納氏試劑分光光度法對水中氨氮的測定研究

王作芬

（浙江中環檢測科技股份有限公司，浙江溫州325016）

水中氨氮是以銨鹽、游離氮作為主要存在形式，而以存在于生活污水中的銨鹽和游離氮關系著水中含氮有機物，含氮有機物在微生物作用下會產生分解，如此一來水中也就存在了氨氮[1]。水中含量過高的氨氮會在一定程度上損害人體，借助納氏試劑分光光度法監測、評價，可有效處理污水。水中氨氮測定期間，溫度控制這一環節十分重要，能直接影響到納氏試劑及氨氮反應速度。具體測定實踐中，針對試驗環境、器具、用水和顯色時間等因素必須予以重視，以實際情況為根據對反應條件合理控制，為實驗數據提供準確、高精密度保障。

1 實驗部分

1.1 實驗原理

該方法的原理為：以銨鹽或游離氮形式存在的氨氮在與納氏試劑反應之后，有淡紅色的絡合物產生，該絡合物吸光度和氨氮含量之間的關系為正比，在波長420nm 處對其吸光度展開測量。該方法具有高準確度、便捷等優點，得到了廣泛運用。

1.2 實驗試劑

配制試劑用水均應為無氨水。

1.2.1 納氏試劑

稱取16g 氫氧化鈉并以50mL 純水溶解，冷卻至室溫。另稱取7g 碘化鉀、10g 碘化汞，置于少量純水中溶解后不斷攪拌并將氫氧化鈉溶液逐一注入其內[2]。添加純水稀釋至100mL 后密封保存于聚乙烯瓶中。

1.2.2 銨標準貯備溶液

稱取優級純氯化銨3.819g 置于純水中溶解后轉至容量瓶（1000mL）內，添加純水稀釋至標線，氨氮含量為1.00mg/mL。

1.2.3 銨標準使用溶液

將銨標準貯備溶液5.00mL 移至容量瓶（500mL）內，添加純水稀釋至標線，氨氮含量為0.010mg/mL。

1.2.4 酒石酸鉀鈉溶液

稱取酒石酸鉀鈉50g 置于100mL 純水中，溶解后加熱、煮沸除氨、冷卻至室溫后定容至100mL。

1.3 儀器設備

1000 mL 全玻璃蒸餾器；50mL 具塞比色管；電子天平；分光光度計。

1.4 標準曲線的繪制

吸取銨標準使用液 0、0.50mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、7.00mL 和10.0mL 置于比色管（50mL）內，添加純水稀釋至標線，添入酒石酸鉀鈉溶液1.0mL，混勻、放置10min。采取光程10mm 比色皿，在420nm 波長處對其吸光度進行測定，參比對象為水。以所測吸光度為依據，校正吸光度為減去零濃度空白管吸光度后的值。

1.5 水樣測定

在比色管（50mL）內添加50mL 純水。吸取銨標準使用溶液0、0.50mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、7.00mL 和10.0mL 置于比色管（50mL）內，添加無氨水稀釋至刻度[3]。分別將1mL 酒石酸鉀鈉溶液加入水樣及標準管內并搖勻，隨后將1mL 納氏試劑加入，再次搖勻。用1cm 比色皿在420nm 波長處對其吸光度值進行測定，繪制標準曲線。以相同步驟測定水樣吸光度，依據標準曲線獲取氨氮含量。

2 結果與討論

2.1 結果

以表1 結果為根據完成標準曲線的繪制，其中縱坐標為凈吸光度、橫坐標為氨氮含量，下圖1為標準曲線。

表1 實際檢測結果

圖1

由此可知氨氮含量與凈吸光度可將滿足。

依據實驗結果得知，高達0.9677 的具有較高的擬合程度。完成標準曲線的繪制后，僅需將水樣吸光度測出，便可獲取水樣中氨氮濃度。

2.2 水樣中物質的影響

氨氮測定期間，若是水樣帶有顏色、渾濁等，測量結果會有一定的誤差產生。具體測定過程中，針對水樣需實施預處理，若是水樣具有相對較高的清潔度，可采用絮凝沉淀法；針對污染嚴重的工業廢水等，可采取蒸餾法消除干擾[4]。而在酸性條件下，有機廢水中因有機物分解的緣故，有機氮會朝著氨氮轉化，如此一來在放置時間的不斷延長下，氨氮測定結果也會變大，鑒于此，在完成采樣后需盡快開展測定工作。無機廢水中的氨氮在酸性條件下朝著酸鹽氨、亞硝酸鹽氨轉化時，存在相對緩慢的速度，測定結果幾乎不會受到保存數日的影響。就地表水樣而言，將硫酸加入水樣使其pH 值因酸化而不超過2h，室溫條件下放置15d 相對穩定。

2.3 顯色時間的影響

具體測量過程中，由于各類原因的影響，比色時間通常會出現提前或延后的狀況，故而顯色時間的合理確定十分關鍵[5]。在25℃室溫下，將酒石酸鉀鈉、納氏試劑加入含有0.05mg/L、0.50mg/L、1.00mg/L 的氨氮樣品中顯色后，在不同放置時間下對其吸光度進行測定，下表2 為具體結果。

表2 顯色時間對吸光度的影響（A）

依據上表2 不難發現，顯色時間不超過5min由于反應不完全，存在較低的吸光度值；顯色時間在10～30min 內，具有較為穩定的顯色及最大的吸光度值；顯色大于40min 后，吸光度值會隨著褪色而降低。鑒于此，水中氨氮測定中，采用納氏試劑分光光度法時應選擇10～30min 的顯色時間。

2.4 顯色溫度的影響

對于納氏試劑、氨氮反應速度而言，溫度能對其造成一定的影響，測定結果也會受到相應的影響[6]。故而，在具體實驗中以5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃等不同室溫下，選擇10min 顯色時間展開測定，在5～15℃溫度內，出現不完全顯色；20～25℃溫度，具有較為完全的顯色；超過30℃的溫度，吸光度會隨溫度上升而下降。故而，應以20～25℃的實驗室溫度為宜。而當實驗室溫度相對較低時，要想確保該方法的靈敏度，可適當延長顯色時間。

2.5 水樣pH 的影響

納氏試劑顯色反應的反應式如下：

依據反應式不難發現，顯色體系pH、分析結果準確性會在一定程度上受到顯色程度的影響。加入納氏試劑后，溶液顯色pH 值以11.8～12.4 為佳。當pH＜11.8 時，反應為逆反應，會有紅色沉淀形成；pH＞12.4 時，溶液渾濁且無法比色，同時還會形成大量的。25℃室溫下，改變同一水樣的pH值并加入納氏試劑1.0mL，放置10min 后對其吸光度進行測定，下表3 為具體測定結果。

表3 pH 值與吸光度關系

依據表3 不難發現，水樣具備最高吸光度值時pH 約為7，故而水樣保存運輸中進行加酸酸化處理時，測定樣品前需調整pH 為中性。

3 結語

依據實驗完成氨氮標準曲線的繪制，以供不同水樣中氨氮含量的有效、快速檢測。廢水污染物中，氨氮十分常見，其含量是對水環境質量進行評價的重要指標之一。飲用水中出現過高的氨氮含量時，亞硝酸鹽結合蛋白質會構成具有強致癌性的亞硝胺物質，嚴重威脅到人體健康。同時，氨氮也會在一定程度上影響水生生物，隨著水中氨氮含量的升高，pH 值及毒性也會相應的上升，進而對水生生物造成更大的危害。故而，就水中氨氮含量測定工作而言，對于水質評價、水體凈化有著極為關鍵的意義。