纳氏试剂光度法测定水中氨氮方法的探讨.pdf

纳氏试剂光度法测定水中氨氮方法的探讨 金文斌朱建云 南通职业大学化工系， 江苏 南通 226007 摘要 碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应能生成淡红色胶态化合物， 该颜色在较宽的波长内具有强烈吸收。国家标 准纳氏试剂光度法是常见的测定氨氮的方法， 该法操作简便， 灵敏度高， 但预处理过程繁琐。通过对校准曲线的绘制 条件进行改进， 并对水样的预处理方法作了进一步的探讨， 改进后的方法操作简便， 对水样进行测定， 与标准法相对 照， 结果基本一致。 关键词 氨氮; 预处理; 纳氏试剂 DISCUSSION ON AMMONIA NITROGEN DETERMINATION IN WATER BY NESSLER’ S REAGENT PHOTOMETRY Jin WenbinZhu Jianyun Department of Chemical Engineering， Nantong Vocational University，Nantong 226007， China AbstractA mercuric and potassium iodides solution can react with ammonia to generate pink colloidal compounds，The color has a strong absorption within wide wavelength.National standard Nessler’s reagent photometry is a common of determination of ammonia nitrogen. This is simple and sensitive. However the process of pretreatment is cumbersome. This paper improves the calibration drawing conditions， and the pretreatment of water samples has been further explored， the improved is simple，whose measured resuits agree basically with those of the standard . Keywordsammonia nitrogen;pretreatment;Nessler’ s reagent 国家标准中规定的氨氮测定方法有纳氏试剂 光度法、 水杨酸 － 次氯酸盐光度法等， 其中纳氏试 剂光度法是实验室最常见的测定氨氮的方法。该 法操作简便， 灵敏度高。对污染严重的水或工业废 水、 易产生异色和浊度的水样易产生干扰而影响比 色， 分析测定时需进行预处理。絮凝沉淀法预处理 水样， 不能有效去除芳香物等; 用蒸馏法预处理水 样需调节水样 pH 在 6. 0 ～ 7. 4 范围内， 加入适量氧 化镁使水样成微碱性， 再用硼酸作吸收液得到的馏 出液具有弱酸性， 此方法不能完全去除杂质， 且操 作时间较长。按照文献［ 1］ 法操作， 加 1 mol/L 盐酸 溶液或 1 mol/L 氢氧化钠溶液调节 pH 至中性， 此过 程繁琐， 费时费力， 且影响结果的准确性。本文研 究了校准曲线的绘制条件， 对水样的预处理方法也 作了进一步的探讨， 改进后的方法操作简单， 对水 样进行测定， 结果满意。 1试验部分 1. 1试剂 纳氏试剂 称取 16 g 氢氧化钠， 溶于 50 mL 水 中， 充分冷却至室温。另称取 7 g 碘化钾和 10 g 碘化 汞溶于水中， 然后将此溶液在在搅拌下徐徐注入氢氧 化钠溶液中， 用水稀释至 100 mL， 贮入聚乙烯瓶中， 密塞保存。 酒石酸钾钠 0. 5 g/mL 。 氨氮标准贮备液 1. 00 g/L。用水逐级稀释成 10 mg/L 的工作液。 氨氮国标样 1 0. 398 0. 12 mg/L 氨氮国标样 2 0. 288 0. 14 mg/L 1. 2试验方法 取适量水样于 50 mL 比色管中， 稀释至刻度。加 入 1. 00 mL 酒石酸钾钠溶液， 摇匀。加纳氏试剂量由 规定的 1. 50 mL 改 为 3. 00 mL， 显 色 时 间 改 为 15 min， 在波长 420 nm 处， 以 2 cm 比色皿， 蒸馏水为参 701 环境工程 2010 年 10 月第 28 卷第 5 期 比液， 测其吸光度。 2结果与讨论 2. 1选择测量波长 移取 10 μg/mL 氨氮标准使用液 5. 00 mL 于一 只干净比色管中， 加水至标线。加 1. 0 mL 酒石酸钾 钠溶液， 混匀。加 1. 5 mL 纳氏试剂， 混匀， 放置 10 min 后， 用 2 cm 比色皿， 以蒸馏水为参比， 测量吸光 度。结果表明 在 420 nm 处测得的吸光度有较好的 测量精度和一定的灵敏度， 故选择在 420 nm 处测量 吸光度。 2. 2有色配合物稳定性试验 试验表明， 室温下显色在 10 ～ 20 min 内吸光度 达最大值，超过 20 min 测得的吸光度有下降的趋势， 本文选择显色后测定时间为 15 min。 2. 3溶液 pH 值对显色效果的影响 分别试验 1 mol/LNaOH、 2 硼酸和 1 mol/LHCl 对显色体系的影响， 结果表明 溶液的 pH 值不同， 显 色效果也不尽相同。pH 值太低时显色不完全， 过高 时溶液的吸光度又偏低。当 pH 值为 13. 20 ～ 13. 90 时显色效果较好。 2. 4不同量的纳氏试剂对显色的影响 随着纳氏试剂用量的增加， 溶液碱度逐渐增强， 其吸光度也随之升高。当纳氏试剂用量为 3. 00 mL 时， 显色达到最佳显色效果， 从经济合理的角度出发， 本法选用纳氏试剂用量为 3. 00 mL。 2. 5校准曲线的绘制 吸取 0 ～ 10. 0 mL 氨氮标准使用液于 50mL 比色 管中， 加水稀释至标线， 加 1. 0 mL 酒石酸钾钠溶液， 混匀。加 3. 00 mL 纳氏试剂， 混匀， 放置 15 min 后在 波长 420 nm 处， 用 2 cm 比色皿， 以蒸馏水为参比， 测 量吸光度， 见式 1 、 式 2 。 A 0. 0067m － 0. 002文献法 r 0. 9998 1 A 0. 0066m 0. 001改进法 r 0. 9999 2 式中A 吸光度; m 试样中氨氮的含量， μg。 按本试验操作方法， 氨氮校准曲线在 0 ～ 2 mg/ L 范围内服从比耳定律， 其曲线相对性好。本方法与 文献［ 1］ 方法校准曲线的相关系数、 斜率、 截距等均 达到质量控制要求。 2. 6水样的测定 2. 6. 1现行水样预处理方法及存在的问题 1絮凝沉淀法 加适量的硫酸锌于水样中， 并 加入氢氧化钠使呈碱性， 生成氢氧化锌沉淀， 再经过 过滤除去颜色和浑浊物等， 用该方法预处理污水水样 后， 测定氨氮时， 加显色剂后试液颜色异常且浑浊， 无 法进行比色测定。 2蒸馏法 调节水样 pH 使在 6. 0 ～ 7. 4 的范围， 加入氧化镁呈微碱性， 蒸馏释放的氨氮被吸收于硼酸 溶液中， 再对吸收液处理后测其吸光度。此方法不能 完全去除杂质， 且操作时间较长。 2. 6. 2改进后的水样预处理方法 1对于带色的水样， 可以用消除法来消除水样 本色对氨氮含量测定的干扰， 即取相同量的水样于 2 支 50 mL 具塞比色管中， 稀释至刻度， 加 1. 0 mL 酒石 酸钾钠， 摇匀。一支加 3. 00 mL 纳氏试剂， 摇匀， 另一 支不加纳氏试剂。计算时减去不加显色剂时所测得 的吸光度， 再减去空白试验测得的吸光度， 获得校正 吸光度， 以进行色度校正。经过对比试验， 此方法与 文献法所测得的结果相近， 但操作比较简单， 而且节 约时间， 具有一定的可行性。 用改进法和文献［ 1］ 法对国家环境监测总站标 样及 2 种工业废水， 在不同时间做 6 次平行测定， 且 两组数据均值进行对比， 经过方差和 t 检验， 两种方 法测得的结果没有显著的差异性， 其相对误差均在 0 ～ 1. 01 ， 测定结果见表 1。 表 1文献［ 1］ 法与改进法的测定结果对比 水样 文献［ 1］ 法均值 / mgL － 1 改进方法均值 / mgL － 1 相对误差 / 废水 17. 18 7. 200. 28 废水 24. 15 4. 130. 48 国标样 14. 02 4. 020. 00 国标样 22. 93 2. 961. 01 2水样浑浊或有色时须经过蒸馏预处理以消除 干扰， 但文献法蒸馏时间较长， 费试剂， 能耗大。如采 用减量蒸馏法， 即水样取样量由规定的 250 mL 改为 100 mL， 硼酸吸收液改为 20 mL， 进行蒸馏后测定， 既 省时、 节能， 又保证测定结果真实可靠。试验所需试 剂与仪器均按文献［ 1］ 。试验方法为 取 100 mL 水 样于 500 mL 蒸馏瓶中， 以 20 mL 硼酸溶液作为吸收 液， 加热蒸馏至馏出液达 80 mL， 定容至 100 mL， 取适 量馏出液于 50 mL 比色管中， 加水稀释至标线， 加一 定量的 1 mol/L 氢氧化钠溶液调节 pH 值在 13. 50 左 右， 加 3. 00 mL 纳氏试剂， 混匀。放置 15 min 后 显 色时间不超过 20 min ， 在波长 420 nm 处， 以 2 cm 比 801 环境工程 2010 年 10 月第 28 卷第 5 期 色皿， 蒸馏水为参比液， 测定吸光度。测定结果见 表 2。 表 2文献［ 1］ 法与减量法的测定结果对比 水样 文献法测定均值 / mgL － 1 减量法测定均值 / mgL － 1 相对误差 / 废水 113. 50 13. 40－ 0. 74 废水 29. 66 10. 35 6. 90 国标样 14. 02 3. 98－ 1. 00 国标样 22. 93 2. 78－ 5. 25 由表 2 可知两法的相对误差在 10 以内， 说明 改进的蒸馏法是可行的。用减量法和规定蒸馏法测 定水中的氨氮所得的结果基本一致。 2. 6. 3水样的测定试验 1 改进的纳氏试剂光度法。吸取适量经上述改 进法预处理过的水样于 50 mL 比色管中， 加水稀释至 标线。加 1. 0 mL 酒石酸钾钠溶液， 混匀。加 3. 00 mL 纳氏试剂， 混匀， 放置 15 min 后 显色时间不宜超 过 20 min， 以免影响显色效果 在波长 420 nm 处， 用 2 cm 比色皿， 以蒸馏水为参比， 测量吸光度。 2 样品分析。取 2 个废水样， 按改进后的纳氏试 剂光度法测定样品中氨氮含量， 结果见表 3。 表 3废水中氨氮含量的测定数据 样品 测得值 / mgL － 1 RSD / 加入氨氮 量 / mgL － 1 回收氨氮 量 / mgL － 1 回收率 / 污水 15. 8 2. 110. 010. 2102 污水 215. 5 1. 310. 010. 3103 3结论 通过对国家标准法纳氏剂光度法对水中氨氮含 量测定的改进， 经试验证明， 改进后的方法操作简便、 省时、 节能， 测定结果准确可靠， 有推广价值。 参考文献 ［1 ］ 国家环境保护总局水和废水监测分析方法 编委会. 水和废 水监测分析方法［M］ . 4 版. 北京 中国环境科学出版社， 2002. ［2 ］ 环境保护操 作 工 人 培 训 系 列 教 材 编 写 组. 水污染防治技术 ［M］ . 南京 江苏人民出版社， 2003. 作者通信处金文斌226007江苏南通市南通职业大学化工系 电话 0513 81050856 E- mailjinwenbin316 sina. com 2010 － 03 － 02 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 93 页 增加， 使湟水污染严重。造成这些污染的主要原因是 河流所在地区人口、 社会经济活动高度集中， 工业污 染、 城市生活污水、 固体废物产生量大， 而处置设施落 后、 处置率低， 污水大部分直接排入河流， 导致沿岸水 质恶化。此外， 还存在一定程度的面源污染， 如水土 流失、 农药化肥的使用、 村镇村落地表径流的污染等。 湟水流域水质环境不容乐观， 应该引起社会各界的高 度重视。 参考文献 ［ 1］ 李祚泳， 丁晶， 彭荔红. 环境质量评价原理与方法［M］ . 北京 化 学工业出版社， 2004. ［ 2］ 杨晓华， 杨志峰. 大气环境质量综合评价的物元分析法［J］ . 环 境工程，2003， 21 5 69- 80. ［ 3］ 金开正. 大气环境质量综合评价的修正 Logistic 曲线模型［J］ . 环境工程，2005， 23 1 62- 64. ［ 4］ 王晓鹏， 曹广超. 基于多元统计的大气环境质量评价模型与应 用［J］ . 环境工程， 2007， 25 6 81- 85. ［ 5］ 辛欣， 卢文喜， 等. 判别分析方法在水质评价中的应用［J］ . 环境 科学与技术， 2008， 31 1 113- 115. ［ 6］ 任若恩， 王惠文. 多元统计数据分析［M］ . 北京 国防工业出版 社， 1997. ［ 7］ Saporta M. Analysis des Donnees［R］ . ENSAE， Paris， 1988. ［ 8］GB 3838 － 2002 地表水环境质量标准［S］ . 作者通信处王晓鹏810008青海省西宁市 青海师范大学数学与 信息科学系 E- mailwwxxpp518518 163. com 2010 － 03 － 18 收稿 901 环境工程 2010 年 10 月第 28 卷第 5 期