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氨氮测定过程中的影响因素及改进方法

摘要

对影响氨氮测定的几个因素作了分析探讨。在一定温度下，显色时间对吸光度有影响；不同的PH值会影响纳氏平衡，对吸光度的测量产生影响。同时，还利用显色后的样品进行稀释比色。结果表明：氨氮测定的最佳显色时间为10min；样品分析前应先调为中性后再测定。对氨氮的稀释方法作了改进，证明改进后样品的稀释方法是可行的。

关键词 氨氮 ； 显色时间 ； PH

目录
前言 2
第一章纳氏试剂分光光度法 3
第1节 原理 3
第2节 试剂和溶液 4
第3节 仪器 4
第4节 分析步骤 4
第5节 分析结果的表述 5
第二章 影响氨氮测定的因素 5
第1节 实验环境的影响 5
第2节 玻璃器皿的洗涤 6
第3节显色时间对吸光度值的影响 6
第4节 水样PH值的影响 6
第5节 滤纸空白的影响 7
第三章 氨氮测定过程中稀释方法的改进 7
结论 8
参考文献 9

前言
水溶液中的氨氮是以游离氨或铵盐形态存在于水中，两者的组成比取决于水的PH值。当PH值偏高时，游离氨的比例较高，反之，则铵盐的比例较高。氨氮是导致水体富营养化的主要因素之一。
氨氮作为水体中有机物污染的指标，是水质检测的常见项目。正确监测水体中的氨氮含量对于评估水体的富营养化程度，加强环保有重要意义。目前我们采用纳氏试剂比色法检测水体中的氨氮。

第一章纳氏试剂分光光度法
第1节 原理
在碱性溶液中，水中的氨和铵离子能和纳氏试剂反应生成棕色混浊液，颜色的深浅和氨和铵离子含量成正比，可用分光光度法测定
第2节 试剂和溶液
2.1 酒石酸钾钠(KNaC4H4O6·42O)溶液：50%水溶液；
2.2 纳氏试剂
2.2.1 称取72.50克NaOH溶于200mL无氨水中冷却至室温；
2.2.2 称取25.00克碘化汞和20.00克碘化钾溶于100mL无氨水中；
2.2.3 将2.2.1和2.2.2两种溶液混合倒入500mL容量瓶中，稀释至刻度；
2.2.4 将2.2.3溶液静置24小时，将上层溶液贮于棕色容量瓶中低温处保存，有效期为1个月，使用时吸取上层清液。
2.3 铵离子贮备液
准确称取0.297g于105℃烘干后的氯化铵，溶于水中，移入1000mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度。此溶液1mL含铵离子0.1mg。
2.4 铵离子标准溶液：0.01mg/mL
吸取10mL铵离子贮备液于100mL容量瓶中，加水稀释置刻度，此溶液1mL含铵0.01mg。
第3节 仪器
一般实验室仪器：
3.1 分光光度计，带有5cm的吸收池。
3.2 比色管：50mL。
第4节 分析步骤
4.1采样：
在取样时应用聚乙烯瓶或玻璃瓶，取完样后尽快分析，如需保留样品加硫酸使水样酸化至PH﹤2，2-5℃延长保存期限。
4.2测定：
取水样50mL于50mL比色管中，分别加蒸馏水至50mL，再加入1mL酒石酸钾钠溶液，充分混合，各加纳氏试剂1mL，混匀。10分钟后，在分光光度计上于430nm波长处，用1cm比色皿，以试剂空白作参比，测定吸光度。同时做空白。
根据测得的吸光度，在标准曲线上查得相应的铵离子含量。或以K值计算出相应的铵离子含量。
第5节 分析结果的表述
水样中氨或铵含量X(mg/L)按下式计算

式中：
K—标准曲线斜率；
A—样品吸光度；
V—水样体积，mL。

第二章 影响氨氮测定的因素
第1节 实验环境的影响
氨的分析应在无氨水和铵盐的实验室中进行，室内不应含有扬尘，油类及氮化合物，不能在做含氨缓冲溶液、测定总硬度的实验时做氨氮分析，避免交叉污染，影响试剂空白值、样品值。
第2节 玻璃器皿的洗涤
所用玻璃器皿都应先用酸性溶液侵泡后，再用无氨水冲洗数次才能使用，清洗后的玻璃器皿要单独存放，否则会造成空白值偏高或平行样不平衡的情况。
第3节显色时间对吸光度值的影响

纳氏试剂比色法，其方法简单、快速、准确度高，但方法的准确度受显色时间的影响较大，因而对显色时间的控制就非常重要，
经过自己平时的多次实验分析，发现在室温下，显色时间10min以前吸光值不稳定，测试溶液还处于颜色加深阶段，10-30min颜色比较稳定，30-60min溶液颜色处于加深阶段，60min以后颜色逐渐减退。

第4节 水样PH值的影响
水样的PH的变化是影响纳氏反应平衡的主要原因，就对此情况做了实验，见表1

NH3-N
值
PH
值
表1 PH值对NH3-N测定结果的影响

水样1
水样2
水样3
水样4
水样5
水样6
水样7
水样8
4
1.82
1.46
1.06
1.42
1.32
1.54
1.10
1.26
7
3.86
2.68
2.13
2.10
1.96
1.90
2.86
1.98
14
4.32
2.88
2.10
2.42
2.10
2.34
2.22
2.23

从表1发现，水样的PH的变化，对氨氮测定值有明显影响，水样呈中性和碱性时，符合平行样测定质量控制分析要求，具有可比性，而成为酸性时水样没有可比性。
第5节 滤纸空白的影响
在水样有浑浊、絮状物时一般要进行沉淀，过滤。这时滤纸中的微量氨会随水样一起流入样品中，对测定值产生影响，即使不同厂家或同厂家不同批次的滤纸都有明显的差别。因此在实验中对絮凝后水样进行沉淀或分离后，直接取上清液，即可减少分析步骤，又不会产生误差。

第三章 氨氮测定过程中稀释方法的改进
在用纳氏试剂测定氨氮时，通常减少取样量，稀释后重新进行比色（原始样品稀释法），由于这种方法难以预料氨氮浓度的高低，样品经过加入试剂后，发现其吸光度超过最大吸光度，此方法既费时、费力，又浪费试剂，更不利于大量样品及时分析。因此，对稀释方法进行改进，利用分析显色后的样品进行稀释比色（分析后样品比色）。现对两种稀释方法进行比较。
分析后样品稀释法：取适量经分析显色后的样，加至50ml比色管中，分别用无氨水稀释到刻度，混匀后在波长430nm，1cm比色皿，以空白为参比测其吸光度。
取原稀释法和分析后稀释法对6个样进行6次平行测定，见表2
表2 水样原稀释法和分析后稀释法测定结果的比较
样品号
原稀释法mg∕l
分析后稀释法mg∕l
相对误差%
1
27.1
27.9
2.9
2
45.5
42.6
6.6
3
45.3
42.7
5.9
4
41.6
39.0
6.5
5
38.0
36.9
2.9
6
43.6
41.6
4.7

由表2看出，两种稀释方法所得测定结果基本一致，对于超过最大吸光度的水样进行“比色后稀释”再测定，不仅节省了显色时间、分析时间更避免了重新取样时水样不够的问题。

结论
氨氮的测定受多种因素的影响，以下几个方面可提高分析结果的准确度和精密度：
1、分析室应避免交叉污染，所用玻璃器皿要用酸性稀溶液侵泡后再使用；
2、纳氏试剂分光光度计法测定氨氮，最佳显色时间是10min，10min前显色不完全，显色30min后颜色不稳定，变化较快不利于测定。10-30min时间内，颜色较稳并能达到分析要求的精度，比色时间不超过5min，要求比色一次不要太多样品，比色动作要迅速，以便达到快速测定。
3、对于水样，要先将其调为中性，水样中含硫化物，可于100mL水样中加1mL10%硫酸锌溶液和0.1—0.2mL25%氢氧化钠，调节pH至10.5左右，沉淀取上层清液测定。溶液的PH控制在10.5左右，加入纳氏试剂后，显色的PH值在11.8-12.4之间，这样就保准了结果的准确度和精密度。
4、絮凝后水样进行沉淀或分离后，直接取上清液，浑浊水样可用氢氧化铝进行凝聚澄处理，。即可减少分析步骤，又不会产生误差。
5、将分析后样品进行稀释测定水中氨氮时，因稀释倍数容易确定，此方法既省时、不费力，又不浪费试剂，更利于大量样品及时分析。

参考文献
〔1〕 国家环境保护总局水喝废水监测方法。4版2002：697
〔2〕 GF019-1983水质监测实验质量控制指标
〔3〕 环境样品稀释法监测1997,13（4）:55-57
〔4〕 水质氨氮测定 纳氏试剂分光光度法HJ535-2009
〔5〕 鸿基焦化化肥项目部检化验分析规程

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