浅谈纳氏试剂法测定水中氨氮的影响因素

浅谈纳氏试剂法测定水中氨氮的影响因素

周群韩毅李林

海南省水文水资源勘测局海口海南570203

摘要：纳氏试剂测定氮氮时，样品的保存条件及时间、纳氏试剂的配制方法、样品的显色时间，等均影响分析结果的准确度。本文对以上各因素进行试验比较，结果表明：在pH＜2，2℃-5℃下保存，保存时间不超过24h，选用第一种纳氏试剂配制方法，显色时间以10-25min，等对样品测定能取得很好的效果。

关键词：氨氮；纳氏试剂；分光光度测定法

【引言】

氨氮是指水中以游离氨（NH3）和铵离子（[NH4]+）形式存在的氮，动物性有机物的含氮量一般较植物性有机物高，氨氮对环境的影响越来越受到人们的重视。首先氨氮可以造成水体富营养化，污染水体，其次当水中氨氮达到一定浓度时，氨气会从水中挥发出来，对空气造成很大的影响。所以氨氮是环境水质监测和控制的一个非常重要的指标。氨氮测定常用方法有蒸馏法、纳氏试剂比色法、水杨酸次氣酸盐光度法和滴定法，这几种方法中，纳氏试剂比色法具有操作方便、准确度和重显性高的优点，因而在环境监测中经常使用，同时也是国标方法，虽然在标准中介绍了纳氏试剂比色法的测定过程，但在实际的样品分析工作中却有很多因素会影响测定结果，本文从实际经验出发，对测定过程中的影响因素做了详细的实验，对测定过程中常见的问题进行了总结。

一、方法原理

纳氏试剂在酒石酸钾钠体系中与游离氨（NH3）和铵离子（[NH4]+）反应生成棕橙色化合物，这种化合物在420nm波长处有最大吸收，且重显性和稳定性较好。纳氏试剂显色反应的反应式如下：

二、主要仪器设备和实验方法

1、仪器设备

紫外可见分光光度计（北京普析，T1901型号），20mm比色皿

2、氨氮的标准物质

①、氨氮标准溶液，浓度为500mg/L，购买于水利部水环境监测评价研究中心。②、氨氮有证标准物质，购买于水利部水环境监测评价研究中心。

3、实验方法

水样经预处理后，取50mL水样于50mL比色管中，加入1mL酒石酸钾钠溶液，混均后再加入1.0mL纳式试剂，重新混均，反应10min-20min，于420nm波长处进行可见分光比色测定。

通过对各影响因素进行对比试验，得出最佳的测定条件。

三、各影响因素的分析

1、样品保存条件及时间对氨氮的影响

水中存在各种形态的氮化合物，如氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、有机态氮等，它们之间存在化学循环：

水样中的氨氮极不稳定，在有氧情况下可受微生物作用转化成亚硝酸盐氮，反之，亚硝酸盐氮在无氧情况下可受微生物作用转化成氨氮，同时，有机氮可通过异养微生物的矿化作用转化成氨氮。反之，氨氮也可被微生物利用转化成有机氮。表1、表2为4个水样在不同保存条件下、不同保存时间氨氮的测定值及相对偏差。

表1未酸化、室温保存下，不同保存时间（h）氨氮的测定值（mg/L）

表2在pH＜2，2℃-5℃下保存，不同保存时间（h）氨氮的测定值（mg/L）

由表1可看出，水样在未酸化、常温下保存，保存时间为8h时，氨氮的相对偏差超出±5%的范围。相对偏差随着保存时间的增加而增大。

由表2可看出，在pH＜2，2℃-5℃下保存，保存时间不超过24h时，氨氮的相对偏差在±5%之间。当保存时间继续增加时，氨氮的相对偏差超出±5%的范围。

可见，含有氨氮的水样应尽快检测，反之水样应在pH＜2，2℃-5℃下保存，保存时间不超过24h。

2、纳氏试剂的影响

纳氏试剂有两种配制方法，第一种方法利用KI、HgCl2和KOH配制，第二种方法利用KI、Hgl2和NaOH配制。两种方法均可产生显色基团[HgI4]2-，第一种方法配制操作相对比较复杂，标准没有说明HgCl2的加入量，要操作者通过经验去判断，我们通常实验发现纳氏试剂的配制过程中，HgCl2与KI的最佳用量比为4：10，即8gHgCl2溶于20gKI溶液，这种比例配制的纳氏剂在测定过程中，重显性和稳定性较好，同时灵敏度也高。第二种方法配制相对简单，但在测定过程中空白相对较大，稳定性和灵敏度相对较差。

两种试剂的空白如表3所示。

表3两种纳氏试剂配法吸光度空白值（Abs）

从表3可以清楚的看到，第一.种方法空白值和含汞量较低，第二种方法的空白值较高，而且含汞量较高。另外，用第一种方法所配制的纳氏试剂的空白值均能满足HJ535-2009空白吸光度小于0.060的要求（20mm比色皿），用第二方法配制的试剂吸光度有时偶尔会超过0.060。因此优先使用第一种方法，在实际分析过程中，对测定结果要求较高的情况下，我们选用第一种方法，但是对测定结果要求相对较低的情况下我们选用第二种配法，因为用第二种方法配制操作相对简单，配好的纳氏试剂稳定性较好，放置时间更长，另外我们在配制试剂时一定要碱液温度降到室温以后再加入，否则易出现浑浊和沉淀，导致空白值偏高。配制好的纳氏试剂应贮存于聚乙烯瓶内，放于冰箱内冷藏保存。

3、显色时间对测定结果的影响

移取25mL废水样品于50mL比色管中，严格按HJ535-2009的要求加入试剂，放入25℃的恒温槽中显色，在不同的时间对样品进行测定，测定结果如表4所示。

表4显色时间和吸光度的关系

从表3可知，显色5min，显色不完全，当10-25min时，显色完全，吸光度稳定，当显色时间超过35min时吸光度增大，当显色时间再长大于60min时，吸光度又减小，所以在样品测定时一般选显色时间10~25min，最好不要超过35min。

结语

通过实验我们发现要使测定取得好的效果，必须注意以几个方面。首先要购入纯度较高的化学试剂，特别是酒石酸钾钠，其次还要注意纳氏试剂的配制方法，做到根据不同的要求选用不同的配制方法，最后还要注意分析过程中各项反应条件的控制，尽量控制反应在最佳条件下进行，才能确保分析结果的精度度和准确度。

参考文献：

[1]闫好民，韩萍，张云枫，黄虹霞.氨氮纳氏法测定中的影响因素分析[J].浙江化工，2012，43（08）：36-38+13.

[2]徐霞君.纳氏试剂比色法测定水中氨氮的影响因素[J].青海科技，2004年第3期：33-35.