納氏試劑比色法測(cè)定水中氨氮的影響因素分析

高春燕

(迪慶州環(huán)境監(jiān)測(cè)站,云南迪慶674400)

納氏試劑比色法測(cè)定水中氨氮的影響因素分析

高春燕

(迪慶州環(huán)境監(jiān)測(cè)站,云南迪慶674400)

就納氏試劑比色法在測(cè)定水中氨氮的過(guò)程中各種影響測(cè)定的因素進(jìn)行分析,并就實(shí)驗(yàn)時(shí)間對(duì)測(cè)定的的影響進(jìn)行了研究。

氨氮;納氏試劑;影響因素

1 前言

氨氮(NH3-N)以游離(NH3)或銨鹽的形式存在于水中,兩者的組成比取決于水的pH和水溫。當(dāng)pH值偏高時(shí),游離氨的比例較高。反之,則銨鹽的比例較高,水溫則相反。

氨氮的測(cè)定方法中納氏試劑比色法具操作簡(jiǎn)便、靈敏等特點(diǎn),水中鈣、鎂和鐵等金屬離子、硫化物、醛和酮類(lèi)、顏色、以及混濁等均會(huì)干擾測(cè)定,需作相應(yīng)處理[1]。

水中氨氮的主要來(lái)源為生活污水中含氮有機(jī)物受微生物作用的分解產(chǎn)物,某些工業(yè)廢水以及農(nóng)田排水。氨氮是水體中的營(yíng)養(yǎng)素,可導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象產(chǎn)生,是水體中的主要耗氧污染物。水中氨氮含量高時(shí),可使水中產(chǎn)生刺鼻的臭味,污染周?chē)h(huán)境。魚(yú)類(lèi)對(duì)水中的氨氮比較敏感,當(dāng)氨氮含量高時(shí)會(huì)導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)死亡。測(cè)定水中的各種形態(tài)的氮化合物,有助于評(píng)價(jià)水體被污染和 “自?xún)簟睜顩r。本文對(duì)氨氮的分析方法納氏試劑比色法測(cè)定水中氨氮的過(guò)程中各種影響因素進(jìn)行分析,以盡量將各種影響減小到最低,從而獲得更為準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

2 試驗(yàn)

2.1 試劑儀器

2.1.1 儀器

北京普析通用儀器有限責(zé)任公司出品的T6-新悅可見(jiàn)分光光度計(jì)。

梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司出品的LP115 FK型pH計(jì)。

2.1.2 試劑

配制試劑用水均應(yīng)為無(wú)氨水,以下簡(jiǎn)稱(chēng)水。無(wú)氨水可選用下列方法之一進(jìn)行制備:

(1)蒸餾法:每1L蒸餾水中加011ml硫酸,在全玻璃蒸餾器中重蒸餾,棄去50ml初餾液,接取其余餾出液于具塞磨口的玻璃瓶中,密塞保存。

(2)離子交換法:使蒸餾水通過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱。

2.1.211 納氏試劑

納氏試劑可選擇下列方法之一制備[1]:

(1)稱(chēng)取20g碘化鉀溶于約25ml水中,邊攪拌邊分次少量加入二氯化汞(HgCl2)結(jié)晶粉末(約10g),至出現(xiàn)朱紅色沉淀不易溶解時(shí),改為滴加飽和二氯化汞溶液,并充分?jǐn)嚢?當(dāng)出現(xiàn)微量朱紅色沉淀不再溶解時(shí),停止滴加氯化汞溶液。另稱(chēng)取60g氫氧化鉀溶于水,并稀釋至250ml,冷卻至室溫后,將上述溶液徐徐注入氫氧化鉀溶液中,用水稀釋至400ml,混勻。靜置過(guò)夜,將上清液移入聚乙烯瓶中,密塞保存。

(2)稱(chēng)取16g氫氧化鈉,溶于50ml水中,充分冷卻至室溫。另稱(chēng)取7g碘化鉀和碘化汞(HgI2)溶于水,然后將此溶液在攪拌下徐徐注入氫氧化鈉溶液中。用水稀釋至100ml,貯于聚乙烯瓶中,密封保存[1]。

2.1.212 酒石酸鉀鈉溶液

稱(chēng)取50g酒石酸鉀鈉(KNaC4H4O6·4H2O)溶于100ml水中,加熱煮沸以除去氨,放冷,定容至100ml。

2.1.213 銨標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液

稱(chēng)取31819g經(jīng)100℃干燥過(guò)的優(yōu)級(jí)純氯化銨(G.R.)溶于水中,移入1000ml容量瓶中,稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含1100mg氨氮。

2.1.214 銨標(biāo)準(zhǔn)使用溶液

移取5100ml銨標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液于500ml容量瓶中,用水稀釋至標(biāo)線,此溶液每毫升含01010mg氨氮。

212 試驗(yàn)方法原理

碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應(yīng)生成淡紅棕色膠態(tài)化合物,此顏色在較寬的波長(zhǎng)內(nèi)具強(qiáng)烈吸收,該化合物的色度與氨氮含量成正比。

最大吸收波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn):在350nm～550nm測(cè)定最大吸收波長(zhǎng),結(jié)果如圖1。

從圖1可以看出在420nm處有最大吸收波長(zhǎng)。因此實(shí)驗(yàn)在420nm波長(zhǎng)處,用光程20mm比色皿,以水為參比,測(cè)量吸光度。

2.3 試驗(yàn)方法的適用范圍

納氏試劑比色法最低檢出濃度為01025mg/L(光度法),測(cè)定上限為2mg/L。采用目視比色法,最低檢出限為0102 mg/L。水樣作適當(dāng)?shù)念A(yù)處理后,本法可適用于地表水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水氨氮的測(cè)定[1]。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

吸取0、0150、1100、3100、5100、7100和1010ml銨標(biāo)準(zhǔn)使用液于50ml比色管中,加水至標(biāo)線,加110ml酒石酸鉀鈉溶液,混勻。加115ml納氏試劑,混勻。放置10min后,在波長(zhǎng)420nm處,用光程20mm比色皿,以水為參比,測(cè)定吸光度。由測(cè)得的吸光度,減去零濃度空白管的吸光度后,得到校正吸光度,結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)曲線 空白值(A0):01020

2.5 計(jì)算

由水樣測(cè)得的吸光度減去空白試驗(yàn)的吸光度后,從校準(zhǔn)曲線上查得氨氮含量(mg)。

氨氮(N,mg/L)=m/V×1000

式中:m—從校準(zhǔn)曲線上查得氨氮含量(mg);

V—水樣體積(ml)。

2.6 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

反應(yīng)時(shí)間的影響。在本法測(cè)定氨氮的過(guò)程中,要求放置10min后測(cè)量吸光度。我們?cè)诓煌磻?yīng)時(shí)間下測(cè)定空白、標(biāo)樣及實(shí)驗(yàn)樣品的吸光度,計(jì)算其濃度,進(jìn)行比較,其結(jié)果見(jiàn)表2、表3、表4。

表2 不同時(shí)間對(duì)空白吸光度的影響

表3 不同時(shí)間對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品吸光度和濃度的影響

表4 不同時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品吸光度和濃度的影響

3 結(jié)果討論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出,<10min時(shí),顯色不完全,10～30min較穩(wěn)定,30～60min顏色加深,吸光度呈增大趨勢(shì)。但是對(duì)測(cè)定濃度的影響不大,空白及樣品的吸光度同時(shí)上升與濃度呈線性關(guān)系。三個(gè)時(shí)段的誤差、相對(duì)誤差、加標(biāo)回收率均沒(méi)有明顯差異,能達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。

4 影響因素及解決方法

(1)室驗(yàn)試劑的影響。本法實(shí)驗(yàn)所需試劑有納氏試劑、酒石酸鉀納溶液。納氏試劑有兩種制備方法。第一種用碘化鉀、二氯化汞和氫氧化鉀配制。第二種用碘化鉀、碘化汞和氫氧化納配制。納氏試劑配制后應(yīng)避光低溫冷藏保存在聚乙烯塑料瓶?jī)?nèi),以防顏色加深,保證空白值的穩(wěn)定性。酒石酸鉀納溶液的配制中應(yīng)注意使用合格試劑,不合格試劑銨鹽含量較大[2]。

(2)實(shí)驗(yàn)用水的影響。實(shí)驗(yàn)用水均應(yīng)為無(wú)氨水。無(wú)氨水的制備有蒸鎦法:每1L蒸鎦水中加011L硫酸,在全玻璃蒸餾器中重蒸餾,棄去50ml初餾液,接取其余餾出液于具塞磨口的玻璃瓶中;還可用離子交換法制備無(wú)氨水。無(wú)氨水應(yīng)密塞保存,空氣中氨溶于水或有銨鹽進(jìn)入實(shí)驗(yàn)用水中,會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)空白達(dá)不到要求。

(3)水體中物質(zhì)的影響。水樣帶顏色或混濁,含有其它一些干擾物質(zhì)時(shí),會(huì)影響氨氮的測(cè)定[3]。在實(shí)驗(yàn)中需對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理,對(duì)較清潔的水,可采用絮凝沉淀法;對(duì)工業(yè)廢水或嚴(yán)重污染的水,則用蒸餾法消除干擾。

(4)濾紙的影響。在實(shí)驗(yàn)中需要將水樣通過(guò)濾紙過(guò)濾進(jìn)行水樣的預(yù)處理,濾紙中一般都含有銨鹽,這是因?yàn)樵旒埞に嚩嗖捎娩@法造紙,銨鹽會(huì)殘留濾紙中。有實(shí)驗(yàn)表明,通過(guò)對(duì)濾紙的洗滌次數(shù)的增加,吸光度呈下降趨勢(shì)。因此在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)少量多次淋洗濾紙,以降低濾紙對(duì)測(cè)定的影響[4]。

(5)反應(yīng)時(shí)間的影響。在本法測(cè)定氨氮的過(guò)程中,要求放置10min后,測(cè)量吸光度。我們?cè)诓煌磻?yīng)時(shí)間下測(cè)定空白、標(biāo)樣及實(shí)驗(yàn)樣品的吸光度,計(jì)算其濃度,進(jìn)行比較。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出,<10min時(shí),顯色不完全,10～30min較穩(wěn)定,30～60min顏色加深,吸光度呈增大趨勢(shì)。但是對(duì)測(cè)定濃度的影響不大,空白及樣品的吸光度同時(shí)上升與濃度呈線性關(guān)系。

5 結(jié)論

在納氏試劑比色法測(cè)定水中氨氮的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,我們應(yīng)該注意實(shí)驗(yàn)用水、實(shí)驗(yàn)試劑、水體中物質(zhì)的影響及濾紙的影響并避免新的影響因素,這樣我們得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)才能準(zhǔn)確可靠。

[1]本書(shū)編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法(第四版)[M].北京:環(huán)境科學(xué)出版社,2002.

[2]溫麗云,范朝.我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)中的氨氮分析方法[J].分析實(shí)驗(yàn)室,2003,11(22).

[3]紀(jì)云崢.納氏試劑比色法測(cè)定水中氨氮的干擾分析[J].分析實(shí)驗(yàn)室,2007,(S1).

[4]高春梅.淺談水體中氨氮的測(cè)定方法[EB/OL].http://www.hjjc.ibicn.com/document/archive/200903/5060675579133731.html.

I mpacting Factors Analysis on Ammon ia Detection by Nessler′s Reagent Colorimetric M ethod

GAO Chun2yan
(Diqing EnvironmentalMonitoring Station,Diqing Yunnan 674400 China)

All kinds of impacting factors on ammonia detection by Nessler’s reagent colorimetric method are ana2 lyzed.The experimental time is focused on in the research.

ammonia;Nessler’s reagent;impacting factor

X83

A

1673-9655(2010)05-0092-03

2010-08-16