水質氨氮納氏試劑分光光度法測定過程中稀釋方法的改進

柴江君

（萬子健檢測技術（上海）有限公司，上海 201800）

引言

由于國家對廢水氨氮排放的要求日益嚴格[1]，使氨氮成為水質分析中最常規的項目，標準《水質氨氮的測定納氏試劑分光光度法》（HJ 535-2009）的測定上限為2.00 mg/L（以N計）[2]，依據該標準測定實際水樣時，經常會遇到氨氮檢測結果超過測定上限的情況，這時需要把樣品稀釋后重新進行比色測定（稱原始樣品稀釋法）。由于此法難以預料到水樣中氨氮濃度的高低，樣品按照HJ 535-2009的一系列步驟后，再經分光光度計測定，才能判斷其吸光值是否超出校準曲線的線性范圍。該方法既影響實驗室檢測工作的效率，又增加了人力、物力成本。有文獻報道王藝樵[3]、周秋心[4]、王琪[5]等人采用分析后樣品稀釋法（取適量經分析顯色后的樣品，加至50 mL比色管中，用無氨水稀釋到刻度，混勻后，以無氨水作參比，于波長420 nm處測其吸光度）測定超過測定上限的氨氮樣品，此方法操作簡單、節省試劑，且效率較高，但是測定結果偏低，可能是此種稀釋法對樣品溶液的基質有影響。因此需要對該方法進行改進，改進后的方法是采用蒸餾后樣品稀釋法測定超過測定上限的氨氮樣品。通過實際樣品和標準樣品的試驗對原始樣品稀釋法和蒸餾后樣品稀釋法進行對比研究，探討蒸餾后樣品稀釋法的可行性。

1 實驗原理

對水中以游離態的氨或銨離子等形式存在的氨氮，在弱堿性條件下進行蒸餾，蒸餾釋放出的氨被吸收于硼酸溶液中，與納氏試劑反應生成淡紅棕色絡合物，該絡合物的吸光度與氨氮含量成正比，于波長420 nm處測量其吸光度。

2 設備儀器

紫外分光光度計（北京普析，T6新世紀）：20 mm比色皿；多功能蒸餾裝置（山東霍爾德電子，HD-ZL60D）；電子天平（METTLER TOLEDO，ME204/02）；純水器（默克Milli-Q，Synergy UV）。

3 實驗試劑

無氨水，用市售純水器（默克Milli-Q，Synergy UV）在無氨環境中，臨用前制備；硼酸溶液，ρ=20 g/L：稱取20 g硼酸溶于水中，稀釋至1 L；輕質氧化鎂（不含碳酸鹽）；酒石酸鉀鈉溶液，ρ=500 g/L；鹽酸，ρ（HCl）=1.18 g/ml；納氏試劑：天津基準化學試劑有限公司生產；氫氧化鈉溶液，c（NaOH）=1 mol/L；鹽酸溶液，c（HCl）=1 mol/L；溴百里酚藍指示劑，ρ=0.5 g/L；氨氮標準貯備溶液：有證標準物質（1 000 μg/mL），壇墨質檢科技股份有限公司生產；氨氮標準工作溶液：用壇墨質檢科技股份有限公司生產的有證標準物質（1 000 μg/mL）稀釋至10 μg/mL，臨用前配制。實驗用試劑均使用符合國家標準的分析純化學試劑，用無氨水稀釋樣品和配制試劑。

4 實驗過程和結果

4.1 標準曲線

在8個50 mL比色管中，分別加入0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00和10.00 mL氨氮標準工作溶液（10 μg/mL），加水至標線。加入1.0 mL酒石酸鉀鈉溶液，搖勻，再加入納氏試劑1.5 mL，搖勻。放置10 min后，在波長420 nm下，用20 mm比色皿，以水作參比，測量吸光度。以空白校正后的吸光度為縱坐標，以其對應的氨氮含量為橫坐標，繪制標準曲線，得回歸方程為Y=0.007 22x-0.000 4，相關系數r=0.999 9。各標準曲線點對應的吸光度見表1。

4.2 工作曲線

在8個250 mL的容量瓶中，分別加入0.00、2.50、5.00、10.00、20.00、30.00、40.00和50.00 mL氨氮標準工作溶液（10 μg/mL），加水至標線，搖勻后移入500 mL的蒸餾燒瓶中，按照標準HJ 535-2009預蒸餾方法進行處理。分別取經預處理的試樣50 mL，加入50 mL比色管中，然后按與標準曲線相同的步驟繪制工作曲線，得回歸方程為Y=0.007 00 x-0.001 4，相關系數r=0.999 9。各工作曲線點對應的吸光度見表1。

4.3 實際樣品（工業廢水和生活污水）的測定

4.3.1 實際樣品按照蒸餾后樣品稀釋法進行測定

選擇工業廢水樣品和生活污水樣品各2個，按照標準H J 535-2009對樣品進行預蒸餾處理。取適量經預處理的水樣，加入50 mL比色管中，用水定容至50 mL，然后按與工作曲線相同的步驟測量吸光度，平行測定12次，具體測定結果見表2。另外用水代替試樣進行空白試驗，按與樣品相同的步驟進行前處理和測定。

表2 實際樣品（樣品1、樣品2、樣品3和樣品4）采用兩種稀釋法的測定結果（按照工作曲線進行計算）

4.3.2 實際樣品按照原始樣品稀釋法進行測定

取適量4.3.1的水樣，加入250 mL容量瓶中，加水至標線，搖勻后移入500 mL的蒸餾燒瓶中，然后按與工作曲線相同的步驟測量吸光度，平行測定12次，具體測定結果見表2。另外用水代替試樣進行空白試驗，按與樣品相同的步驟進行前處理和測定。

從表2、表3可見，4個實際樣品（樣品1、樣品2、樣品3和樣品4）分別按照兩種稀釋法進行的12次平行檢測，測定結果基本一致，相對標準偏差均＜3%，兩種方法測定的相對誤差均＜5%，采用標準曲線計算和采用工作曲線的計算結果沒有明顯差別。

表3 實際樣品（樣品1、樣品2、樣品3和樣品4）采用兩種稀釋法的測定結果（按照標準曲線進行計算）

4.3.3 氨氮標準樣品（質控樣）的測定

氨氮標準樣品為壇墨質檢科技股份有限公司生產，產品批號分別為B22030201（質控1）、B21080232（質控2）、B22110006（質控3）和B22040057（質控4）。用干燥潔凈的移液管準確移取上述氨氮標準樣品10.00 mL加入容量瓶，用水定容至250 mL，混勻后立即使用，此時的標準值分別為（2.05±0.14）mg/L、（3.59±0.22）mg/L、（12.4±0.9）mg/L和（24.8±1.1）mg/L。按照樣品測定的步驟測定氨氮標準樣品（質控1、質控2、質控3和質控4），各平行測定12次，具體測定結果見表4。

表4 氨氮標準樣品（質控樣）采用兩種稀釋法的測定結果（按照工作曲線進行計算）

從表4、表5可見，在4個氨氮標準樣品（質控1、質控2、質控3和質控4）進行的12次平行檢測中，測定結果均在標準值范圍內，相對標準偏差均＜3%，采用標準曲線計算和采用工作曲線計算結果也沒有明顯差別。

表5 氨氮標準樣品（質控樣）采用兩種稀釋法的測定結果（按照標準曲線進行計算）

5 結論

本研究表明，分別按照蒸餾后樣品稀釋法和原始樣品稀釋法進行實際樣品檢測，測定結果基本一致，相對標準偏差均＜3%，兩種方法的相對誤差均＜5%，采用標準曲線計算和采用工作曲線計算結果沒有明顯差別。進行氨氮標準樣品檢測，測定結果均在標準值范圍內，相對標準偏差均＜3%，采用標準曲線計算和采用工作曲線計算結果也沒有明顯差別。因此兩種稀釋法的精密度和準確度都能滿足水質氨氮檢測的技術要求，兩者的測定結果基本一致，但是采用蒸餾后樣品進行稀釋后測定，稀釋倍數容易確定，重新稀釋也方便，節省了人力、物力，有利于降低檢測成本、提高實驗室的工作效率。所以蒸餾后樣品稀釋法具有推廣價值。