水中氨氮的測定
1.了解水中氨氮的測定意義。
2.掌握水中氨氮的測定方法和原理。
氮是蛋白質、核酸、酶、維生素等有機物中的重要組分。純淨天然水體中的含氮物質是很少的,水體中含氮物質的主要來源是生活汙水和某些工業廢水。當含氮有機物進入水體後,由於微生物和氧的作用,可以逐步分解或氧化為無機氨(NH3)、銨(NH4+)、亞硝酸鹽(NO2-)和最終產物(NO3-)。氨和銨中的氮稱為氨氮(Ammonia nitrogen 簡稱NH3-N)。水中氨氮的含量在一定程度上反映了含氮有機物的汙染情況。在汙水綜合排放標準(GB8978-1996)和地表水環境質量標準(GB3838-2002)中,氨氮都是重要的監測指標。以游離態的氨或銨離子等形式存在的氨氮與納氏試劑反應生成淡紅棕色絡合物,該絡合物的吸光度與氨氮含量成正比,于波長420 nm處測量吸光度。幹擾及消除:
水樣中含有懸浮物、餘氯、鈣鎂等金屬離子、硫化物和有機物時會產生幹擾,含有此類物質時要作適當處理,以消除對測定的影響。
若樣品中存在餘氯,可加入適量的硫代硫酸鈉溶液去除,用澱粉-碘化鉀試紙檢驗餘氯是否除盡。在顯色時加入適量的酒石酸鉀鈉溶液,可消除鈣鎂等金屬離子的幹擾。若水樣渾濁或有顏色時可用預蒸餾法或絮凝沉澱法處理。
1.尤尼柯WFJ7200型可見分光光度計,具20mm比色皿。
2.納氏試劑(碘化汞-碘化鉀-氫氧化鈉(HgI2-KI-NaOH)溶液):
稱取 16.0g氫氧化鈉(NaOH),溶於50ml水中,冷卻至室溫。稱取7.0g碘化鉀(KI)和10.0g碘化汞(HgI2),溶於水中,然後將此溶液在攪拌下,緩慢加入到上述50ml氫氧化鈉溶液中,用水稀釋至100ml。貯於聚乙烯瓶內,用橡皮塞或聚乙烯蓋子蓋緊,於暗處存放,有效期1年。
3.酒石酸鉀鈉溶液:稱取50.0g酒石酸鉀鈉(KNaC4H4O6·4H2O)溶於100mL水中,加熱煮沸以去除氨,充分冷卻後稀釋至100ml。
4.氨氮標準貯備溶液(1000μg/ml):稱取3.8190g氯化銨(NH4Cl,優級純,在100~105℃乾燥2h),溶於無氨水中,移入1000ml容量瓶中,稀釋至刻度,搖勻。可在2~5℃保存1個月。
5.氨氮標準工作溶液(10μg/mL):吸10.00ml氨氮標準貯備溶液於1000ml容量瓶內,用無氨水稀釋至刻度,搖勻。臨用前配製。
以下為水樣需預處理時所需試劑
6. 硫代硫酸鈉溶液(3.5g/L):稱取3.5g硫代硫酸鈉(Na2S2O3)溶於水中,稀釋至1000ml。
7. 硫酸鋅溶液(100g/L):稱取10.0g硫酸鋅(ZnSO4·7H2O)溶於水中,稀釋至100ml。
8. 氫氧化鈉溶液(250g/L):稱取25g氫氧化鈉溶於水中,稀釋至100ml。
9. 氫氧化鈉溶液(1mol/L):稱取4g氫氧化鈉溶於水中,稀釋至100ml。
10. 鹽酸溶液(1mol/L):量取8.5ml鹽酸於適量水中用水稀釋至100ml。
11. 硼酸(H3BO3)溶液(20g/L):稱取20g硼酸溶於水,稀釋至 1 L。
12. 溴百裡酚藍指示劑(0.5g/L):稱取0.05g溴百裡酚藍溶於50ml水中,加入10ml無水乙醇,用水稀釋至100ml。
13. 澱粉-碘化鉀試紙:稱取1.5g可溶性澱粉於燒杯中,用少量水調成糊狀,加入200ml沸水,攪拌混勻放冷。加 0.50 g碘化鉀(KI)和 0.50 g 碳酸鈉(Na2CO3),用水稀釋至250ml。將濾紙條浸漬後,取出晾乾,於棕色瓶中密封保存。
1.製備無氨水
每升水加入0.1ml濃硫酸進行蒸餾,餾出水接收於玻璃容器中。
2.校準曲線的繪製
在7個50ml比色管中,分別加入0.00、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.00ml氨氮標準工作溶液,其所對應的氨氮含量分別為0.0、5.0、10.0、30.0、50.0、70.0和100µg,加水至標線。加入1.0ml酒石酸鉀鈉溶液,搖勻,再加入納氏試劑1.0ml,搖勻。放置10min後,在波長420nm下,用20mm比色皿,以水作參比,測量吸光度。
以空白校正後的吸光度為縱坐標,以其對應的氨氮含量(µg)為橫坐標,繪製校準曲線。
3.樣品預處理
樣品採集與保存:水樣採集在聚乙烯瓶或玻璃瓶內,要儘快分析。如需保存,應加硫酸使水樣酸化至 pH<2,2~5℃下可保存 7 d。
去除餘氯:若樣品中存在餘氯,可加入適量的硫代硫酸鈉溶液去除。每加0.5ml 可去除0.25 mg餘氯。用澱粉-碘化鉀試紙檢驗餘氯是否除盡。
絮凝沉澱:100ml樣品中加入1ml硫酸鋅溶液和0.1~0.2 ml氫氧化鈉溶液(250g/L,6.25mol/L),調節pH約為10.5,混勻,放置使之沉澱,傾取上清液分析。必要時,用經水衝洗過的中速濾紙過濾,棄去初濾液20 ml。也可對絮凝後樣品離心處理。
預蒸餾:將50ml硼酸溶液移入接收瓶內,確保冷凝管出口在硼酸溶液液面之下。分取 250 ml樣品,移入燒瓶中,加幾滴溴百裡酚藍指示劑,必要時,用氫氧化鈉溶液(1.0mol/L)或鹽酸溶液調整pH至6.0(指示劑呈黃色)~7.4(指示劑呈藍色),加入0.25g輕質氧化鎂及數粒玻璃珠,立即連接氮球和冷凝管。加熱蒸餾,使餾出液速率約為10 ml/min,待餾出液達200 ml 時,停止蒸餾,加水定容至250 ml。
4.樣品測定
取經預處理後的適量水樣(使氨氮含量不超過0.1mg),加入50mL比色管中,稀釋至刻度。按與校準曲線相同的步驟測量吸光度。
註:經蒸餾或在酸性條件下煮沸方法預處理的水樣,須加一定量氫氧化鈉溶液,調節水樣至中性,用水稀釋至50 ml標線,再按與校準曲線相同的步驟測量吸光度。
空白試驗:用水代替水樣,按與樣品相同的步驟進行前處理和測定。
五.數據處理
由水樣測得的吸光度,從標準曲線上查得氨氮含量(µg)。
式中:m——由標準曲線查得的氨氮量(µg);
V——水樣體積(mL)。
1.納氏試劑中碘化汞與碘化鉀的比例,對顯色反應的靈敏度有較大影響。靜置後生成的沉澱應除去。
2.納氏試劑顯色後的溶液顏色會隨時間變化,應在較短時間內完成比色操作。