，表明：應(yīng)控制外界氨對實(shí)驗(yàn)的影響，盡量降低試劑中氨的污染；過濾的濾紙最好經(jīng)過0.1%稀鹽酸溶液的浸洗；配制酒石酸鉀鈉溶液時需要加NaOH 煮沸除氨。試驗(yàn)過程中應(yīng)把顯色時間控制在10 30min，顯色溶液的pH 控制在11.8 12.8 之間。降低和增加比色皿的光程可以改變方法的測定范圍，更精確地測量不同濃度的樣品。

[1] 余明星，鄭紅艷，汪光.納氏試劑比色法測定水體中氨氮常見問題與解決方法[J].干旱環(huán)境監(jiān)測，2005，19(2)：121-126.

[2] 水和廢水分析方法檢測指南編委會. 水和廢水分析方法檢測指南(上冊) [M]. 北京：中國環(huán)境出版社，1990：138-139.