環(huán)境監(jiān)測試驗(yàn)二 水中氨氮的測定

本文格式為Word版，下載可任意編輯——環(huán)境監(jiān)測試驗(yàn)二水中氨氮的測定環(huán)境監(jiān)測試驗(yàn)二水中氨氮的測定

氨氮以游離氨（NH3）或銨鹽（NH4+）形式存在于水中，兩者的組成比例取決于水的pH。pH高時(shí)游離氨高，pH低時(shí)銨鹽高。水中的氨氮來源于生活污水含氮有機(jī)物的分解產(chǎn)物，某些工業(yè)廢水，如焦化廢水和合成氨化肥廠廢水等，以及農(nóng)田排水。氨氮含量高時(shí)，對(duì)魚類有毒害作用，對(duì)人體也有為害。氨氮的測定方法有納氏試劑比色法（GB7479-87）、水楊酸分光光度法（GB7478-87）、蒸餾滴定法（GB7481-87）和電極法等。納氏試劑比色法具有操作簡便、靈敏等特點(diǎn)，但鈣、鎂、鐵等金屬離子、硫化物、醛、酮類，以及水中色度和混濁等干擾測定，需要相應(yīng)的預(yù)處理。水楊酸分光光度法具有靈敏、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，干擾狀況和消除方法同納氏試劑比色法。電極法尋常不需要對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理和具有測量范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。氨氮含量較高時(shí)，可采用蒸餾-酸滴定法。一、納氏試劑比色法1、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

把握納氏試劑光度法測定水樣中低濃度氨氮的原理和操作技術(shù)。2、試驗(yàn)原理

碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應(yīng)生成淡紅棕色絡(luò)合物，其色度與氨氮含量成正比，可在波長425nm下比色測定，檢出限為0.02μg/mL。其反應(yīng)式如下：

4KI+HgCl2→K2[HgI4]+2KCl

2K2[HgI4]+3KOH+NH3→NH2Hg2IO+7KI+2H2O

（紅棕色）

3、儀器和試劑儀器：

（1）氨氮蒸餾裝置：500mL凱氏燒瓶、氮球、直形冷凝管組裝而成。（2）分光光度計(jì)。（3）pH計(jì)。（4）250mL容量瓶。試劑：

試驗(yàn)用水均應(yīng)為無氨水。

（1）無氨水?？蛇x用以下方法之一進(jìn)行制備。

①蒸餾法：每升蒸餾水中加0.1mL硫酸，在全玻璃蒸餾器中重蒸餾，棄去50mL初餾液，

接取其余餾出液于具塞磨口的玻璃瓶中，密塞保存。②離子交換法：使蒸餾水通過強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂柱。（2）1mol/L鹽酸溶液。（3）1mol/L氫氧化納溶液。

（4）輕質(zhì)氧化鎂（MgO）：將氧化鎂在500℃下加熱，以除去碳酸鹽。（5）0.05%（m/V）溴百里酚藍(lán)指示液（pH=6.0—7.6）。（6）防沫劑：如石蠟碎片或液狀石蠟油。

（7）硼酸吸收液：稱取20g硼酸溶于水，稀釋至1L。（8）納氏試劑?？蛇x擇以下方法之一制備。

①稱取20g碘化鉀溶于約100mL水中，邊攪拌邊分次少量參與二氯化汞（HgCl2）結(jié)晶粉末（約10g），至出現(xiàn)朱紅色沉淀不易溶解時(shí)，改為滴加飽和二氯化汞溶液，并充分?jǐn)嚢瑁?dāng)出現(xiàn)微量朱紅色沉淀不再溶解時(shí)，中止滴加二氯化汞溶液。另稱取60g氫氧化鉀溶于水，并稀釋至250mL，冷卻至室溫后，將上述溶液徐徐注入氫氧化鉀溶液中，用水稀釋至400mL，混勻。靜置過夜，將上清液移入聚乙烯瓶中，密塞保存。

②稱取16g氫氧化鈉，溶于50mL水中，充分冷卻至室溫。另稱取7g碘化鉀和碘化汞（HgI2）溶于水，然后將此溶液在攪拌下徐徐注入氫氧化鈉溶液中，用水稀釋至100mL，貯于聚乙烯瓶中，密塞保存。

（9）酒石酸鉀鈉溶液：稱取50g酒石酸鉀鈉（KNaC4H4O6·4H2O）溶于100mL水中，加熱煮沸以驅(qū)除氨，放冷，定容至100mL。

（10）銨標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：稱取3.819g經(jīng)100℃枯燥過的優(yōu)級(jí)純氯化銨（NH4Cl）溶于無氨水中，移入1000mL容量瓶中，稀釋至標(biāo)線。此溶液含氨氮1.00mg/mL。（11）銨標(biāo)準(zhǔn)使用溶液：吸取5.00mL銨標(biāo)準(zhǔn)貯備液于500mL容量瓶中，用無氨水稀釋至標(biāo)線。此溶液含氨氮0.010mg/mL。4、測定步驟

（1）取50mL硼酸溶液于250mL容量瓶中作為吸收液。

（2）水樣預(yù)處理：取250mL水樣（如氨氮含量較高，可取適量并加水至250mL，使氨氮含量不超過2.5mg），移入凱氏燒瓶中，加3—4滴溴百里酚藍(lán)指示液，用氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液調(diào)理至pH=7左右。參與0.25g輕質(zhì)氧化鎂和數(shù)粒玻璃珠，

馬上連接氨氮球和冷凝管，導(dǎo)管下端插入吸收液液面下。加熱蒸餾，至餾出液達(dá)200mL時(shí)，中止蒸餾。定容至250mL。

對(duì)于較清潔的水，可采用絮凝沉淀法。即取100mL水樣于具塞量筒或比色管中，參與1mL10%硫酸鋅溶液和0.1—0.2mL25%氫氧化鈉溶液，調(diào)理pH至10.5左右，混勻。放置使其沉淀，用經(jīng)無氨水充分洗滌過的中速濾紙過濾，棄去初濾液20mL，余濾液備用。

（3）空白液蒸餾：以無氨水代替水樣，其它步驟和水樣預(yù)蒸餾步驟一致。（4）校準(zhǔn)曲線的繪制：吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.0mL銨標(biāo)準(zhǔn)使用液于50mL比色管中，加1.0mL酒石酸鉀鈉溶液，并用無氨水加至約40mL左右，混勻。然后再加1.5mL納氏試劑，加水至標(biāo)線，混勻。放置10min后，在波長420nm處，用光程20mm比色皿，以空白為參比，測量吸光度。繪制氨氮含量（mg）對(duì)吸光度的工作曲線。（5）水樣的測定

①分取適量經(jīng)蒸餾預(yù)處理后的餾出液，于50mL比色管中，加一定量1mol/L氫氧化鈉溶液以中和硼酸，加1.0mL酒石酸鉀鈉溶液，用無氨水加至40mL左右，混勻。再加1.5mL納氏試劑，混勻。10min后，同校準(zhǔn)曲線步驟測量吸光度。按上述步驟測定空白餾出液的吸光度。

②分取適量經(jīng)絮凝沉淀預(yù)處理后的水樣（使氨氮含量不超過0.1mg），于50mL比色管中，以下同繪制校準(zhǔn)曲線的步驟。5、數(shù)據(jù)處理

由水樣測得的吸光度減去空白試驗(yàn)的吸光度后，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得氨氮含量（mg）。

氨氮（N，mg/L）=m/V×1000

式中：m——由校準(zhǔn)曲線上查得的氨氮含量（mg）；

V——水樣體積（mL）。

6、探討

（1）當(dāng)水中含有大量可為堿所沉淀的金屬離子或硫化物時(shí)，在測定前參與幾滴30%醋酸鋅或幾滴50%氫氧化鈉溶液，使其沉淀除去。反應(yīng)式為：

Zn2++S2-=ZnS↓

zMen+znOH-=zMe(OH)n↓

（2）納氏試劑中碘化汞與碘化鉀的比例，對(duì)顯色反應(yīng)的靈敏度有較大影響。靜置后生成的沉淀應(yīng)除去。

（3）加納氏試劑前，加無氨水不得少于40mL，否則會(huì)有濁度或沉淀產(chǎn)生。（4）防止在蒸餾時(shí)產(chǎn)生泡沫，必要時(shí)可加幾滴液狀石蠟油于凱氏燒瓶中。二、滴定法1、試驗(yàn)原理

滴定法僅適用于已進(jìn)行蒸餾預(yù)處理的水樣。調(diào)理水樣至pH在6.1–7.4范圍，參與氧化鎂使呈微堿性。加熱蒸餾，釋出的氨被吸收入硼酸溶液中，以甲基紅-亞甲藍(lán)為指示劑，用酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定餾出液中的銨。當(dāng)水樣中含有能被蒸餾出并在滴定時(shí)與酸反應(yīng)的物質(zhì)，如揮發(fā)性胺類等，則會(huì)使測定結(jié)果偏高。2、試劑

（1）混合指示液：稱取200mg甲基紅溶于100mL95%乙醇；另稱取100mg亞甲藍(lán)溶于50mL95%乙醇。以兩份甲基紅溶液與一份亞甲藍(lán)溶液混合后備用?；旌弦阂粋€(gè)月配制一次。（2）0.05%甲基橙指示液。

（3）硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液（c1/2H2SO4=0.020mol/L）：分取5.6mL(1+9)硫酸溶液于1000mL容量瓶中，稀釋至標(biāo)線，混勻。按以下操作進(jìn)行標(biāo)定。

稱取經(jīng)180℃枯燥2h的基準(zhǔn)試劑級(jí)無水碳酸鈉（Na2CO3）約0.05g（稱準(zhǔn)至0.0001g），放入250mL三角瓶中，加25mL新煮沸放冷的水，加1滴0.05%甲基橙指示液，用硫酸溶液滴定至淡橙紅色為止（V1）。同時(shí)作空白試驗(yàn)（V2）。用下式計(jì)算硫酸溶液的濃度。

C1/2H2SO4(mol/L)=W×1000/(V1-V2×52.995)

式中：W——碳酸鈉的質(zhì)量（g）；

V——消耗硫酸溶液的體積（mL）。

3、測定步驟

（1）水樣預(yù)處理：同納氏比色法。

（2）水樣的測定：向預(yù)處理后的水樣中，加2滴混合指示液，用0.020mol/L硫酸溶液滴定至綠色轉(zhuǎn)變成淡紫色止，記錄硫酸溶液的用量。

（3）空白試驗(yàn)：以無氨水代替水樣，同水樣處理全程序步驟進(jìn)行測定。（4）數(shù)據(jù)處理

氨氮（N，mg/L）=(A-B)×M×14×1000/V

式中：A—滴定水樣時(shí)消耗硫酸溶液體積（mL）；

B—空白試驗(yàn)消耗硫酸溶液體積（mL）；M—硫酸溶液濃度（mol/L）；V—水樣體積（mL）；14——氨氮（N）摩爾質(zhì)量。

三、WT—1氨氮測定儀測定氨氮1、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

（1）把握WT—1氨氮測定儀測定氨氮的方法。（2）把握氨氮的測定原理。2、試驗(yàn)原理

氨氮（NH3－N）以游離氨（NH3）或銨鹽（NH4＋）形式存在于水中，兩者的組成比取決于水的pH值。當(dāng)pH值偏高時(shí)，游離氨的比例較高。反之，則銨鹽的比例為高。

水中氨氮的來源主要為生活污水中含氮有機(jī)物受微生物作用的分解產(chǎn)物、某些工業(yè)廢水（如焦化廢水和合成氨化肥廠等）以及農(nóng)田排水。此外，在無氧環(huán)境中，水中存在的亞硝酸鹽亦可受微生物作用，還原為氨。在有氧環(huán)境中，水中氨亦可轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛猁}，甚至繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}。氨氮含量較高時(shí)，對(duì)魚類則可浮現(xiàn)毒害作用。

測定水中各種形態(tài)的氮化合物，有助于評(píng)價(jià)水體被污染和“自凈〞狀況。本方法采用國家標(biāo)準(zhǔn)鈉氏試劑比色法，適用于測定地面水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水等