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（山東濰坊科技學(xué)院 山東 262700）

納氏試劑分光光度法分析工業(yè)廢水中氨氮的影響因素探討

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（山東濰坊科技學(xué)院 山東 262700）

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，生態(tài)環(huán)境惡化，水環(huán)境污染問題日益復(fù)雜化和多樣化，致使淡水資源緊缺。氨氮含量是評(píng)價(jià)水環(huán)境質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。水中氨氮主要來源于廢水中含氮有機(jī)物受微生物作用產(chǎn)生的分解產(chǎn)物、某些工業(yè)廢水如焦化廢水和合成氨化肥廠廢水等以及農(nóng)田排水。測(cè)定水中各種形態(tài)的氮化合物，有助于評(píng)價(jià)水體被污染程度。當(dāng)水樣中氨氮含量較高時(shí)，會(huì)對(duì)魚類的生存產(chǎn)生威脅，所以氨氮的測(cè)定具有十分重要意義。氨氮的測(cè)定受很多因素的影響，試劑的純度、屏蔽劑的用量、顯色劑的配制和用量、顯色時(shí)間的長短、實(shí)驗(yàn)用水等因素都直接影響氨氮的測(cè)定。本文對(duì)納氏試劑分光光度法測(cè)定氨氮的影響因素進(jìn)行了探討。

氨氮；納氏試劑分光光度法；影響因素

水樣中氨態(tài)氮(NH3-N)主要以游離狀態(tài)的氨(NH3)或者銨鹽(NH4+)形式存在，PH值大小影響兩者的組成比例。當(dāng)水樣的PH值偏大時(shí)，游離態(tài)氨(NH3)較多。反之，則銨鹽(NH4+)較多。采集的水樣要裝在聚乙烯塑料瓶中或者玻璃瓶內(nèi)，并盡快分析，必要時(shí)可加硫酸將水樣酸化，使PH小于2．0，放入冰箱2～5℃下低溫冷藏保存。酸化樣品應(yīng)注意防止吸收空氣中的氨而受到污染。水樣帶色或渾濁以及含其他一些干擾物質(zhì)，會(huì)干擾氨氮的測(cè)定。因此，在分析時(shí)需采取適當(dāng)?shù)念A(yù)處理。對(duì)較清潔工業(yè)廢水，可以直接進(jìn)行比色測(cè)定分析。而對(duì)污染較嚴(yán)重的工業(yè)廢水，可選擇采用絮凝沉淀法或蒸餾法來對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理，以便消除干擾。

水中氨氮的測(cè)定方法有多種，通常有納氏試劑分光光度法、苯酚—次氯酸鹽(或水楊酸—次氯酸鹽)比色法和電極法等。目前，我們所討論的方法是納氏試劑分光光度法。

1.原理、儀器與試劑

(1)原理

以游離態(tài)的氨和銨離子等存在形式的氨氮與納氏試劑在堿性條件下反應(yīng)，生成淡黃棕色絡(luò)合物，此溶液在較大的波長范圍內(nèi)具有強(qiáng)烈吸收。符合朗白-比爾定律，于420nm處測(cè)定吸光度。

(2)干擾及消除

醇類、醛類、丙酮、脂肪胺、芳香胺及有機(jī)氯胺等有機(jī)化合物，以及一些無機(jī)離子鐵、鎂、硫、錳，易產(chǎn)生渾濁或異色而產(chǎn)生干擾，在這種情況下，渾濁與異色會(huì)影響結(jié)果。因此須將水樣進(jìn)行預(yù)處理采用絮凝沉淀過濾或蒸餾的方法，對(duì)那些易揮發(fā)的還原性干擾物質(zhì)，可在酸性條件下加熱以除去。

(3)儀器

上海元析儀器有限公司生產(chǎn)的UV-9000S型雙光束紫外—可見分光光度計(jì)，獨(dú)特的雙光路、雙光束光學(xué)系統(tǒng)，儀器分辨率更高，雜散光更低，穩(wěn)定性、可靠性更強(qiáng)，重復(fù)性好，分析更加準(zhǔn)確， 尤其適合微量測(cè)試。

美國哈希HQ40D便攜式數(shù)字化pH計(jì)，一般5～10秒即可完成測(cè)量，具有對(duì)測(cè)試結(jié)果可以儲(chǔ)存和刪除以及查閱的功能。

(4)主要試劑

1．5mol/l氫氧化鈉溶液，500g/l酒石酸鉀鈉溶液，納氏試劑，銨標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：稱取優(yōu)級(jí)純氯化銨3．1890克在103～105℃干燥過的，溶于水中，轉(zhuǎn)移到1升容量瓶中，稀釋至標(biāo)線。濃度為每毫升含氨氮1．00mg。銨標(biāo)準(zhǔn)使用液：用移液管移取5．00ml銨標(biāo)準(zhǔn)貯備液，稀釋定容到500ml容量瓶中，每毫升含氨氮0．010mg 。

2.實(shí)驗(yàn)部分

(1)測(cè)量波長的確定

取一支50ml比色管，吸取4．00ml銨標(biāo)液加入，再用水稀釋至標(biāo)線，加入1．0ml酒石酸鉀鈉溶液，加入1．5ml納氏試劑混勻。顯色10分鐘后。以試劑空白為參比，用20mm石英比色皿，在不同波長下測(cè)量吸光度A，測(cè)量結(jié)果如下。

表1 波長的確定

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在420nm處吸光度達(dá)到最大。

(2)屏蔽劑用量的選擇

通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)酒石酸鉀鈉用量為1．0ml時(shí)，吸光度最大，再加入過多的量吸光度基本維持不變，所以選用酒石酸鉀鈉用量為1．0ml。

(3)顯色劑用量的選擇

取3支50ml比色管，用移液管分別加入4．00ml銨標(biāo)準(zhǔn)溶液，加適量I級(jí)水后，加1．0ml酒石酸鉀鈉溶液，再分別移取鈉氏試劑1．0ml、1．5ml、2．0ml，用I級(jí)水稀釋至50ml，混勻。顯色10分鐘后，用20mm石英比色皿，在波長420nm處測(cè)量其吸光度，同時(shí)作空白試驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)可知，顯色劑用量為1．5ml時(shí)，其吸光度最大且基本不變，表明顯色劑用量已夠。如果加入顯色劑用量過多，空白值會(huì)增大，還會(huì)有部分沉淀析出，影響氨氮測(cè)定結(jié)果。所以納氏試劑用量選擇1．5ml。

(4)顯色時(shí)間的選擇

取3支50ml比色管，各自加入4．00ml銨標(biāo)液，加適量I級(jí)水后，再加1．0ml酒石酸鉀鈉溶液，加1．5ml納氏試劑，用無氨蒸餾水稀釋至50ml，混勻。顯色一段時(shí)間后，測(cè)量吸光度。通過多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)顯色時(shí)間的長短有一定影響，掌控好顯色時(shí)間是準(zhǔn)確測(cè)定的關(guān)鍵。本方法選用顯色時(shí)間為10分鐘。

(5)繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

取7支50ml比色管。分別加入0．00、1．00、2．00、4．00、6．00、8．00ml、10．00ml銨標(biāo)液，加1．0ml酒石酸鉀鈉溶液，加1．5ml納氏試劑，用無氨蒸餾水稀釋，混勻。放置10分鐘以后，在波長420nm處，用20mm比色皿測(cè)量吸光度，得到校正后吸光度，繪制以氨氮含量(mg)對(duì)校正吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線。其結(jié)果如下表。

表2 不同量標(biāo)準(zhǔn)工作溶液對(duì)應(yīng)的吸光度

通過計(jì)算機(jī)模擬得出一元線性回歸方程y=0．0083x-0．0343，線性相關(guān)系數(shù)R=0．9999。結(jié)果較滿意。

3.結(jié)果與討論

(1)實(shí)驗(yàn)用水對(duì)空白值的影響

實(shí)驗(yàn)用水應(yīng)使用無氨水，如果環(huán)境中有氨或銨鹽通過其它途徑進(jìn)入實(shí)驗(yàn)用水中，會(huì)導(dǎo)致空白值偏高，所以最好使用新鮮的蒸餾水。實(shí)驗(yàn)對(duì)空白值有所要求，吸光度最好小于0．030。

(2)試劑純度的影響

納氏試劑分光光度法所用的試劑主要有碘化鉀、二氯化汞、氫氧化鉀、酒石酸鉀鈉。其中酒石酸鉀鈉、二氯化汞影響較大，如果此類試劑純度不夠，會(huì)造成空白值偏高。

(3)納氏試劑的配制的影響

納氏試劑有兩種配制方法：第一種方法用KI、HgCl2、KOH配制。暗處靜置24h，傾出上清液，保存于聚乙烯瓶內(nèi)，避光保存，可穩(wěn)定一個(gè)月。第二種方法用KI、HgI2、NaOH。在測(cè)定污水處理廠樣品時(shí)，采用方法一的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差和加標(biāo)回收率均在范圍內(nèi)，方法二做出的結(jié)果差異較大，所以采用配制方法一。

(4)其它因素的影響

實(shí)驗(yàn)環(huán)境對(duì)氨氮也有很大影響，例如總硬度、揮發(fā)酚、硝酸鹽氮中均使用氨水，會(huì)使氨氮測(cè)定值偏高。酒石酸鉀鈉和納氏試劑在常溫下保存幾天，會(huì)使實(shí)驗(yàn)值有所差異，因此實(shí)驗(yàn)結(jié)束，應(yīng)將這兩種試劑置于低溫處保存。

4.結(jié)論

綜上所述，結(jié)合納氏試劑分光光度法測(cè)定氨氮影響因素，測(cè)定氨氮時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：①選購合格試劑。②使用無氨水，減小空白值。③正確選擇配制試劑的方法，特別是納氏試劑的配制及保存。④控制適當(dāng)?shù)娘@色時(shí)間。⑤實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、預(yù)處理過程、實(shí)驗(yàn)溫度、試劑保存、玻璃器皿的清洗等都需引起重視。氨氮測(cè)定的影響因素是多方面的，我們要嚴(yán)肅認(rèn)真對(duì)各種因素分析研究，才能使結(jié)果更加準(zhǔn)確。

[1]宋嵐．納氏試劑光度法測(cè)定水中氨氮的影響因素分析[J]．青?？萍?2000．7．

[2]林小琪．測(cè)定氨氮的幾個(gè)關(guān)鍵問題的探討[J]．廣西化工, 2000．29．

[3]國家環(huán)境保護(hù)總局水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法編委會(huì)．水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）北京．中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002．

[4]王朝明．談氨氮測(cè)定時(shí)應(yīng)注意的幾點(diǎn)問題．長春大學(xué)學(xué)報(bào), 2007．2．

[5]崔家榮．水中氨氮納氏試劑分光光度法測(cè)定．現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技, 2008．8．

[6]周秋心．氨氮測(cè)定過程中有關(guān)問題的探討．化學(xué)工程與裝備, 2009．6．

劉金秀（1976～），女，山東濰坊科技學(xué)院，研究方向：化學(xué)工程，檢測(cè)分析。

(責(zé)任編輯盧鳳英）

Analysis of the Influential Factors for Ammonia Nitrogen in Industrial Wastewater by Nessler's Reagent Colorimetric Method

Liu Jinxiu
（Weifang University of Science and Technology, Shandong, 262700）

With the rapid development of economy, the problems of ecological environment deterioration and increasingly complicated and diversified water environment pollution lead to the shortage of fresh water resources. Ammonia nitrogen content is an important index of evaluating the quality of the water environment. The water ammonia nitrogen mainly originates in the decomposition product produced by the effecting of microorganism on nitrogenous organic compound and some industrial wastewater such as coking wastewater, synthesis ammonia fertilizer plant wastewater etc. and farmland drainage. In aerobic conditions, the water ammonia can be transformed into nitrite or into nitrates and in anaerobic conditions, the existence of nitrite in water also can be influenced by the action of microorganism and turn back to ammonia. Determination of various forms of nitrogen compounds in water can help to evaluate the water pollution levels. Fish is more sensitive to ammonia nitrogen in water, when the ammonia nitrogen content is higher in water samples, it will affect the survival of fish, so the determination of ammonia nitrogen is of great significance. Taking Nessler's reagent colorimetric method to determine the ammonia nitrogen, and then the ammonia in water reacts with the alkaline solution of potassium iodide and mercury iodide into compounds showing light red. The determination of ammonia nitrogen is affected by many factors, the purity of reagent, the dosage of shielding agents, the preparation and dosage of color developing agent, the length of color developing time and the experiment water etc. directly affect the determination of ammonia nitrogen.

ammonia nitrogen；Nessler's reagent colorimetric method；influential factors

T

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