纳氏分光光度法测定氨氮的干扰因素及现象

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纳氏试剂光度法测定水中氨氮的影响因素分析 摘要：目前水质检测中氨氮的测定多采用纳氏试剂光度法，文章通过实验，并结合笔者工作实践，简要分析了纳氏试剂光度法测定水中氨氮的几种影响因素，并且提出了测试过程中应注意的问题，旨在降低空白吸光度，减少分析误差，提高测试准确性，为正确评价水环境质量以及进一步制定水污染防治措施提供参考。 关键词：水质检测；氨氮；纳氏试剂分光光度法；影响因素 氨氮是指水中以游离氨（NH_3）和铵离子（NH~+_4）形式存在的氮，其是水体中的营养素，可导致水富营养化现象产生，也是水体中的主要耗氧污染物，对鱼类及某些水生生物有毒害。氨氮可以在一定条件下转化成亚硝酸盐，如果长期饮用，水中的亚硝酸盐将和蛋白质结合形成亚硝胺，是一种强致癌物质，危害人体健康。因此，氨氮是判断水体是否被有机物污染的一个重要指标。纳氏试剂分光光度法作为测定水中氨氮的常规监测方法，具有质量可信，操作简便、反应灵敏、快速高效等特点，被广泛应用于各级环境监测部门。但在实际监测分析工作中，有诸多的影响因素，值得我们去研究、探讨，以进一步提高氨氮测定的准确性和稳定性。 1 实验部分 1.1 主要仪器与试剂 Thermo Evolution300UV－VIS紫外可见分光光度计；德国BINDER恒温箱；HYJD超纯水仪。 纳氏试剂：碘化汞—碘化钾—氢氧化钠（HgI2－KI－NaOH）溶液。 氨氮标准溶液。 酒石酸钾钠。 1.2 实验内容 实验过程参考HJ535－2009标准方法，吸取0、0.50、1.00、2.00、3.00、5.00、7.00、10.0ml氨氮标准溶液使用液（10mg/L）于50ml比色管中，加水至标线，加1.0ml酒石酸钾钠溶液（500g/L），混匀。加1.5ml纳氏试剂。分别在15℃、20℃、25℃、35℃下显色5～40min（实验在测定空白值时增加了10℃的显色条件），波长420nm处，光程20mm比色皿，以水为参比，测量吸光度。见表1。 2 结果与分析 2.1 显色条件（温度、时间）对空白测定的影响 采用超纯水做空白实验，平行测定2次，监测结果统计见图1。 图1 空白值监测结果 从监测结果看，在相同显色温度下，空白水样吸光度不随显色时间的延长而显著变化。在10℃～15℃温度区间，空白值吸光度在0.0012～0.0090范围内波动；20℃～35℃温度区间，空白值在0.0168～0.0230范围内，二组空白值均达到A＜0.030标准方法的质控要求，但2个温度范围内的空白值差异显著。分析认为，在纳氏试剂比色法测定氨氮实验中，影响空白值的主要因素有：实验用水、试剂空白及反应条件等。本实验中，在同样的试剂及用水体系下，与纳氏试剂发生反应的痕量干扰物质在温度较低时显色不充分，当温度达到20℃后显色趋于稳定，吸光值无显著性变化，符合空白实验的质控要求。 2.2 显色条件（温度、时间）对显色速率的影响 16组实验结果发现，纳氏试剂与水中不同浓度的氨氮反应的吸光度均在显色温度为35℃、显色时间为40min时为最大值，按（A吸光度－A最大吸光度）/（A吸光度+A最大吸光度）×100%公式计算不同温度及时间下吸光度与最大显色吸光度相对偏差，以吸光度相对偏差小于5%时认为显色达到稳定范围，不同氨氮含量的相对吸光度值偏差范围见图2～图4。 图4 浓度为1.00～2.00mg/L时氨氮相对吸光度变化情况 由图2～图4可以看出，氨氮浓度含量较低时，在实验选定的温度及显色时间下，吸光
度值的变化辐度较大，氨氮浓度0.10mg/L和0.20mg/L的吸光度最大偏差达84.2%和47.2%；随着氨氮浓度含量的升高，吸光度值变化范围趋于变小，氨氮浓度0.40mg/L和0.60mg/L的吸光度偏差小于10.3%和10.5%；当浓度大于1.00mg/L时，在选定的实验条件下，吸光度值的偏差均在5%以内，达到了稳定显色偏差允许范围。几种浓度达到稳定显色条件统计见表2。实验表明，反应温度及反应时间影响纳氏试剂与氨氮的显色反应，尤其对低浓度样品的影响较显著。在本实验中，氨氮与纳氏试剂反应生成淡红棕色络合物，影响化学反应的速率除反应物本身性质外，温度、浓度也是重要影响因素，温度越高、反应物的浓度越大，反应速率越快，达到显色完全的时间也越短。本实验中，由于低浓度样品中与纳氏试剂发生反应的活化分子较少，较低的温度及较短的时间不利于显色完全，因此选择合适的温度和时间以兼顾一定浓度范围内的样品测定，对准确测定氨氮的含量是必要的。 2.3 显色条件（温度、时间）对校准曲线的影响 HJ535－2009标准方法中测定氨氮的线性范围为0.10～2.00mg/L。本实验在不同显色温度和显色时间下计算校准曲线，结果见表3。实验表明，显色5min时，曲线相关系数均小于0.9990（除35℃外），截距超出±0.005范围内的质控要求；显色10min、温度20℃以上时，截距均达到±0.005范围内的质控要求，0.10～2.00mg/L浓度范围相关系数在0.9991～0.9999范围内波动，0.20～2.00mg/L相关系数均大于0.9998；0.20～2.00mg/L浓度范围的曲线斜率均略低于0.10～2.00mg/L标准曲线斜率。实验说明0.1mg/L浓度点与其他浓度点并不是同步显色的，其显色速率慢，达到最大显色时间较长，对线性产生干扰，而0.20～2.00mg/L浓度范围线性更好，准确度更高。 2.4 显色温度对实际样品测定结果的影响 本实验测试样品为北江流域地表水，分别为水样1、水样2两种样品，水样清洁；标准样品为环境保护部标准样品研究所标样，样品保证值范围为：2.82±0.1mg/L，按HJ535－2009方法分析，地表水取水样50ml，标准样品取25ml，用超纯水定容至50ml，分别在环境条件为15℃～35℃、10min下进行显色反应，监测结果见表4。 实验结果表明，地表水样品在15℃和20℃显色并不充分，测定浓度偏低，尤其水样2在15℃显色时测定结果比25℃显色时测定结果偏低69.8%；氨氮标准样品在20℃～35℃，测定结果在合格浓度范围内，15℃时测定结果未达到合格浓度范围。由于现行标准方法（HJ535－2009）并未规定显色温度要求，鉴于本实验结果，在冬天室内温度较低的情况下，测定地表水样品时，可能产生测定结果偏低或者假阴性实验结果，若不考虑不同季节室温对测定结果的影响，在判断水质变化趋势时会得到不准确的评价结论。 3 结论 综上所述，纳氏试剂光度法是目前环境监测工作中普遍用以测定水中氨氮的标准方法之一，但在实际操作中影响测试结果的因素较多。因此，在实际测定工作中，我们应针对影响因素，切实采取措施，消除干扰，运用科学严谨、认真求实的态度进行逐个分析研究，全面地掌握每一个细节，做到准确无误，以提高环境监测工作水平，为正确评价水环境质量以及进一步制定水污染防治措施做出应有贡献。笔者结合工作实践，对此进行较全面的分析研究，提出氨氮测定中应注意之处，可供大家参考。 参考文献： [1]宋岚.纳氏试剂光度法测定水中氨氮的影响因素分析[J].青海科技，2000（3）：42-43 [2]赵虹.纳氏试剂光度法测定水中氨氮影响因素分析[J].环境研究与监测，2005（3）：12-14 [3]许卫娟.浅谈纳氏试剂光度法测定水体中氨氮的影响因素及消除方法[J].环境科学导刊，2013，32（6）：109-110

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钙镁离子太高，加药有沉淀。水本身有颜色影响分光

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测定氨氮干扰因素主要包括反应时间、实验用水、酒石酸钾钠溶液和样品PH等