废水中氨氮测定影响因素探讨
徐丹妙 朱洁
摘要：水质氨氮的测定是评估水体被污染程度的依据，是水环境监测的重要指标。在国标法中纳氏试剂分光光度法是测定水质氨氮的常用方法，此法具有操作简单、灵敏度高等特点。本文结合实际工作中遇到的问题，从pH对测定的影响、纳氏试剂对空白的影响、干扰因素对测定的影响几个方面进行了阐述，为今后做好氨氮检测工作提供参考。
关键词：氨氮；纳氏试剂光度法；影响因素
中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）01-0172-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.097
Discussion on influencing fators for determination of ammonia-nitrogen in waste water
Xu Danmiao， Zhu Jie
（Wuxi Xishan District Zhengyuan Environmental Testing Co. Ltd， Jiangsu Wuxi 214101， China）
Abstracts：The determination of ammonia-nitrogen is the basis for assessing the degree of pollution of water and also an important index of water environment monitoring. In the national standard method， the nesslers reagent colorimetric method is a common method for determination of ammonia nitrogen in waste water. This method of operation is simple and the sensitivity is high. The article mainly discusses several influencing fators for determination of ammonia-nitrogen in waste water， according to the problems encountered in practical work. The influence of pH， nesslers reagent and interferencing factors are discussed to provide reference for the determination of ammonia nitrogen.
Key words：Ammonia-nitrogen； Nesslers reagent colorimetric method； Influencing factor
氨氮是水和废水分析的常测项目之一，是水环境监测的重要指标，通过检测水质中氨氮的含量有助于评估水体被污染程度与“自净情况”。水体中的氨氮主要以游离氨与铵盐的形式存在，两者的组成比由水体pH值决定。pH高，游离氨的比例高，反之，则铵盐的比例高[1]。氨氮的主要来源为生活污水中的含氮有机物，焦化、合成氨等工业废水及农业排水。水体中的有机氮合物很不稳定，经水中微生物分解转化成氨。在有氧环境下，氨又会受水中微生物作用转化成亚硝酸盐、硝酸盐，是水体中的主要耗氧污染物，含量过高会导致鱼类及一些水生生物死亡。因此，做好水中氨氮的监测工作对于加强水环境保护有着非常重要的意义。目前，水质监测中氨氮的检测多采用纳氏试剂分光光度法，其原理是碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物，此颜色在较宽的波长内具强烈吸收，通常测量波长为420nm。在实际检测工作中经常会受一些因素的影响，遇到一些问题，本文就以下几个方面进行讨论。
1 pH对测定的影响
在样品分析时，反应体系的酸碱度对氨氮的测定有很大的影响[2]。在纳氏試剂分光光度法中对于污染较轻、色度较低的水样，酸碱度的调节主要在絮凝沉淀时进行。样品检测前先将酸化保存的样品pH调至中性，取200mL水样于烧杯中，加入2mL硫酸锌，逐滴加入氢氧化钠溶液，边滴边搅拌，直到pH值为10.5左右，硫酸锌与氢氧化钠反应生成氢氧化锌絮凝状沉淀，可以吸附水中的悬浮物和有色物质。pH太低，反应不完全，生成的沉淀少，悬浮物和有色物质去除不干净，同时水样中存在细小颗粒，加入碱性的纳氏试剂又会有白色絮状物生成，影响氨氮检测的准确性；由于氢氧化锌是一种两性氢氧化物，可溶于酸也可溶于碱，当加入氢氧化钠溶液太多，pH过高，氢氧化锌沉淀部分溶解，影响絮凝效果，加入碱性的纳氏试剂后，水样变浑，无法进行比色。因此，氢氧化钠溶液一定要逐滴加入，把控好pH大小，使絮凝沉淀达到最好的效果。
2 纳氏试剂对空白的影响
国标法中关于纳氏试剂的配制方法有两种：A种用HgCl2、KI 和 KOH 配制；B种用HgI2、KI 和 NaOH 配制。
由于配制纳氏试剂的碘化汞和氯化汞具有剧毒，配制过程中对化验人员与实验环境存在一定的风险，因此，现在很多检测机构直接购买现成的瓶装纳氏试剂，瓶底几乎无红色沉淀物，溶液比较稳定。表1显示了A试剂、B试剂及购买的纳氏试剂（C表示）在相同实验条件下分别测定的10个空白吸光度。
表1表明三种纳氏试剂空白值有着明显的差异，吸光度B>A>C。经过笔者多次验证，三种纳氏试剂对标准样品的测定全部合格，差异不明显，因此均可使用。在工作实践中发现，A方法关键在于控制好氯化汞的加入量，要边搅拌边少量多次的加入，以防溶液提前饱和产生朱红色沉淀，配制烦琐，耗时较长。B方法中碘化汞与碘化钾的比例对显色反应的灵敏度有较大的影响。A、B两种配置过程中，为了防止浑浊和沉淀必须等碱溶液完全冷却后才能将汞盐缓缓加入，然后静止过夜，去除沉淀，取上清液于聚乙烯瓶中避光保存。但在使用了一段时间后，瓶底又会有一层朱红色沉淀，移取不当很容易导致显色吸光度偏高，影响到数据的准确性。因此，建议可以使用购买的纳氏试剂，既省去烦琐的配制过程，又可避免存放使用过程中产生的朱红色沉淀物对显色的影响。
3 干扰因素对测定的影响分析
在废水的检测过程中我们经常会遇到一些成分比较复杂、污染较严重的水样，其本身存在的浑浊或色度及检测过程中加了某种试剂后产生的浑浊或色度都会对氨氮的测定造成一定的干扰，对于各种情况要进行不同的分析，采取合理的措施去解除。
（1）对于水样本身存在的浊度和色度，我们可以采用絮凝沉淀法对水样进行预处理，取上清液进行检测。而有些水样预处理后还是存在浑浊、颜色，可以改用蒸馏法进行预处理，也可以采用扣除样品本底值的方法进行测定。
（2）很多工业废水中含有脂肪胺、芳香胺、醛类、丙酮、醇类和有机氯胺类等有机物，这类水样在加入纳氏试剂后便会产生淡黄色或淡绿色物质，影响显色效果，使吸光度偏高。须采用蒸馏法进行预处理，将氨氮从水中分离出来。
（3）对于水样中的Ca2+、Cu2+、Mg2+、Fe3+等金属离子，它们在碱性条件下极易水解并产生沉淀，通常是采用絮凝共沉淀的方法先进行预处理，再加入酒石酸钾钠进行金属离子掩闭。但酒石酸钾钠的掩闭能力是有限的，对于钙镁等金属离子含量特别高的水样，加入酒石酸钾钠后，会有一些肉眼很难观察到的微细颗粒析出，干扰比色，吸光度比相近显色效果的水样明显高很多，影响检测结果的准确性。针对这类水样，絮凝共沉淀的时间应该更长一些，或者采用蒸馏法效果会更好[3]。
（4）有些水样中含有易挥发的还原性干扰物质，一般很难被发现，检测人员要对该水样的来源有简单的了解，针对性地进行处理。比如硫化物与纳氏试剂反应会产生黄色化合物，肉眼很难辨认，在420nm波长范围内也有吸收，使得无法测得较准确的吸光度，但当硫化物含量高达1000?g时，加入纳氏试剂会有明显的发黑现象。因此，针对这类干扰，须将水样置于酸性条件下加热以除去。
4 结论
采用纳氏试剂比色法进行氨氮的测定，为了保证检测结果的准确性，絮凝沉淀预处理时把控好pH值的大小至关重要，pH应保持在10.5左右，避免人为处理不当造成检测干扰。
纳氏试剂的配制方法不同可影响空白吸光值，空白值過高不利于氨氮含量低的水样的测定，会影响结果准确度，建议可以购买现成的纳氏试剂，空白值低，稳定性强，灵敏度高，而且省去复杂的配制过程，也避免了对人体与环境的危害。
氨氮的测定受水中多种干扰物质的影响，根据不同的干扰现象，应逐个进行分析，选择最合理的方法解除。在实践过程中还会有更多新的干扰因素产生，需要我们去探究寻找更好的控制办法。
参考文献
[1]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法[M].第四版.北京：中国环境科学出版社，2002：276-281.
[2]彭秀霞，关柏清.氨氮测定中的常见问题分析及解决方法[J].黑龙江环境通报，2011，35（1）：36-37.
[3]赵永刚，章勇，孙玉霞.水中氨氮测定体会[J].科技风，2013（12下）：60-61.
收稿日期：2017-11-23
作者简介：徐丹妙（1986-），女，本科，无锡市锡山区正源环境检测有限公司中级工程师，研究方向为环境检测。
摘要：水质氨氮的测定是评估水体被污染程度的依据，是水环境监测的重要指标。在国标法中纳氏试剂分光光度法是测定水质氨氮的常用方法，此法具有操作简单、灵敏度高等特点。本文结合实际工作中遇到的问题，从pH对测定的影响、纳氏试剂对空白的影响、干扰因素对测定的影响几个方面进行了阐述，为今后做好氨氮检测工作提供参考。
关键词：氨氮；纳氏试剂光度法；影响因素
中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）01-0172-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.097
Discussion on influencing fators for determination of ammonia-nitrogen in waste water
Xu Danmiao， Zhu Jie
（Wuxi Xishan District Zhengyuan Environmental Testing Co. Ltd， Jiangsu Wuxi 214101， China）
Abstracts：The determination of ammonia-nitrogen is the basis for assessing the degree of pollution of water and also an important index of water environment monitoring. In the national standard method， the nesslers reagent colorimetric method is a common method for determination of ammonia nitrogen in waste water. This method of operation is simple and the sensitivity is high. The article mainly discusses several influencing fators for determination of ammonia-nitrogen in waste water， according to the problems encountered in practical work. The influence of pH， nesslers reagent and interferencing factors are discussed to provide reference for the determination of ammonia nitrogen.
Key words：Ammonia-nitrogen； Nesslers reagent colorimetric method； Influencing factor
氨氮是水和废水分析的常测项目之一，是水环境监测的重要指标，通过检测水质中氨氮的含量有助于评估水体被污染程度与“自净情况”。水体中的氨氮主要以游离氨与铵盐的形式存在，两者的组成比由水体pH值决定。pH高，游离氨的比例高，反之，则铵盐的比例高[1]。氨氮的主要来源为生活污水中的含氮有机物，焦化、合成氨等工业废水及农业排水。水体中的有机氮合物很不稳定，经水中微生物分解转化成氨。在有氧环境下，氨又会受水中微生物作用转化成亚硝酸盐、硝酸盐，是水体中的主要耗氧污染物，含量过高会导致鱼类及一些水生生物死亡。因此，做好水中氨氮的监测工作对于加强水环境保护有着非常重要的意义。目前，水质监测中氨氮的检测多采用纳氏试剂分光光度法，其原理是碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物，此颜色在较宽的波长内具强烈吸收，通常测量波长为420nm。在实际检测工作中经常会受一些因素的影响，遇到一些问题，本文就以下几个方面进行讨论。
1 pH对测定的影响
在样品分析时，反应体系的酸碱度对氨氮的测定有很大的影响[2]。在纳氏試剂分光光度法中对于污染较轻、色度较低的水样，酸碱度的调节主要在絮凝沉淀时进行。样品检测前先将酸化保存的样品pH调至中性，取200mL水样于烧杯中，加入2mL硫酸锌，逐滴加入氢氧化钠溶液，边滴边搅拌，直到pH值为10.5左右，硫酸锌与氢氧化钠反应生成氢氧化锌絮凝状沉淀，可以吸附水中的悬浮物和有色物质。pH太低，反应不完全，生成的沉淀少，悬浮物和有色物质去除不干净，同时水样中存在细小颗粒，加入碱性的纳氏试剂又会有白色絮状物生成，影响氨氮检测的准确性；由于氢氧化锌是一种两性氢氧化物，可溶于酸也可溶于碱，当加入氢氧化钠溶液太多，pH过高，氢氧化锌沉淀部分溶解，影响絮凝效果，加入碱性的纳氏试剂后，水样变浑，无法进行比色。因此，氢氧化钠溶液一定要逐滴加入，把控好pH大小，使絮凝沉淀达到最好的效果。
2 纳氏试剂对空白的影响
国标法中关于纳氏试剂的配制方法有两种：A种用HgCl2、KI 和 KOH 配制；B种用HgI2、KI 和 NaOH 配制。
由于配制纳氏试剂的碘化汞和氯化汞具有剧毒，配制过程中对化验人员与实验环境存在一定的风险，因此，现在很多检测机构直接购买现成的瓶装纳氏试剂，瓶底几乎无红色沉淀物，溶液比较稳定。表1显示了A试剂、B试剂及购买的纳氏试剂（C表示）在相同实验条件下分别测定的10个空白吸光度。
表1表明三种纳氏试剂空白值有着明显的差异，吸光度B>A>C。经过笔者多次验证，三种纳氏试剂对标准样品的测定全部合格，差异不明显，因此均可使用。在工作实践中发现，A方法关键在于控制好氯化汞的加入量，要边搅拌边少量多次的加入，以防溶液提前饱和产生朱红色沉淀，配制烦琐，耗时较长。B方法中碘化汞与碘化钾的比例对显色反应的灵敏度有较大的影响。A、B两种配置过程中，为了防止浑浊和沉淀必须等碱溶液完全冷却后才能将汞盐缓缓加入，然后静止过夜，去除沉淀，取上清液于聚乙烯瓶中避光保存。但在使用了一段时间后，瓶底又会有一层朱红色沉淀，移取不当很容易导致显色吸光度偏高，影响到数据的准确性。因此，建议可以使用购买的纳氏试剂，既省去烦琐的配制过程，又可避免存放使用过程中产生的朱红色沉淀物对显色的影响。
3 干扰因素对测定的影响分析
在废水的检测过程中我们经常会遇到一些成分比较复杂、污染较严重的水样，其本身存在的浑浊或色度及检测过程中加了某种试剂后产生的浑浊或色度都会对氨氮的测定造成一定的干扰，对于各种情况要进行不同的分析，采取合理的措施去解除。
（1）对于水样本身存在的浊度和色度，我们可以采用絮凝沉淀法对水样进行预处理，取上清液进行检测。而有些水样预处理后还是存在浑浊、颜色，可以改用蒸馏法进行预处理，也可以采用扣除样品本底值的方法进行测定。
（2）很多工业废水中含有脂肪胺、芳香胺、醛类、丙酮、醇类和有机氯胺类等有机物，这类水样在加入纳氏试剂后便会产生淡黄色或淡绿色物质，影响显色效果，使吸光度偏高。须采用蒸馏法进行预处理，将氨氮从水中分离出来。
（3）对于水样中的Ca2+、Cu2+、Mg2+、Fe3+等金属离子，它们在碱性条件下极易水解并产生沉淀，通常是采用絮凝共沉淀的方法先进行预处理，再加入酒石酸钾钠进行金属离子掩闭。但酒石酸钾钠的掩闭能力是有限的，对于钙镁等金属离子含量特别高的水样，加入酒石酸钾钠后，会有一些肉眼很难观察到的微细颗粒析出，干扰比色，吸光度比相近显色效果的水样明显高很多，影响检测结果的准确性。针对这类水样，絮凝共沉淀的时间应该更长一些，或者采用蒸馏法效果会更好[3]。
（4）有些水样中含有易挥发的还原性干扰物质，一般很难被发现，检测人员要对该水样的来源有简单的了解，针对性地进行处理。比如硫化物与纳氏试剂反应会产生黄色化合物，肉眼很难辨认，在420nm波长范围内也有吸收，使得无法测得较准确的吸光度，但当硫化物含量高达1000?g时，加入纳氏试剂会有明显的发黑现象。因此，针对这类干扰，须将水样置于酸性条件下加热以除去。
4 结论
采用纳氏试剂比色法进行氨氮的测定，为了保证检测结果的准确性，絮凝沉淀预处理时把控好pH值的大小至关重要，pH应保持在10.5左右，避免人为处理不当造成检测干扰。
纳氏试剂的配制方法不同可影响空白吸光值，空白值過高不利于氨氮含量低的水样的测定，会影响结果准确度，建议可以购买现成的纳氏试剂，空白值低，稳定性强，灵敏度高，而且省去复杂的配制过程，也避免了对人体与环境的危害。
氨氮的测定受水中多种干扰物质的影响，根据不同的干扰现象，应逐个进行分析，选择最合理的方法解除。在实践过程中还会有更多新的干扰因素产生，需要我们去探究寻找更好的控制办法。
参考文献
[1]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法[M].第四版.北京：中国环境科学出版社，2002：276-281.
[2]彭秀霞，关柏清.氨氮测定中的常见问题分析及解决方法[J].黑龙江环境通报，2011，35（1）：36-37.
[3]赵永刚，章勇，孙玉霞.水中氨氮测定体会[J].科技风，2013（12下）：60-61.
收稿日期：2017-11-23
作者简介：徐丹妙（1986-），女，本科，无锡市锡山区正源环境检测有限公司中级工程师，研究方向为环境检测。
