测定氨氮最常用的方法是纳氏比色法。水中氨与纳氏试剂 (K2HgI4) 在碱性条件下生成的化合物其颜色由黄逐渐加深到棕色,以此定量测定各种浓度的氨氮。
水样中钙、镁、铁等离子以及浊度、颜色的干扰,可用预蒸馏除去。水样中含有余氯时能与氨结合成氯胺,可用硫代硫酸钠脱氯。
3.9.1 仪器
3.9.1.1 500mL全玻璃蒸馏器。
3.9.1.2 分光光度计。
3.9.1.3 比色管,50mL。
3.9.2 试剂
全部试剂均需用无氨蒸馏水配制。无氨蒸馏水可用普通蒸馏水通过强酸性阳离子交换树脂或在1L蒸馏水中加0.1mL浓硫酸重蒸馏制得。
3.9.2.1 氨氮标准贮备溶液:将优级纯氯化铵于105℃烘烤1h,冷却后称取3.8190g溶于无氨蒸馏水中,并稀释至1000mL。此液1.00mL含1.00mg氨氮 (N)。
3.9.2.2 氨氮标准溶液:吸取10.00mL氨氮标准贮备溶液,用无氨蒸馏水稀释至1000mL。此液1.00mL含10.0μg氨氮 (N),临用时配制。
3.9.2.3 纳氏试剂:称取100g碘化汞 (HgI2) 和70g碘化钾 (KI) 溶于少量无氨蒸馏水中,将此混合液在搅动下徐徐倾入500mL32%的氢氧化钠冷溶液中,并用无氨蒸馏水稀释至1000mL。用具橡皮塞的棕色瓶贮存。注意,本试剂有毒!
3.9.2.4 0.35%硫代硫酸钠溶液:称取0.35g硫代硫酸钠 (Na2S2O3·5H2O)溶于无氨蒸馏水中,并稀释至100mL,此液为脱氯剂,取1mL此液可于500mL水样中除去1mg/L余氯。
3.9.2.5 磷酸盐缓冲溶液:称取7.15g无水磷酸二氢钾 (KH2PO4) 及34.4g磷酸氢二钾 (K2HPO4)或45.075gK2HPO4·3H2O溶于无氨蒸馏水中,并稀释至500mL。
3.9.2.6 2%硼酸溶液:称取20g硼酸溶于无氨蒸馏水中,并稀释至1000mL。
3.9.3 步骤
3.9.3.1 取200mL无氨蒸馏水和5mL磷酸盐缓冲液于全玻璃蒸馏器中,加入几粒玻璃珠,加热蒸馏,直至馏出液用纸氏试剂检不出氨为止。
3.9.3.2 稍冷后倾出并弃去蒸馏瓶中残液。然后量取100mL已脱氯水样或适量水样,加无氨蒸馏水稀释至200mL置于蒸馏瓶中,根据余氯量,计算加入硫代硫酸钠溶液脱氯。用稀氢氧化钠溶液调节水样呈中性。
3.9.3.3 加入 5mL 磷酸盐缓冲溶液,加热蒸馏。用 200mL 容量瓶为接收瓶,内装20mL硼酸溶液为吸收液。导管末端浸没在酸吸收液面下。待蒸出150mL左右时,放低馏出液,使导管末端离开液面,继续蒸馏以清洗冷凝管和导管,用无氨蒸馏水稀释至200mL,摇匀。
3.9.3.4 取50.0mL经蒸馏的水样 (如氨氮含量大于0.1mg,则取适量水样用无氨蒸馏水稀释至50mL)于50mL比色管中。
3.9.3.5 另取50mL比色管10支,分别加入氨氮标准溶液0,0.10,0.30,0.50,0.70,1.00,3.00,5.00,7.00,10.00mL,用无氨蒸馏水稀释至50.0mL。
3.9.3.6 向水样及标准溶液管内分别加入 1.0mL 纳氏试剂,混匀后放置10min,于420nm 波长,用1cm 比色皿,以无氨蒸馏水作参比,测定吸光度;如氨氮含量低于30μg,改用3cm 比色皿。低于10μg的氨氮可用目视比色。
3.9.4 计算,见式 (8)。
(8)
式中 M——从校准曲线上查得的样品管中氨氮含量,μg;
V——水样体积,mL。