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摘要：纳氏试剂比色测定废水中的氨氮，发现其需提前蒸馏预处理，预处理耗时过长，且蒸馏后的液体接收十分不便，操作过程较为繁琐，故需对纳氏试剂比色测定方式进行改进优化，提高测定效率及质量，减少繁琐步骤。文章提出，对纳氏试剂比色测定的预处理及测定进行优化处理，加入氧化还原试剂，设计对适当的废水水样预处理，在废水中加入2.0ml过氧化钠、1.0ml硫酸亚铁溶液、2.0ml三氯化铝溶液，以磁力搅拌约4-6imin，。经验证分析，采用该改进方式，得到的结果符合国际相关标准，和标准方法的测定相差无几，测量得到的数据准确，对废水中氨氮测定有实际推广应用价值。
关键词：废水；氨氮；纳氏试剂比色；测定；改进
水中铵根离子和游离状态的氨分子存在的氮为氨氮，主要存在于日常生活污水、农业及工业生产废水中[1]。例如，在焦化厂、氨化肥及施肥的农田外排水中，都有大量氨氮[2]。对废水中氨氮测试，主要由纳氏比色法、电极法和水杨酸-次氯酸盐比色法，其中以纳氏比色法测定最为有效，水杨酸-次氯酸盐比色法虽然结果稳定，显色突出，但是采用该测定方式，其水中二价金属离子及有机类如醛及铜类等都会对结果造成一定影响[3]。采用纳氏比色法测定方式，其本身对环境污染较小，且相较于电极法寿命较长，重现性高，对专业仪器需求不高，操作简单、灵敏度高[4]。但是，若按照现有纳氏比色法测定，则容易出现精密度较差，空白吸光度超出样品吸光度，需对纳氏试剂比色法的预处理深度改进。可加入氧化还原试剂，以改进后纳氏试剂比色法测定，和常规纳氏试剂比色法比对，发现改进后测定结果的重复性及回收率较好。
1.实验分析
1.1试剂预备
（1）废水采集：选择试验某工业区废水。
（2）纳氏试剂准备：选择50ml水为基本，溶解16.0g氢氧化钠，之后静止冷却。再以少量水将7.0的碘化钾及10.0的碘化汞进行溶解。溶解完成后，将碘化钾、碘化汞溶液缓缓加入到原本的氢氧化钠溶液中，加入过程中注意搅拌，确保溶液充分融合。加入后再用100ml水进行定容。纳氏试剂于聚乙烯塑料瓶盛装，采用聚乙烯杯盖紧扣，或采用橡皮塞塞紧，防止试剂分解扩散（纳氏试剂储存有效期可达一年，需在暗处存放，避免阳光直射）。
（3）酒石酸钾钠溶液：选择100ml水，将50g酒石酸钾钠溶解，将水加热到沸腾，以去除水中的氨，之后静止冷却，冷却后加水到100ml。
（4）铵标准贮备溶液（这里选择的铵标准贮备溶液为1.0g/L）：采用少量水经过100℃干燥处理后的氯化铵3.819g，将其储存在1000ml的容器中，以水对氯化铵进行稀释处理，直至到达标线。
（5）铵标准使用溶液（这里选择的铵标准使用溶液为0.1mg/L）：采用专业吸量管吸取0.05ml铵标准贮备溶液，量取到500ml容器中，以水稀释到容器标线。
（6）铵标准使用溶液（这里选择的铵标准使用溶液为10mg/L）：采用专业吸量管吸取5.00ml铵标准贮备溶液，量取到500ml容器中，以水稀释到容器标线。
（7）铵标准使用溶液（这里选择的铵标准使用溶液为100mg/L）：采用专业吸量管吸取50.00ml铵标准贮备溶液，量取到500ml容器中，以水稀释到容器标线。
除上述试剂外，还需准备不含氨的蒸馏水、过氧化氢、硫酸亚铁溶液（选择15mol/L）及三氯化铝溶液（选择10g/L）。
1.2比对电极法
1.2.1曲线绘制
分别吸取0.1、1.0、10、100、1000mg/L溶液（浓度均为10.0ml）置于25ml容器中，插入电极，搅拌溶液，搅拌速度保持一定，切勿忽快忽慢，加入1.0ml5mol/L氢氧化钠-0.5mol/LEDTA混合性溶液，以电磁搅拌为基础，对平衡后的点位测试记录。
1.2.2氨氮浓度分析
选择pH玻璃电极作为指示电极，以银-氯化银电极为参比电极，通过上述测试得到的电极点位数据为支持，在校准后的曲线上确定选择的样品中氨氮的实际浓度，得到测试结果。
1.3纳氏试剂比色法
1.3.1曲线绘制
曲线绘制和电极法相差不大，也是选择0.1、1.0、10、100、1000mg/L铵标准溶液（注意此处浓度均为50.0ml）到50ml的比色管中，在比色管中加入酒石酸钾钠溶液（1.0ml）和纳氏试剂（1.5ml），将水作为测定的参比，对各个铵标准溶液自身吸光度分析，选择420nm波长。此外，要分析其空白吸光度，通过测试得到的吸光度，去除空白吸光度，得到的数据为校正后的吸光度，之后对各个数据绘制成曲线，得到氨氮含量对校正吸光度的数据图。
1.3.2水样测定
对水进行预处理，主要通过絮凝沉淀方式处理。
之后选择适当的絮凝沉淀后的水样分析，选择水样要保证其氨氮含量在0.1mg以下，将水样加入到50ml的比色管中，按照比色管的标线，加水稀释，之后加入1.0ml酒石酸钾钠溶液融合后备用。吸取适量经过提前整流处理的蒸馏出的溶液，同样加入到比色管中，加入氢氧化钠（1mol/L）和硼酸，加水对溶液稀释到比色管标线位置。随后，还要加入1.5ml纳氏试剂，充分混合溶液中，静置约10min备用。
测定按照国际标准的曲线吸光度测试，以无氨水代替水样，作全程序空白试验测定，得到数据。
1.3.3最后，通过水样测试得到的吸光度，去除空白试验吸光度，得到校正后的实际吸光度，在校准曲线上分析，得到对应的氨氮含量，以 （其中，C为水样中氨氮，单位mg/L；m为测定吸光度对应的氨氮含量，以校准曲线查阅得到数据，单位mg；v为吸取的水样，单位为ml）
计算得到废水的实际氨氮含量。
1.4对纳氏试剂比色法改进分析
选择0.1、1.0、10、100、1000mg/L铵标准溶液（注意此处浓度均为50.0ml）到50ml的比色管中，在比色管中加入酒石酸钾钠溶液（1.0ml）和纳氏试剂（1.5ml），充分融合后静置10min，将水作为测定的参比，对不同铵标准溶液吸光度分析，选择420nm波长，测定空白吸光度，绘制氨氮含量及校正吸光度的曲线。
改进后对水样预处理，在废水中加入2.0ml过氧化钠、1.0ml硫酸亚铁溶液、2.0ml三氯化铝溶液，以磁力搅拌约4-6imin，絮凝沉淀后备用。
水样测定及吸光度测定均和上文叙述一致，这里不做赘述。
2.结果分析
2.1准确度
不同方式对废水氨氮测定，其数据如表1所示：
表1 不同方式测定废水氨氮的结果展示
通过表1中数据分析，发现对纳氏试剂改进后，其相对误差明显较小，测定废水中氨氮准确度较高。
2.2重复性测定及回收分析
为进一步检查改进效果是否理想，决定采用重复性高测定及回收实验分析，随机选择样品分析，在这里选择C样品分析，共进行五次平行测定，得到数据为氨氮值56.93、57.18、57.05、57.07、57.33（mg/L），计算平均值为57.11mg/L，得到数据标准偏差为0.15，相对的标准偏差达到0.26%。
之后，对样品回收实验分析，各样品确保加入适量铵标准溶液，测定样品实际回收率，回收率需保证在98.8%-100.3%之间，如下表所示。
表2回收率实验结果公示
通过表中数据得到，经过改进后的纳氏试剂比色法，其测定的重复率及回收率较理想，可满足废水中氨氮测定需求。
由此可见，采用对水样预处理，在废水中加入2.0ml过氧化钠、1.0ml硫酸亚铁溶液、2.0ml三氯化铝溶液，以磁力搅拌约4-6imin，絮凝沉淀的方式，纳氏试剂比色法测定废水氨氮的效率及质量均得到提升，且测定步骤简单，具有推广意义。
3.结束语
综上所述，文章对纳氏试剂比色法测定废水中氨氮的方式进行改进分析，采用文中所述改进方式，改变传统的预处理方式，为更好的测定打下基础，使得对废水中氨氮测定的灵敏度、准确度精密度等指标符合国际上对实验室质控的要求。且经过实践检验的，发现其和传统纳氏试剂比色法、电极法等有显著性差异，且相较于电极法测定废水中的氨氮，采用改进后的纳氏试剂比色法，操作简单，对设备要求不高，采用该改进方式，可以有效降低测定的能耗，减少不必要的试剂浪费，分析效率大大提高，满足生活污水、工业污水等氨氮测定的需求，在工业发展中具有广阔的发展前景。
参考文献：
[1]纪昳，孙娟，乔丹丹，等.纳氏试剂比色法测定污水中氨氮的优化研究[J].环境科学与管理，2017，42（5）：123-125.
[2]王垚.纳氏比色法测定污水中氨氮条件探究及改进[J].给水排水，2017（s1）：66-68.
[3]吴丽，古丽娜尔•艾合坦木，李欣.纳氏试剂比色法测定水体中氨氮常见问题与解决办法[J].干旱环境监测，2017，31（1）：44-48.
[4]周蓉，袁攀.色度对纳氏试剂比色法测定水体中氨氮的影响及消除方法[J].资源节约与环保，2017（1）：80-80.
论文作者:顾婷婷
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/12/2
标签：比色论文; 溶液论文; 试剂论文; 光度论文; 标准论文; 电极论文; 水中论文; 《基层建设》2019年第24期论文;