色度对纳氏试剂比色法测定水体中氨氮的影响及消除方法

关键词：监测

氨氮是水体的常规监测指标之一, 其使用频率高、使用水体范围广, 因而水体的氨氮测定是监测部门及相关单位最为常用的监测手段。监测氨氮的方法有纳氏试剂比色法、水杨酸-次氯酸比色法和气相分子吸收光谱法等。纳氏试剂比色法具有操作简便、灵敏性好、稳定性好等特点而被广泛使用。但是比色法是一种基于水体颜色对透过光具有吸收的性质的方法。因而水体自身含有颜色或者浑浊会带来影响。使用纳氏试剂比色法对带色或浑浊水样的预处理方法是絮凝沉淀法或蒸馏法。但是不管是絮凝法还是蒸馏法都会给实验增加操作上的麻烦, 进而影响实验的效率, 在有大批量水样的情况下, 蒸馏法预处理显得是不可能。探讨一种简便的方法既能消除水体色度或浑浊对实验的影响又能保证实验的准确度是解决问题的最佳出路。

1 实验材料及主要试剂

722E型可见分光光度计 (上海光谱仪器有限公司) 、比色管、氨氮标准溶液 (国家环保总局环境科研所) 、酒石酸钾钠 (上海艾锐化工有限公司) 、纳氏试剂、带色污水。

2 溶液配置[1]

(1) 纳氏试剂:称取16g氢氧化钠溶于50ml水中, 充分冷却室温。另称取7g碘化钾和10g碘化汞溶于水中, 然后将此溶液在搅拌下徐徐加入氢氧化钠溶液中, 用水稀释至100ml, 贮于聚乙烯瓶中, 待用。

(2) 酒石酸钾钠溶液:称取50g酒石酸钾钠溶于100ml水中, 加热煮沸除去氨, 放冷后定容至100ml。

(3) 铵标准使用液:移取5.0ml铵标准溶液 (500mg/L) 于250ml容量瓶中, 用无氨水定容, 此溶液浓度为10mg/L。

3 实验步骤

(1) 标准曲线绘制

移取0、0.5、1.0、3.0、5.0、7.0和10.0ml铵标准使用液于50ml比色管中, 加无氨水至标线, 加1.0ml酒石酸钾钠溶液, 混匀。再加1.5ml纳氏试剂, 混匀。放置10min后, 在波长420nm处, 以水为参比, 测定吸光度。

(2) 水样的测定及色度的消除实验

移取水样2.0, 5.0, 10.0, 12.0ml放入50ml比色管中, 再去同样的量放入另一比色管中。用无氨水定容。在其中一组中加入1.0ml酒石酸钾钠溶液, 混匀。再加1.5ml纳氏试剂, 混匀。放置10min后, 在波长420nm处, 以水为参比, 测定吸光度。对未加试剂的一组同样在波长420nm处, 以水为参比, 测定吸光度。

同时以无氨水代替水样做全程空白实验。

(3) 加标回收率实验

移取水样2.0, 5.0, 10.0ml放入50ml比色管中再分别加入铵标准使用液2.0, 2.0和4.0ml, 用无氨水定容, 加1.0ml酒石酸钾钠溶液, 混匀。再加1.5ml纳氏试剂, 混匀。放置10min后, 在波长420nm处, 以水为参比, 测定吸光度。

4 结果与讨论

4.1 标准曲线求回归方程

氨氮标准溶液系列取样量及吸光度见表1。

标准系列测得的吸光度减去空白溶液的吸光度得到的校准吸光度, 绘制以氨氮含量 (ug) 对应校准吸光度的标准曲线, 并求其线性回归方程, 同时计算相关系数R。结果为Y=0.00372χ-0.00107, R=0.9994。

4.2 水样浓度的计算及色度的影响

水样取不同测试量的吸光度及相同取样量未加试剂的吸光度见表2。

水样取不同测试量测得的吸光度减掉空白吸光度后, 带入回归方程求的的氨氮含量 (ug) , 再除以取样体积即得水样浓度, 即C=m/v。计算结果见表3。

从表3中可以看出, 同一水样取样量不同, 计算得的结果浓度不一样。最大取样量为12.0ml, 其测试结果浓度为6.99mg/L, 而最低取样量2.0ml, 测试结果浓度为5.79mg/L, 两者绝对误差高达1.20mg/L。

这表明了测试结果与取样量有直接关系。其原因应该是取样量越多水样定容后其自身的颜色也越深而带来的吸光度所造成的。因此把相同取样量未加试剂的溶液测得的吸光度从加试剂组中扣除后再减掉空白吸光度再计算, 结果见表4。

从表4可以看出, 水样经扣除未加试剂及空白的吸光度后, 计算结果浓度比较均匀, 且不同取样量之间差异不明显。取样量2.0ml时, 定容到50ml在不加任何试剂的情况下测试得的吸光度为0, 表明该溶液跟参比溶液 (无氨水) 是一样, 其溶液自身不会引起吸光度, 因而该数值是比较合理的。其他三个水样分别取样量为5.0、10.0和12.0ml经扣除空白和自身的颜色后计算的浓度值很接近取样量为2.0ml的溶液。

分析认为, 对有颜色的水样加试剂显色后测定的吸光度包含三个部分:一是水样氨氮的显色;二是实验用水加显色剂的显色 (空白值) ;三是水样稀释后自身带的颜色引起的吸光度值。

4.3 加标回收率实验结果

扣除水样自身颜色引起的吸光度之前计算的回收率见表5。

可以看出, 在水样取用量为5.0和10.0ml的溶液, 加标回收率大于100%, 这可以认为是因为标准溶液加入带有一定颜色的水样溶液后, 吸光度比正常值偏高。而在取样量为2.0mL的溶液中因不存在水样自身颜色引起的吸光度问题, 故而具有较好的回收率。

5 结语

(1) 对颜色较深的水样测定氨氮时取用少量溶液再用无氨水定容至50ml, 具有稀释颜色的作用, 可以消除水体自身颜色的影响。

(2) 对颜色较深的水样测试取用量较大时, 虽然经过稀释后, 仍然具有一定的颜色而引起一定值的吸光度。此时应当增加相同取样量相同定容体积, 而不加任何试剂, 在相同波长、相同参比液条件下测试吸光度。计算溶液的吸光度应为:加试剂溶液的吸光度-未加试剂的吸光度-空白吸光度。

总而言之, 用扣除相同取样量相同定容体积而未加试剂测试的吸光度的办法, 可以消除水体自身带颜色的影响, 而且操作简单易行, 具有较好的实用性。

摘要：测试带颜色水体如果不消除水体自身的颜色必然会引起误差, 传统方法为絮凝和蒸馏法, 增加实验上的操作麻烦。本论文用扣除相同取样量相同定容体积而未加试剂测试的吸光度的办法, 可以消除水样自身带颜色的影响, 而且操作简单易行, 具有较好的实用性。同一水样三个不同取样量结算结果浓度其差异不明显, 在无水体颜色影响的条件下, 加标回收率为100%。

关键词：纳氏试剂,色度,氨氮测定,影响,消除方法