HJ 535-2009的核心技术原理基于纳氏试剂与氨氮的特异性显色反应,结合分光光度法实现定量测定,其逻辑可概括为“显色-比色-定量”三个核心步骤:

第一步是显色反应。在碱性条件下,水样中的氨氮(主要以NH₄⁺形式存在)与纳氏试剂中的碘化汞离子反应,生成黄棕色的碘化氧汞铵络合物。该反应具有极强的特异性,在规范预处理的前提下,水体中常见的氯离子、硫酸根离子、钙镁离子等均不会干扰反应进行。反应方程式可简化为:2K₂[HgI₄] + 3KOH + NH₃ → NH₂Hg₂OI↓(黄棕色) + 7KI + 2H₂O。

一体化蒸馏仪 NAI-ZLY-6P(温控型)
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第二步是比色测量。黄棕色络合物的浓度与氨氮含量在一定范围内严格遵循朗伯-比尔定律,即络合物浓度越高,吸光度越大。通过分光光度计在420nm波长处测量显色后溶液的吸光度,即可建立吸光度与氨氮浓度的对应关系。

第三步是定量计算。以一系列已知浓度的氨氮标准溶液绘制标准曲线,将样品的吸光度代入标准曲线回归方程,即可计算出样品中氨氮的准确含量。该原理的优势在于反应速度快(显色稳定时间为10分钟~30分钟)、灵敏度高,可满足低浓度氨氮样品的精准测定需求。

实验准备:仪器、试剂与样品的“三重保障”

HJ 535-2009对实验准备的各个环节提出了严格要求,仪器的精准度、试剂的纯度及样品的规范性直接决定检测结果的可靠性,三者共同构成实验成功的“三重保障”。

(一)仪器设备的选型与校准

标准明确了核心仪器的技术参数,确保检测精度:

  • 分光光度计:需具备波长范围300nm~800nm,波长准确度±2nm,吸光度测量范围0~2A,在420nm波长处的透光率误差不超过1%,配备10mm、20mm比色皿。使用前需用标准滤光片校准波长,确保仪器性能稳定。
  • 比色管:容积50mL,具塞,刻度准确,需经过校准,避免因体积误差导致结果偏差。
  • 分析天平:精度不低于0.1mg,用于基准试剂的称量,确保标准溶液浓度准确。
  • 预处理设备:包括离心机(转速≥4000r/min)、蒸馏装置、离子交换柱等,根据水样干扰类型选用,用于去除浊度、颜色及特定干扰离子。

(二)试剂与材料的质量管控

试剂的纯度与配制规范性是显色反应成功的关键,标准对此作出严格规定:

  • 纳氏试剂:推荐采用“碘化汞-碘化钾-氢氧化钠”配方配制,碘化汞、碘化钾需选用分析纯及以上级别,氢氧化钠选用优级纯。配制过程中需确保碘化汞完全溶解,避免沉淀影响显色效果,配制后的试剂需避光冷藏保存,有效期不超过1个月。
  • 氨氮标准储备液:浓度为1000mg/L,可选用市售有证标准物质,或通过基准氯化铵配制,配制后需在4℃冷藏条件下保存,有效期为1个月。
  • 酒石酸钾钠溶液:浓度为500g/L,分析纯酒石酸钾钠配制,用于掩蔽水样中的钙、镁离子干扰,配制后需加热煮沸去除其中的氨,冷却后使用。
  • 实验用水:需符合GB/T 6682规定的无氨水,避免水中氨氮引入背景干扰,可通过蒸馏法或离子交换法制备。