钠氏试剂分光光度法测定水中氨氮有关问题探讨

文章编号：1001 -4179(2017) 14 -0019 -04

人

Yangtze River

民长江

Vol.48,No. 14

July, 2017

钠氏试剂分光光度法测定水中氨氮有关问题探讨

乌占*|，命

义

五

彳

(杭州职业技术学院临江学院，浙江杭州310018)

摘要：钠氏试剂分光光度法测定氨氮具有操作简便、灵敏度高等特点，因而成为目前水环境监测中普遍使用的 方法。对《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法

》（HJ 535 - 2009)中有关校准曲线标准工作溶液的量取、校

准曲线实验点分布、比色孤的选择和样品溶液的稀释等问题进行了探讨。结果表明：在氨氮校准曲线制作时，

mL的分度吸量管完成全部取样，操作次数和工作量适中并满足HJ 535 -

2009标准的精度要求；校准曲线上的实验点分布或取舍不应随意变更，否则会影响测量精确度；选用20 mm 比色:^时测定误差较小。若待测样品的浓度较高时，其稀释宜选用5.00 mL以上的单标线吸量管；若考核样 品浓度为〇〜100叫/mL时，综合各种边界条件可以有0,5,25,50倍和0,2，10,50倍2个合理的溶液稀释方 案，可分别选用5.00,10.00,50.00 mL和5.00,25.00,50.00 mL的单标线吸量管取样稀释。

氨氮标准工作溶液的量取选用5.00 关

键

词

：氨氮；钠氏试剂；分光光度法；校准曲线；比色孤

中图法分类号：171

X

文献标志码

：A DOI：10. 16232/j. cnki. 1001 -4179. 2017. 14. 005

未作出详细的规定。本文就上述问题作探讨，目的在 于具体化钠氏试剂分光光度法测定水中氨氮的操作， 为众多水环境分析工作者带来一定的便利，提高分析 结果的准确度。

水环境监测数据是水环境管理的基础资料，也是 水环境管理者做出科学合理的推论和结论的基础[1\\ 在水环境管理活动中，水环境监测数据的准确性与可 靠性是水环境科学研究、争议仲裁和验证咨询等的重要依据[2\\

氨氮含量是水环境中衡量水污染的一个重要指 标，主要以游离氨或铵盐形式存在于水环境中[3_5]。 水中氨氮的测定有以下几种方法：气相分子吸收光谱 法、纳氏试剂分光光度法、水杨酸-次氯酸盐分光光度 法、苯酚-次氯酸盐分光光度法、流动注射法、蒸馏- 中和滴定法和电极法等，其中钠氏试剂分光光度法具 有操作简便、灵敏度高等特点，因而成为目前水环境监 测中普遍使用的方法[6 _8 ]。《水质氨氮的测定纳氏试

剂分光光度法》（HJ 535 - 2009)在质量保证和质量控 制中对试剂空白吸光度限值、纳氏试剂的配制、酒石酸 钾钠的配制、絮凝沉淀、水样预蒸馏、蒸馏器清洗等，给 出了明确的控制方法[9]。但在水中氨氮的实际分析 测定工作中，校准曲线标准工作溶液的量取、校准曲线 实验点分布、比色皿的选择和样品溶液的稀释等问题，

收稿日期=2016-10-22

1氨氮标准工作溶液的量取

根据中华人民共和国国家计量检定规程（JJG 196

-2006)，实验室玻璃仪器分度吸量管（A级）的容量 允差要求，不同标准容量的分度吸量管的容量允许差， 见表1。

表1

分度吸量管计量要求

相对误差/%

标称分度值/允许差/

编^

容量/mL mL 5 10

0.05 0.10

mL

编号

标称分度值/允许差/容量/mL mL 1 2

0.01 0.02

mL

相对 误差/%

1

2

±0.008 ±0.80 3±0.012 ±0.60

4

±0.025 ±0.50±0.050 ±0.50

以钠氏试剂分光光度法测定水中氨氮时，校准曲 线的制作至关重要，其中分度吸量管的选用，值得分析 工作者重视。中华人民共和国国家标准《水质氨氮的

测定纳氏试剂分光光度法》（HJ 535 -2009)给出了校

基金项目=2014年度杭州市精品课程“家居环境与健康”（杭教高师[2014]51号）作者简介：马占青，男，教授，博士，主要从事水环境监测与治理方面的研究工作

。E - mail: mzqnmg@ 163. com

20

人民长江

2017 年

准曲线制作的氨氮标准工作溶液的取样量，以及根据 不同标准容量的分度吸量管的容量允差，计算选用不 同分度吸量管制作校准曲线，氨氮标准工作溶液的取 用量可能带来的误差，见表2。由表2可知，取样量为 时，部分监测分析工作者为了提高监测分析结果的准 确度，在制作校准曲线时，往往将较高浓度或较低浓度

的3个校准点去掉，另外在较低浓度或较高浓度范围 内增加3个校准点；若待测溶液的浓度较低时，同时可 0.50 mL和1.00 mL时，分度吸量管容量规格越大误 差越大;取样量为10.00 mL时，分度吸量管规格为5. 00 mL和10. 00 mL误差最小D若要完成全部标准使 用液取样并且误差最小，则需分别选用1.00,2.00,5. 00 mL和10.00 mL的分度吸量管。

表2

分度吸量管取样量误差

％

吸量管规格

l.OOmL

2.00

mL

5.00

mLlO.OOmL

0.50±1.60±2.40±5.00±10.001.00±0.80±1.20±2.50±5.002.00±0.80±0.60±1.25±2.504.00±0.80±0.60±0.62±1.256.00±0.80±0.60±0.83±0.838.00±0.80±0.60±0.62±0.6210.00

±0.80

±0.60

±0.50

±0.50

若分别单一选用 1. 00,2. 00,5. 00 mL 和 10. 00

mL的吸量管完成全部标准使用液取样，分别有32,

17，10次和7次取样操作，取样操作次数越多，工作量 越大，出现操作差错的几率越大。若单一选用1.00

mL或2.00 mL的吸量管完成全部取样，操作次数较 多，工作量较大，出现操作差错的几率较大；若单一选 用10.00 mL的吸量管完成全部取样，操作次数最少， 工作量最小，出现操作差错的几率较小，但误差较大; 若单一选用5.00 mL的分度吸量管完成全部取样，则 操作次数和工作量适中并满足HJ 535 -2009标准的 精度要求。

综上所述，比较单一选用5.00 mL的分度吸量管 和综合选用1.00,2. 00,5. 00,10.00 mL的分度吸量管完成取样，后者的优点是取样误差小、操作次数少，但 分度吸量管的使用支数是前者的4倍，易在操作过程 中产生差错，且前期分度吸量管的校准是前者工作量 的4倍；前者虽取样误差稍大，但也满足HJ 535 - 2099 的精度要求，操作次数稍多。因此，单一选用5.00 mL 的分度吸量管完成全部取样较为合理。

2校准曲线实验点分布

在分光光度法测定分析中，校准曲线制作时实验

点的分布，在线性范围内大多以倍比、近倍比、等距离

等方式分布。按照HJ 535 -2009规定，校准曲线制作 时实验点的分布是低浓度倍比分布、高浓度等距离分 布，见表3。

在氨氮的水环境监测工作实践中，当待测溶液的 浓度在校准曲线线性范围内的低浓度或高浓度分布

提高比色皿的厚度[1°\\

表3

氨氮校准曲线

标准工作液/氨氮含量/ 氨氮含量/

标准工作液/氨氮含量/ 氨氮含量/

mL

jig

(叫.mL」）

mL

jig

(|j.g ■ mL-1)

0.000.00.004.0040.00.800.50

5.00.106.0060.00.121.0010.00.208.0080.00.162.00

20.0

0.40

10.00

100.0

2.00

已有研究表明，校准曲线的回归方程= a + h， 回归系数6值的变化，与实验中获取的数据自变量& 的取值范围的大小相关，&的取值范围越大，6值的波 动范围就越小，即6值的估计就比较精确，反之6值的 精确度就比较差[11]。从降低分析测定误差角度考虑， 校准曲线中间部分的精度优于其两端的精度，在测定 水样时应尽量利用校正曲线的中间区域[2\\另外，从 实验室之间和分析测定人员之间的数据结果可比性的 角度出发，应该运用统一的分析测定方法便于数据结 果的比较分析，不应随意变更校准曲线系列实验点的 分布，避免由于分析测定方法的差异所带来的数据结 果不同的困扰。

3比色皿的选择

在HJ 535 -2009标准中，7. 1校准曲线，下注“根

据待测样品的浓度也可选用10 mm比色皿”，标准给 出了当水样体积为50 mL,使用20 mm比色皿时，方法 的检出限为0.025 mg/L，但没有给出选用10 mm比色 皿时的方法检出限。根据已被替代的中华人民共和国

国家标准GB 7479 -87,当水样体积为50 mL,使用10

mm比色皿时，方法的检出限为0.05 mg/L。显然选用

20 mm比色皿时，方法的检出限比选用10 mm比色皿 好得多。

分光光度法的吸光度测量误差最小的实验点为： 4 =0.434,测量的相对误差较小的测定范围为：4 = 0.1~0.8，测量误差约为1%时4=0.2~0.7[12]。在 氨氮的测定制作校准曲线时，若选用10 mm比色皿 时，最大吸光度约为0.35左右，若选用20 mm比色皿 时，最大吸光度约为0.70左右，显然选用20 mm比色 皿时误差较小。若待测样品的浓度较高时，可选择对 待测样品的合理稀释更可取。

4样品溶液的稀释

根据中华人民共和国国家计量检定规程（JJG 196

第14期

马占青，等：钠氏试剂分光光度法测定水中氨氮有关问题探讨

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-2006)要求，实验室玻璃仪器单标线吸量管（A级） 的容量允差要求，不同标准容量的单标线吸量管的容

量允差及操作误差，见表4。由表4可知，单标线吸量 管规格越大，取样相对误差越小；采用1. 〇〇 mL和2. 00

mL的单标线吸量管取样稀释取样时，带来的操作误差

0 ~ 100 |xg /mL时，综合各种边界条件可以有0，5，25， 50倍和0，2，10，50倍2个合理的溶液稀释方案，可分 别选用 5. 00,10. 00,50. 00 mL 和 5. 00,25. 00,50. 00

mL的单标线吸量管取样稀释。

表6

编号

考核样品/

单标线吸量管取样二次稀释

取样量/

比色管/

稀释样品/

相对较大。

氨氮标准工作溶液（p„ = 10 mg/L)的配制是使用 5. 00 mL单标线吸量管吸取5. 00 mL氨氮标准贮备溶 液

= 1 000 mg/L)于500 mL容量瓶中定容。因

1 2

i

(jig _ mL )50. 00 > C, > 10.00100.00 > C, > 20.00

稀释倍数

2550

mL10.005.00mL50.0050.00(jxg . mL」）2.00 ~ 0.402.00 ~ 0.40

此，高浓度待测样品溶液稀释的最佳选择是选用 5.00 mL以上的单标线吸量管。

表4

单标线吸量管取样操作误差

吸量管规格/

允许差/

操作误差/%

mLmL±0.02mL±0.04mL

1.00±0.007±2.70±4.702.00±0.010±1.50±2.505.00±0.015±0.70±1.1010.00±0.020±0.40±0.6020.00±0.030±0.25±0.3525.00±0.030±0.20±0.2850.00±0.050±0. 14

±0.18

在氨氮的纳氏试剂分光光度法分析测定工作中， 样品（考核标样或盲样）溶液的稀释，如一些行业技能 比武和职业技能大赛给出的氨氮样品浓度范围为0〜

100 |Xg/mL和50 ~100 ixg/mL等的稀释，国家标准物 质中心给出的氨氮高浓度样品为500 ixg /mL和1000

|Xg /mL等稀释，如何科学合理地稀释样品溶液，提高

分析结果的准确度至关重要[13]。

在水环境监测分析的日常工作中，实际水样中氨 氮含量虽不确定，但水样稀释与否以及稀释倍数大致 是可以确定的，考核标样也给出了稀释倍数;但在行业 比武和职业技能大赛中，考核要求难度较大，考核水样 氨氮含量变幅较宽。以上述氨氮考核样品溶液浓度0

~ 100 |Xg /mL为例，结合分光光度法测量的相对误差 较小的测定范围：4 =0.1 ~〇. 8,则应稀释控制待测样 品浓度为2.00~0.40 |xg/mL。若考核样品浓度为0 ~20 |xg/mL，可直接在比色管稀释，见表5;若样品浓 度为2〇 ~ 100 |xg/mL,先将考核水样稀释5倍，即取 水样50.00 mL于250 mL量瓶定容后，稀释后浓度为 4.00 ~20.00 |xg/mL，再用比色管二次稀释，见表6。

表5

单标线吸量管取样直接稀释

考核样品/

取样量/

比色管/

稀释样品/编号(叫.mL」）

稀释倍数

mL

mL

(叫.mL」）

1Cx < 2. 00

050.0050.00< 2.0024.00 > C, > 0.80225.0050.002.00 ~ 0.40310.00 > C, > 2.00510.0050.002.00 ~ 0.404

20. 00 > C, > 4. 00

10

5.00

50.00

2.00 ~ 0.40

由表5和表6可知，对于给出的考核样品浓度为5结论

(1) 以钠氏试剂分光光度法测定水中氨氮，校准曲线制作时，氨氮标准工作溶液的量取选用5.00 mL 的分度吸量管完成全部取样，则操作次数和工作量适 中并满足HJ 535 -2009标准的精度要求。

(2)

在制作校准曲线时，不应随意变更校准曲线

系列实验点的分布或取舍，否则会影响测量精确度，也

不利于数据结果的比较分析。

(3) 选用20 mm比色皿时误差较小，若待测样品

的浓度较高时，选择对待测样品的合理稀释更可取。

(4) 样品溶液稀释选用5.00 mL以上的单标线量管为宜。以考核样品浓度为〇 ~ 100 |Xg /mL时为 例，综合各种边界条件可以有0,5,25,50倍和0,2, 10，50倍2个合理的溶液稀释方案，可分别选用5. 00， 10.00 ,50.00 mL 和 5. 00,25. 00,50.00 mL 的单标线 吸量管取样稀释。

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Discussion on problems about determination of ammonia nitrogen

in water by Nessler's reagent spectrophotometry

MA Zhanqing, YU Weiyang, GAN Yaping

(Linjiang School, Hangzhou Vocation and Technical College, Hangzhou 310018, China)

Abstract ： Nessler^ reagent spectrophotometry has the advantages of simple operation and high sensitivity in nitrogen measure­ment, so it has become a common method in water environmental monitoring. Studies were conducted on standard working solution measurement and experimental point distribution of calibration curve, cuvettes seclection and sample solution dilution in Water quality - Determination of ammonia nitrogen - Nessler^ reagent spectrophotometry ( HJ 535 - 2009) . The results show that： the measurement of standard nitrogen - ammonia solution is proper to select 5. 00 mL graduated pipette to complete the total samples when drawing calibration curve, which can make operation times and workload appropriate and meet the requirements of HJ 535 -2009 standard accuracy； the experimental point distribution on calibration curve or the option should not be arbitrary, otherwise it will affect the measurement accuracy； the 20 mm cuvette is favorable to reduce measurement error. If the concentration of measured sample is higher,it is better to choose single marking pipette more than 5. 00 mL to dilute the solution； if the examina­tion sample concentration is 0 〜 100 (jig /mL, there are 2 reasonable solution dilution schemes of 0,5,25,50 times and 0,2,10,50 times,and the two options are selecting 5.00,10. 00 ,50 mL and 5. 00,25. 00,50. 00 mL single marking pipette sampling dilu­tion respectively.Key words： ammonia nitrogen；Nesslers reagent； spectrophotometric method；calibration curve；cuvettes

(上接第11页）

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Discussion on flood risk mapping for flood diversion and storage area：

case of Wuhu and Zhangduhu Lakes area, Hubei Province

LIU Xinyuan,ZHU Yonghui, YAO Shiming, TIAN Ke

(Key Laboratory of River Regulation and Flood Control of MWR, Yangtze River Scientific Research Institute, Wuhan 430010 , Chi­na)

Abstract ： Through the summarization of flood risk mapping for flood diversion and storage area of Wuhu and Zhangduhu Lakes , we introduce the mapping scope, content and method for the two flood risk maps, and discuss the influence factors of dike -break flood risk and analyze potential problems existed in characteristic parameters of the flood diversion and storage area. The results show that the re - checking volume and acreage of Wuhu flood diversion and storage area are basically consistent with Yan­gtze River Basin Flood Control Planning, but it has a large difference in Zhangduhu flood diversion and storage area. In addition, according to the mapping results, some low - lying places are seriously affected by dike - break floods from stem stream or tribu­tary of Yangtze River, such as Wuhu Town and Sanliqiao Town in Wuhu flood diversion and storage area, and Shuangliu Town, Zhangduhu Town and Wangji Town in Zhangduhu flood diversion and storage area, and so on. Seriously, for the lack of safety fa­cilities, there are some difficulties in flood refuge and evacuation. Therefore it is suggested that we should use the expressway in the flood diversion and storage area to refuge.Key words： flood risk map； flood refuge and evacuation； Wuhu flood diversion and storage area； Zhangduhu flood diversion

and storage area ； Hubei Province