纳氏试剂分光光度法测定水质氨氮常见问题
摘要：本文介绍纳氏试剂光度法作为氨氮测定常用分析方法，在配制纳氏试剂时的关键细节，样品预处理和高浓度氨氮水样的处理，以及纳氏试剂加入量方面的常见问题探讨。
关键词：纳氏试剂；水质；氨氮；常见问题
中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：文章编号：2095-672X（2018）01-0104-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.060
Determination of ammonia nitrogen in water by Nessler ‘s reagent spectrophotometry
Fan Dongsheng
（Xingning Environmental Protection Monitoring Station， Xingning Guangdong 514500，China）
Abstract： This paper introduced Nesslers Reagent Spectrophotometry Determination of ammonia nitrogen as the commonly used analysis method， the key details in the preparation of Nash reagent， sample pretreatment and high concentration of ammonia water， as well as the common problems of Nesslers reagent dosage on.
Keywords： Sodium reagent； Water quality； Ammonia nitrogen； Common problems
氨氮是指水中以游离氨（NH3）和氨离子（NH4+）形式存在的氮，它是水体中的营养素，可导致产生富营养化现象，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。水中的氨氮在一定条件下转化为亚硝酸盐，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，这是一种强致癌物质，对人体健康极为不利。
氨氮的测定方法有纳氏试剂光度法、水杨酸??????????-次氯酸盐光度法、蒸馏-酸滴定法、气相分子吸收光谱法等[1]。其中的纳氏试剂光度法根据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，测量其吸光度来求得氨氮浓度。因为方法操作简便，经常被选用来分析实际水样。
1 问题与措施
1.1 用碘化汞和碘化钾配制纳氏试剂的问题
氨氮作为评价水质的一个重要指标，采集水样分析比较频繁时，纳氏试剂消耗也大，就要经常配纳氏试剂。用碘化汞-碘化钾-氢氧化钠方法配纳氏试剂时，当如果碘化汞和碘化钾溶于氢氧化钠溶液，生成的是乳黄色混浊沉淀状态，说明配制纳氏试剂不成功的（附表1）。因此，首先化学试剂选用正规大厂家出品的，价格稍贵，质量可靠有保证，配制试剂化学药品也不宜使用存放时间太长的。其次碘化汞和碘化钾要完全溶于水，使用玻棒碾碎碘化汞和碘化钾，不断搅拌致使最后一粒碘化汞或碘化钾溶解。如果碘化汞或碘化钾不溶解，就要考虑更换新的碘化汞或碘化钾。然后将上述混合液注入氢氧化钠溶液并不断搅拌，注入速度要缓慢些。
1.2 样品预处理方面的问题
1.2.1 余氯去除问题
有些水样存在余氯，加入适量的3.5g/L硫代硫酸钠溶液可去除。每加0.5mL能去除0.25mg余氯，用淀粉-碘化钾试纸检验余氯是否除尽。采用淀粉-碘化钾试纸可鉴别氧化性比碘单质强的物质，例如：氯气、溴单质、二氧化氮等物质，因为它们能和I-反应生成碘单质，跟淀粉结合成蓝色溶液。
淀粉-碘化钾试纸制作：称取1.5g可溶性淀粉于烧杯中，用少量水调成糊状，加入200mL沸水，搅拌混匀放冷。加0.5g碘化钾（KI）和0.5g碳酸钠（Na2CO3），搅拌均匀，用水稀释至250mL，混匀。将滤纸剪成长5cm，宽2.5cm的纸条，浸入淀粉碘化钾溶液半分钟后取出，在45摄氏度的烘箱中烘干或自然晾干，将制作好的纸条用订书钉钉起来，于棕色瓶中密封保存。
1.2.2 水体中Ca2+、Mg2+物质干扰问题
对于一般地表水，干扰物质主要有Ca2+、Mg2+等金属离子，通过过滤加掩蔽剂酒石酸钾钠即可消除[2]。向过滤后的实际水样加入酒石酸钾钠出现浑浊，但做标准曲线时未出现浑浊现象，从而使水样无法比色测定，说明酒石酸钾钠试剂存在问题。当酒石酸钾钠试剂中含有较多的Ca2+、Mg2+杂质时，会与实际水样中的Ca2+、Mg2+共同作用下，反应生成酒石酸钙或酒石酸镁，从而使过滤水样变得浑浊；蒸馏水中的Ca2+、Mg2+恒量，而没有出现浑浊现象。因此酒石酸钾钠试剂不合格，要更换后再重新测定。
1.2.3 絮凝沉淀法的相关问题
加入适量的硫酸锌于水样中，并加氢氧化钠使呈碱性，生成氢氧化锌沉淀，再经过滤除去颜色和浑浊等。以每100mL加1mL10%硫酸鋅溶液和0.1～0.2mL25%氢氧化钠溶液，调节pH至10.5左右，混匀。在使用过程中发现加试剂产生沉淀的有些水样，上层悬浮着絮凝体，静置后难去除，如果用中速滤纸过滤，会穿透过滤纸，造成过滤水样氨氮测量值偏高。对此絮凝后样品可离心处理或用吸量管吸下层清液。若产生不易沉降的乳浊液，则可加入适量的NaCl破乳，以消除絮凝沉淀中乳浊液难于沉降的现象[3]。
1.3 处理高浓度氨氮水样的问题
水样氨氮浓度很高时，加入纳氏试剂后，水样会呈深红色，甚至生成红色沉淀物。预先知道是氨氮浓度很高的水样，即水样氨氮质量浓度>2mg/L时，则先少取水样稀释至50mL再加试剂，称为事前稀释分析。
有些事先不知大概浓度难以预测的，加纳氏试剂后呈深红色，对于只想知道氨氮大约浓度，可取少量显色后的样品进行稀释测量，称为事后稀释分析[4]。如果是生成红色沉淀的，采用事前稀释分析才较准确。实际水样分析中，垃圾填埋场处理前渗滤液、污水处理厂进水等氨氮质量浓度是比较高的。
1.4 纳氏试剂加入量的问题
根据《水和废水监测分析方法》（2002年12月第四版），水质氨氮测定的纳氏试剂光度法中，用碘化汞-碘化钾-氢氧化钠溶液作为纳氏试剂加入量是1.5mL。而国家环保部2009年12月31日发布的《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》（HJ535-2009），碘化汞-碘化钾-氢氧化钠溶液加入量为1.0mL，此溶液暗处存放，有效期达1年。国家环保部发布的方法减少了纳氏试剂加入量，节约了试剂，节省了时间，降低成本。从经济角度考量是减少支出，环境保护方面也减少化学废液产生。
2 结论
通过解决纳氏试剂分光光度法中的常见问题，为更好地准确测定水和废水中氨氮浓度，从而提升了监测分析能力，为环保监察水质状况、污染治理工作做好数据支撑服务。
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（第四版）[M].北京：中国环境科学出版社，2002.276-285.
[2]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）：109-114.
[3]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，2005，18（3）：12-14.
[4]宋婷婷.纳试剂光度法测定水和废水中氨氮关键问题的研究[J].青海石油，2010，28（4）：107-112.
收稿日期：2017-11-17
作者简介：范东升（1976-），男，本科，工程师，研究方向为环境监测。
关键词：纳氏试剂；水质；氨氮；常见问题
中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：文章编号：2095-672X（2018）01-0104-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.060
Determination of ammonia nitrogen in water by Nessler ‘s reagent spectrophotometry
Fan Dongsheng
（Xingning Environmental Protection Monitoring Station， Xingning Guangdong 514500，China）
Abstract： This paper introduced Nesslers Reagent Spectrophotometry Determination of ammonia nitrogen as the commonly used analysis method， the key details in the preparation of Nash reagent， sample pretreatment and high concentration of ammonia water， as well as the common problems of Nesslers reagent dosage on.
Keywords： Sodium reagent； Water quality； Ammonia nitrogen； Common problems
氨氮是指水中以游离氨（NH3）和氨离子（NH4+）形式存在的氮，它是水体中的营养素，可导致产生富营养化现象，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。水中的氨氮在一定条件下转化为亚硝酸盐，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，这是一种强致癌物质，对人体健康极为不利。
氨氮的测定方法有纳氏试剂光度法、水杨酸??????????-次氯酸盐光度法、蒸馏-酸滴定法、气相分子吸收光谱法等[1]。其中的纳氏试剂光度法根据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，测量其吸光度来求得氨氮浓度。因为方法操作简便，经常被选用来分析实际水样。
1 问题与措施
1.1 用碘化汞和碘化钾配制纳氏试剂的问题
氨氮作为评价水质的一个重要指标，采集水样分析比较频繁时，纳氏试剂消耗也大，就要经常配纳氏试剂。用碘化汞-碘化钾-氢氧化钠方法配纳氏试剂时，当如果碘化汞和碘化钾溶于氢氧化钠溶液，生成的是乳黄色混浊沉淀状态，说明配制纳氏试剂不成功的（附表1）。因此，首先化学试剂选用正规大厂家出品的，价格稍贵，质量可靠有保证，配制试剂化学药品也不宜使用存放时间太长的。其次碘化汞和碘化钾要完全溶于水，使用玻棒碾碎碘化汞和碘化钾，不断搅拌致使最后一粒碘化汞或碘化钾溶解。如果碘化汞或碘化钾不溶解，就要考虑更换新的碘化汞或碘化钾。然后将上述混合液注入氢氧化钠溶液并不断搅拌，注入速度要缓慢些。
1.2 样品预处理方面的问题
1.2.1 余氯去除问题
有些水样存在余氯，加入适量的3.5g/L硫代硫酸钠溶液可去除。每加0.5mL能去除0.25mg余氯，用淀粉-碘化钾试纸检验余氯是否除尽。采用淀粉-碘化钾试纸可鉴别氧化性比碘单质强的物质，例如：氯气、溴单质、二氧化氮等物质，因为它们能和I-反应生成碘单质，跟淀粉结合成蓝色溶液。
淀粉-碘化钾试纸制作：称取1.5g可溶性淀粉于烧杯中，用少量水调成糊状，加入200mL沸水，搅拌混匀放冷。加0.5g碘化钾（KI）和0.5g碳酸钠（Na2CO3），搅拌均匀，用水稀释至250mL，混匀。将滤纸剪成长5cm，宽2.5cm的纸条，浸入淀粉碘化钾溶液半分钟后取出，在45摄氏度的烘箱中烘干或自然晾干，将制作好的纸条用订书钉钉起来，于棕色瓶中密封保存。
1.2.2 水体中Ca2+、Mg2+物质干扰问题
对于一般地表水，干扰物质主要有Ca2+、Mg2+等金属离子，通过过滤加掩蔽剂酒石酸钾钠即可消除[2]。向过滤后的实际水样加入酒石酸钾钠出现浑浊，但做标准曲线时未出现浑浊现象，从而使水样无法比色测定，说明酒石酸钾钠试剂存在问题。当酒石酸钾钠试剂中含有较多的Ca2+、Mg2+杂质时，会与实际水样中的Ca2+、Mg2+共同作用下，反应生成酒石酸钙或酒石酸镁，从而使过滤水样变得浑浊；蒸馏水中的Ca2+、Mg2+恒量，而没有出现浑浊现象。因此酒石酸钾钠试剂不合格，要更换后再重新测定。
1.2.3 絮凝沉淀法的相关问题
加入适量的硫酸锌于水样中，并加氢氧化钠使呈碱性，生成氢氧化锌沉淀，再经过滤除去颜色和浑浊等。以每100mL加1mL10%硫酸鋅溶液和0.1～0.2mL25%氢氧化钠溶液，调节pH至10.5左右，混匀。在使用过程中发现加试剂产生沉淀的有些水样，上层悬浮着絮凝体，静置后难去除，如果用中速滤纸过滤，会穿透过滤纸，造成过滤水样氨氮测量值偏高。对此絮凝后样品可离心处理或用吸量管吸下层清液。若产生不易沉降的乳浊液，则可加入适量的NaCl破乳，以消除絮凝沉淀中乳浊液难于沉降的现象[3]。
1.3 处理高浓度氨氮水样的问题
水样氨氮浓度很高时，加入纳氏试剂后，水样会呈深红色，甚至生成红色沉淀物。预先知道是氨氮浓度很高的水样，即水样氨氮质量浓度>2mg/L时，则先少取水样稀释至50mL再加试剂，称为事前稀释分析。
有些事先不知大概浓度难以预测的，加纳氏试剂后呈深红色，对于只想知道氨氮大约浓度，可取少量显色后的样品进行稀释测量，称为事后稀释分析[4]。如果是生成红色沉淀的，采用事前稀释分析才较准确。实际水样分析中，垃圾填埋场处理前渗滤液、污水处理厂进水等氨氮质量浓度是比较高的。
1.4 纳氏试剂加入量的问题
根据《水和废水监测分析方法》（2002年12月第四版），水质氨氮测定的纳氏试剂光度法中，用碘化汞-碘化钾-氢氧化钠溶液作为纳氏试剂加入量是1.5mL。而国家环保部2009年12月31日发布的《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》（HJ535-2009），碘化汞-碘化钾-氢氧化钠溶液加入量为1.0mL，此溶液暗处存放，有效期达1年。国家环保部发布的方法减少了纳氏试剂加入量，节约了试剂，节省了时间，降低成本。从经济角度考量是减少支出，环境保护方面也减少化学废液产生。
2 结论
通过解决纳氏试剂分光光度法中的常见问题，为更好地准确测定水和废水中氨氮浓度，从而提升了监测分析能力，为环保监察水质状况、污染治理工作做好数据支撑服务。
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（第四版）[M].北京：中国环境科学出版社，2002.276-285.
[2]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）：109-114.
[3]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，2005，18（3）：12-14.
[4]宋婷婷.纳试剂光度法测定水和废水中氨氮关键问题的研究[J].青海石油，2010，28（4）：107-112.
收稿日期：2017-11-17
作者简介：范东升（1976-），男，本科，工程师，研究方向为环境监测。
