納氏試劑分光光度法測定煤化工廢水中氨氮的影響因素

于曉峰

（陜西咸陽化學(xué)工業(yè)有限公司，陜西咸陽 712000）

1 概述

煤化工廢水是在煤化工生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的工業(yè)廢水。煤化工生產(chǎn)工藝是以煤為原料經(jīng)過煤氣化、煤液化、焦油化工、電石乙炔化工等化工生產(chǎn)過程將煤轉(zhuǎn)化為氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)以及多種化工產(chǎn)品，通過該生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的廢水主要有焦化廢水、氣化廢水和液化廢水，這類廢水中通常含有大量的氨氮（NH3-N）等污染物，高濃度氨氮進入受納水體后會使水體出現(xiàn)惡臭，極易造成水體的富營養(yǎng)，嚴(yán)重破壞水源生態(tài)系統(tǒng)。因此，水中氨態(tài)氮含量在水質(zhì)測試中具有很重要意義，是煤化工廢水處理效果達不達標(biāo)及地表水水質(zhì)好壞的重要指標(biāo)。水中氨氮的檢測方法有納氏試劑分光光度法、氨氣敏電極測定法、蒸餾-滴定法、離子選擇電極法等。其中作為國家標(biāo)準(zhǔn)方法的納氏試劑分光光度法，是我公司近十年來一直沿用的廢水中氨氮檢測方法，該方法具有操作簡便、快速、靈敏度高試劑價格低廉等特點。本文主要對納氏試劑分光光度法測定水中氨氮的常見問題進行探討和總結(jié)。

2 影響因素

2.1 試劑水的選擇

試劑水對檢測空白會造成較大的影響，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，該測定的試劑水為無氨水，其制備方法為：向每升脫鹽水（Ⅱ、Ⅲ級試劑水）中加入0.1mL濃硫酸試劑，在全玻璃蒸餾器中對其進行重蒸餾，棄去50mL初餾液后，將其余餾出液接取后置于具塞磨口玻璃瓶中，密封保存以備用。但由于該方法出水量較小，所得餾出液不易保存（易吸附實驗室中空氣的氨而污染）。為了尋求其他實驗用水能否滿足實驗要求，我們對無氨水和離子交換法所得新鮮脫鹽水進行空白對比，實驗步驟：各準(zhǔn)確量取無氨水、新鮮脫鹽水50.0mL置于50mL干凈干燥的比色管中，分別加入酒石酸鉀鈉（500g/L）溶液1.0mL，混勻；各加入納氏試劑1.5mL，充分搖勻。放置10min后，于420nm處用2cm玻璃比色皿，以無氨水作參比，測其吸光度。實驗結(jié)果見表1。

表1 無氨水和新鮮脫鹽水測定氨氮的空白吸光度

經(jīng)實驗可得，無氨水和新鮮脫鹽水的空白吸光度均未超過國家標(biāo)準(zhǔn)要求的A0＜0.030，故利用離子交換法所得新鮮脫鹽水可作為實驗用水，這樣能夠樣既簡化了操作程序，省時省力，方便易得，分析指標(biāo)符合水質(zhì)指標(biāo)要求。

2.2 反應(yīng)時間的影響

氨氮納氏試劑分光光度法，優(yōu)點是操作過程簡便快速，分析結(jié)果準(zhǔn)確度高，但顯色時間是影響結(jié)果準(zhǔn)確度的一個重要因素，因此，如何控制和把握顯色時間就顯得尤為重要。國家標(biāo)準(zhǔn)要求顯色時間是10min，在日常分析過程中，由于各種原因致使比色時間不得不提前或者延后，這兩種情況下的數(shù)據(jù)能不能滿足準(zhǔn)確度的要求？因此確定合理的顯色時間范圍對于日常分析具有較強的指導(dǎo)意義。實驗步驟：取四支50mL干凈干燥的比色管，分別向其加入濃度為1.0mg/L的氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液0，10，30，50mL，稀釋到標(biāo)線（其濃度分別為0，0.2，0.6，1.0mg/L），分別加入1mL酒石酸鉀鈉溶液，混勻，再加入1.5mL納氏試劑混勻，在波長420nm，用光程20mm比色皿，用新鮮脫鹽水為參比，按時間梯度5，10，20，30，40，50，60min進行吸光度測定，實驗結(jié)果如表2所示。

表2 不同顯色時間測定不同濃度氨氮的吸光度

實驗結(jié)果表明：反應(yīng)時間在0～10min時溶液顯色不完全，測定結(jié)果偏低；反應(yīng)時間在10～40min時溶液顏色較穩(wěn)定，測定結(jié)果可以達到分析的精密度和準(zhǔn)確度要求；反應(yīng)時間在40～60min時溶液有紅色沉淀出現(xiàn)。所以，為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，應(yīng)在顯色反應(yīng)10min后再行測定，在10～30min內(nèi)完成測定。

2.3 檢測樣品中干擾物質(zhì)的影響

（1）水樣中有色、渾濁的影響

若待測水樣中帶色、渾濁或者含有其他干擾物質(zhì)，會不同程度到影響氨氮的測定結(jié)果，應(yīng)在測定前按下述方法進行預(yù)處理：

取100mL待測水樣，向其中加入10%硫酸鋅溶液1.0mL，25%氫氧化鈉溶液0.2mL，調(diào)節(jié)pH至10～11左右，混勻，靜置使其沉淀，用經(jīng)無氨水多次置換洗滌過的中速濾紙過濾，棄去初濾液20～30mL，將剩下的濾液按照氨氮測定方法進行測定。

（2）待測水樣中余氯的影響

待測水樣中存在余氯（余氯超過一定濃度），會與納氏試劑中的汞離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使氨氮和納氏試劑不能完全反應(yīng)，導(dǎo)致測定結(jié)果偏低。氯離子濃度過高（余氯＞1 100mg/L），余氯和氨氮可反應(yīng)生成氯胺（包括一氯胺，二氯胺和三氯胺），會使氨氮測定結(jié)果產(chǎn)生正干擾，氯離子含量越高，正干擾越大。

消除方法：被測水樣被采集以后應(yīng)該盡快分析，并立即去除余氯，以防止與氨發(fā)生反應(yīng)。如果水樣中的氯離子濃度不大于1 100mg/L時，可以對水樣不做處理；當(dāng)水樣中的氯離子濃度大于1 100mg/L以上時，可向水樣中加入適量的硫代硫酸鈉（3.5g/L）溶液去除氯離子（0.5mL的3.5g/L硫代硫酸鈉可去除0.25mg余氯），余氯是否除盡可以用淀粉-碘化鉀試紙指示。

（3）水樣中鈣鎂離子的影響

在試樣測定過程中，Ca2+、Mg2+在堿性條件下可產(chǎn)生白色沉淀物（氫氧化鈣，氫氧化鎂），會使水樣變得不清透、混濁，對分析結(jié)果造成干擾。

消除方法：如果水樣中含有少量的鈣、鎂等金屬離子，在測定時可加入酒石酸鉀鈉使其生成配合物掩蔽之。

（4）水樣中醛、酮、醇等有機物的影響

煤化工廢水中常有中含酮、醛、醇等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)在測定時會使水樣渾濁不澄清，有黃色（或乳白色）懸浮物生成。

消除方法：可將待測水樣的pH調(diào)至酸性（pH＜1），加熱使有機物蒸發(fā)完后，用氫氧化鈉將水樣的pH調(diào)至弱堿性后再按照分析步驟再行測定。

2.4 其他因素的影響

實驗室的外在環(huán)境對水中氨氮的測定也可能會造成影響，比如含氨的污染物對樣品的交叉污染、測定的環(huán)境溫度等。①以其他污染物為例，在實驗室中存在含氨的污染物，會造成交叉污染，比如：檢測總硬度使用的氨-氯化銨緩沖溶液可揮發(fā)出氨，容易對氨氮的測定造成污染，進而使測定值偏高。②實驗室溫度對測定的結(jié)果也會造成正負干擾，納氏試劑的反應(yīng)的快慢和顯色效果的強弱可隨著溫度的變化而產(chǎn)生影響，顯色效果和反應(yīng)速度會隨著溫度的升高而逐漸加強，當(dāng)實驗室的環(huán)境溫度達到20～30℃時氨氮和納氏試劑的顯色反應(yīng)最為完全。但實驗室的環(huán)境溫度如果大于30℃以后，隨著溫度的升高顯色反應(yīng)就會逐漸下降，基于此應(yīng)對實驗室的環(huán)境溫度進行控制，讓測定結(jié)果達到最佳。

3 結(jié)束語

納氏試劑分光光度法測定煤化工廢水中氨氮，雖具有操作過程簡單、快速、測定結(jié)果準(zhǔn)確度高等優(yōu)點，但測定過程容易受各種因素的干擾。因此，在測定過程中務(wù)必注意以下幾點：①整個分析過程中必須使用無氨水或者新鮮脫鹽水，以減小空白吸光度（A0）。②注意顯色時間和顯色溫度。③對水樣中的干擾物質(zhì)進行針對性掩蔽和樣品預(yù)處理。④盡可能地減少樣品的交叉污染。只有全面掌握和注意實驗中的每一個細節(jié)，才能盡可能地保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確無誤。