肇庆市高要区环境保护监测站 广东肇庆 526000
摘要：氨氮作为水中最常见污染物之一，是水污染物排放总量控制指标和水环境监测的基本项目，因此备受人们的关注。本文就对纳氏试剂分光光度法测定水中氨氮进行了研究，对实验条件进行了改进，以期为此类工作提供更好地指导。
关键词：纳氏试剂分光光度法；氨氮；处理；改进
氨氮是水质监测的一项重要指标，在地表水、地下水、生活污水、工业废水等水体中，使用频率高、范围广，是环境监测部门及相关单位最常使用的监测手段。测定水中的氨氮，有助于评价水体被污染和“自净”状况，对于评估水体富营养化程度、加强环境保护具有重要意义。目前，测定氨氮的方法通常有纳氏试剂分光光度法、气相分子吸收光谱法、苯酚-次氯酸盐分光光度法、水杨酸-次氯酸盐分光光度法等。相对于其他方法而言，纳氏试剂分光光度法（HJ535-2009）具有操作简便、灵敏度高的特点，成为环境监测中普遍使用的方法。但纳氏试剂中含有汞盐剧毒成份，一旦回收不当，就会严重污染环境，汞可通过呼吸和皮肤接触进入人体，对人体健康造成极大威胁。因此，本文通过实验的方法，对纳氏试剂分光光度法测定水中氨氮的方法进行改进研究，以提高水环境监测氨氮数据的准确性。
1 方法原理
氨氮以游离态的氨或铵离子等形式存在，能与纳氏试剂反应生成淡红棕色络合物，该络合物的吸光度与氨氮含量成正比，于波长420nm处测量吸光度，计算其含量。当水样体积为50ml，使用20mm比色皿时，该方法的检出限为0.025mg/L，测定下限为0.10mg/L，测定上限为2.0mg/L（均以N计）。水样做适当的预处理后，此法可用于地表水、地下水、生活污水和工业废水中氨氮的测定。
2 实验环境及条件
分析水体中的氨氮时，室内要保持清洁，不要与硝酸盐氮等同时进行检测。采用铬酸对玻璃器皿（比色管、吸量管、移液管等）进行反复润洗，然后再用去离子水对玻璃器皿进行清洗，并保持室内恒温。在使用分光光度计前30min，先进行仪器预热及校准。测定水样采自净月公园水样1、伊通河水样2、辽河公园水样3，采样后，添加固定剂——浓硫酸，使水样pH小于2。
3 试剂配制
3.1 酒石酸钾钠
酒石酸钾钠在实验中是为掩蔽水样中Ca2+，Mg2+，Na+等金属离子对显色剂的干扰。在分析水样时，酒石酸钾钠试剂含氨较高，造成空白值增高，当试剂空白值吸光度值（A值）大于0.03时，会对分析结果带来误差。直接加热煮沸配制往往空白实验值很高，该实验采用加热煮沸法驱除酒石酸钾钠中的氨氮，充分冷却后稀释至100ml，并向定容的100ml酒石酸钾钠溶液中加入1ml饱和NaOH溶液，搅拌均匀后取上层清液使用。
3.2 纳氏试剂
纳氏试剂的配制是决定准确测定的关键，由于药品有毒，操作时还要注意安全。碘化汞-碘化钾-氢氧化钠（HgI2-KI-NaOH）溶液配制方法：称取16.0g氢氧化钠（NaOH），溶于50ml水中，冷却至室温；称取7.0g碘化钾（KI）和10.0g碘化汞（HgI2）溶于水中，然后边搅拌溶液边缓慢加入到上述50ml氢氧化钠溶液中，用水稀释至100ml。贮于聚乙烯瓶内，用橡皮塞或聚乙烯盖子盖紧，于暗处存放。在吸取纳氏试剂的时候，应该取上清液。
4 实验条件的改进
4.1 水中的氨氮随时间的衰减趋势分析
水样1，2分别在常温（15～25℃）、低温（4℃）储存。根据采样路途远的特点，考察时间以15d为限。高氨氮浓度（大于2mg/L）水样与低浓度水样随时间的衰减趋势有所不同，如图1所示。高浓度氨氮水样常温保存下，24h后有所衰减，随后数值保持稳定；高浓度氨氮水样低温保存下，总体保持稳定，10d后才有所降解；低浓度氨氮水样，无论常温还是低温情况下，3d后均有所衰减，随后降解情况不明显。水体中还存在大量微生物，耗氧速率大于富氧速率，导致水体中氧气含量降低，促成厌氧环境的形成，反硝化细菌大量生长，在反硝化细菌的作用下，水体中硝态氮和亚硝态氮大量转化为氨氮，随着转化的进行，水体中硝态氮和亚硝态氮的浓度减少，其转化的速率也就随着水样存放时间的增加而减小。
图1 水样中的氨氮随时间衰减变化趋势
4.2 水样预处理
有些废水在前处理后，加入酒石酸钾钠和纳氏试剂后发现浑浊，这是由于样品基体十分复杂，含有许多易挥发有机或无机基体，如酮类、醛类、醇类和某些胺类含量高时都会和纳氏试剂产生浑浊，因此，有进一步分析前处理的必要性。
4.2.1 pH值调节
氨氮是以游离氨（NH3）或铵盐形式存在于水体中，两者的组成比取决于水中的pH值，当pH值偏高时，游离氨的比例较高，反之则铵盐的比例较高。在分析水样时，样品的酸碱度对氨氮的测定结果有明显影响，pH值太低显色不完全，pH值太高溶液出现浑浊。在氨氮测定中要掌握纳氏试剂的配制要领，严格控制水样pH值在10.5左右，选择良好的滤料消除干扰，氨氮的测定就有了质控保障。所以，对河流中的水样，要先调节其pH值，然后再进行絮凝沉淀等后续测定步骤。
4.2.2 去除余氯方法
若样品中存在余氯，可加入适量的硫代硫酸钠溶液去除，用淀粉-碘化钾试纸检验余氯是否除尽，以消除其对测定成果的影响。以水样3为例，采用相同质量浓度的硫代硫酸钠试剂去除余氯，当水样3中的氯离子2100mg/L时，水样3的氨氮为0.351mg/L；当水样3中的氯离子6300mg/L时，水样3的氨氮为0.447mg/L。
4.2.3 絮凝沉淀方法
水样需进行絮凝沉淀、过滤等预处理，而滤纸中含有一定量的可溶性铵盐，定量滤纸中含量高于定性滤纸，采用定性滤纸过滤，过滤前用无氨水少量多次淋洗，这样可减少或避免滤纸引入的测量误差。为提高方法准确度、灵敏度，采用滤纸过滤，以保证样品的准确性和可比性。另外，还需要考虑定性滤纸对测定结果的影响，做定性滤纸空白对照。
4.3 实验条件改进后的氨氮质控图
采用质控样品作为控制手段，每批样品带一个已知浓度的质控样品，随机对样品的采集、接收、流转、处置等过程进行检查。如随机检查分析人员是否按照方法要求进行分析、玻璃器皿是否干净整洁、平行样和回收的测定率是否符合规范要求、校准曲线是否符合统计检验的要求等。从氨氮检测质控图（见图2）可以看出，改进后的纳氏分光光法测定氨氮的质控图以时间为横轴，以质控数据为纵轴。采用纳氏分光光度法测定氨氮质量控制效果很好，因此，建议采用该方法作为地表水中氨氮的测定方法。
图2 水样中的氨氮检测质控图
5 结语
综上所述，氨氮作为判断水体污染程度的一个重要标志，是水质中的重点污染物。而纳氏试剂分光光度法是测定水中氨氮的首选国标经典方法，具有操作简便、灵敏、适用范围广等特点，但在测定水中氨氮时也易受到外界因素影响。因此，为提高水环境监测氨氮数据的准确性，本文研究了纳氏试剂分光光度法在水中氨氮的测定，通过改进实验条件，并对其进行检测，结果表明采用纳氏分光光度法测定氨氮质量控制效果很好，该方法可适用于水中氨氮的测定。
参考文献：
[1] 罗俊玲.纳氏试剂分光光度法测定水中氨氮的分析体系改进[J].西北大学.2015
[2] 刘蕾，黄洪勋.水中氨氮纳氏试剂分光光度法测定与改进[J].建筑工程技术与设计.2016
[3] 邓青芳.纳氏试剂分光光度法测定水中氨氮的探讨[J].科技致富向导.2015
论文作者:张华达
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/6
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