水质氨氮检测方法及操作步骤_化学_自然科学_专业资料。氨氮(NH3-N)以游离氨(NH3)或铵盐(NH4+)形式存在于水中,两者的组成比取决于水的pH值。当pH值偏高时,游离氨的比例较高。反之,则铵盐的比例为高。

　　水质氨氮检测方法及操作步骤 氨 氮 氨氮(NH3-N)以游离氨(NH3)或铵盐(NH4+)形式存在于水中，两者的组成比取决于水的 pH 值。当 pH 值偏高时，游离氨的比例较高。反之，则铵盐的比例为高。 水中氨氮的来源主要为生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物，某些工业废 水，如焦化废水和合成氨化肥废水等，以及农田排水。此外，在无氧环境中，水中存在的 亚硝酸盐亦可受微生物作用，还原为氨。在有氧环境中，水中氨亦可转变为亚硝酸盐、甚至 继续转变为硝酸盐。 测定水中各种形态的氮化合物，有助于评价水体被污染和“自净”状况。 氨氮含量较高时，对鱼类则可呈现毒害作用。 1.方法的选择 氨氮检测方法，通常有纳氏比色法、苯酚-次氯酸盐(或水杨酸-次氯酸盐)比色法和电极 法等。纳氏试剂比色法具操作简便、灵敏等特点，水中钙、镁和铁等金属离子、硫化物、醛 和酮类、颜色，以及浑浊等干扰测定，需做相应的预处理，苯酚-次氯酸盐比色法具灵敏、 稳定等优点， 干扰情况和消除方法同纳氏试剂比色法。 电极法通常不需要对水样进行预处理 和具测量范围宽等优点。氨氮含量较高时，尚可采用蒸馏﹣酸滴定法。 2.水样的保存 水样采集在聚乙烯瓶或玻璃瓶内， 并应尽快分析， 必要时可加硫酸将水样酸化至 pH2， 于 2—5℃下存放。酸化样品应注意防止吸收空气中的氮而遭致污染。 预 处 理 水样带色或浑浊以及含其它一些干扰物质，影响氨氮的测定。为此，在分析时需做适当 的预处理。对较清洁的水，可采用絮凝沉淀法，对污染严重的水或工业废水，则以蒸馏法使 之消除干扰。 (一)絮凝沉淀法 概 述 加适量的硫酸锌于水样中，并加氢氧化钠使呈碱性，生成氢氧化锌沉淀，再经过滤去除 颜色和浑浊等。氨氮去除剂 仪 器 100ml 具塞量筒或比色管。 试 剂 (1)10%(m/V)硫酸锌溶液：称取 10g 硫酸锌溶于水，稀释至 100ml。 (2)25%氢氧化钠溶液：称取 25g 氢氧化钠溶于水，稀释至 100ml,贮于聚乙烯瓶中。 (3)硫酸 ρ=1.84。 步 骤 取 100ml 水样于具塞量筒或比色管中， 加入 1ml 10%硫酸锌溶液和 0.1—0.2ml 25%氢氧 化钠溶液，调节 pH 至 10.5 左右，混匀。放置使沉淀，用经无氨水充分洗涤过的中速滤纸过 滤，弃去初滤液 20ml。 (二)蒸 馏 法 概 述 调节水样的 pH 使在 6.0—7.4 的范围，加入适量氧化镁使呈微碱性(也可加入 pH9.5 的 Na4B4O7-NaOH 缓冲溶液使呈弱碱性进行蒸馏；pH 过高能促使有机氮的水解，导致结果偏 高)，蒸馏释出的氨，被吸收于硫酸或硼酸溶液中。采用纳氏比色法或酸滴定发时，以硼酸 溶液为吸收液；采用水杨酸-次氯酸比色法时，则以硫酸溶液为吸收液。 仪 器 带氮球的定氮蒸馏装置：500ml 凯氏烧瓶、氮球、直形冷凝管和导管。 试 剂 水样稀释及试剂配制均用无氨水。 (1)无氨水制： ①蒸馏法：每升蒸馏水中加 0.1ml 硫酸，在全玻璃蒸馏器中重蒸馏，弃去 50ml 初滤液， 接取其余馏出液于具塞磨口的玻瓶中，密塞保存。 ②离子交换法：使蒸馏水通过强酸性阳离子交换树脂柱。 (2)1mol/L 盐酸溶液。 (3)1mol/L 氢氧化钠溶液。 (4)轻质氧化镁(MgO)：将氧化镁在 500℃下加热，以除去碳酸盐。 (5)0.05%溴百里酚蓝指示液(pH6.0—7.6)。 (6)防沫剂，如石蜡碎片。 (7)吸收液：①硼酸溶液：称取 20g 硼酸溶于水稀释至 1L。 ②硫酸(H2SO4)溶液：0.01mol/L。 步 骤 (1)蒸馏装置的预处理：加 250ml 水于凯氏烧瓶中，加 0.25g 轻质氧化镁和数粒玻璃珠， 加热蒸馏，至馏出液不含氨为止，弃去瓶内残渣。 (2)分取 250ml 水样(如氨氮含量较高，可分取适量并加水至 250ml，使氨氮含量不超过 2.5mg)，移入凯氏烧瓶中，加数滴溴百里酚蓝指示液，用氢氧化钠溶液或盐酸溶液调至 pH7 左右。加入 0.25g 轻质氧化镁和数粒玻璃珠，立即连接氮球和冷凝管，导管下端插入吸收液 液面下。加热蒸馏至馏出液达 200ml 时，停止蒸馏。定容至 250ml。 采用酸滴定法或纳氏比色法时，以 50ml 硼酸溶液为吸收液，采用水杨酸-次氯酸盐比色 法时，改用 50ml 0.0 1mol/L 硫酸溶液为吸收液。 注意事项 (1)蒸馏时应避免发生暴沸，否则可造成馏出液温度升高，氨吸收不完全。 (2)防止在蒸馏时产生泡沫，必要时加入少量石蜡碎片于凯氏烧瓶中。 (3)水样如含余氯，则应加入适量 0.35%硫代硫酸钠溶液，每 0.5ml 可除去 0.25mg 余氯。 (一) 纳氏试剂光度法 GB7479--87 概 述 1.方法原理 碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物， 此颜色在较宽的波长范 围内具强烈吸收。通常测量用波长在 410—425nm 范围。 2.干扰及消除 脂肪胺、芳香胺、醛类、丙酮、醇类和有机氯胺类等有机化合物，以及铁、锰、镁、硫 等无机离子，因产生异色或浑浊而引起干扰，水中颜色和浑浊亦影响比色。为此，须经絮凝 沉淀过滤或蒸馏预处理，易挥发的还原性干扰物质，还可在酸性条件下加热除去。对金属离 子的干扰，可加入适量的掩蔽剂加以消除。 3.方法适用范围 本法检出浓度为 0.025mol/L(光度法)，测定上限为 2mg/L。采用目视比色法， 检出浓度为 0.02mg/L。水样作适当的预处理后，本法可适用于地表水、地下水、工业废水 和生活污水。 仪 器 (1)分光光度法。 (2)pH 计。 试 剂 配制试剂用水应为无氨水。 1.纳氏试剂 可选择下列一种方法制。 (1)称取 20g 碘化钾溶于约 25ml 水中，边搅拌边分次少量加入二氯化汞(HgCI2)结晶粉 末(约 10g)，至出现朱红色沉淀不易溶解时，改为滴加饱和二氯化汞溶液，并充分搅拌，当 出现微量朱红色沉淀不再溶解时，停止滴加二氯化汞溶液。 另称取 60g 氢氧化钾溶于水， 并稀释至 250ml， 冷却至室温后， 将上述溶液在边搅拌下， 徐徐注入氢氧化钾溶液中，用水稀释至 ml，混匀。静置过夜，将上清液移入聚乙烯瓶中， 密塞保存。 (2)称取 16g 氢氧化钠，溶于 50ml 充分冷却至室温。 另称取 7g 碘化钾和 10g 碘化汞(HgI2)溶于水，然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化 钠溶液中，用水稀释至 100ml，贮于聚乙烯瓶中，密塞保存。 2.酒石酸钾钠溶液 称取 50g 酒石酸钾钠(KnaC4H4O6· 4H2O)溶于 100ml 水中，加热煮沸以除去氨，放冷， 定容至 100ml。 3.铵标准贮溶液 称取 3.819g 经 100℃干燥过的氯化铵(NH4Cl)溶于水中，稀释至标线.铵标准使用溶液 移取 5.00ml 铵标准贮液于 500ml 容量瓶中， 用水稀释至标线mg 氨氮。 步 骤 1.校准曲线ml 铵标准使用液于 50ml 比色管中，加 水至标线ml 酒石酸钾钠溶液，混匀。加 1.5ml 纳氏试剂，混匀。放置 10min 后，在 波长 4250nm 处，用光程 20mm 比色皿，以水作参比，测量吸光度。 由测得得吸光度， 减去零浓度空白管的吸光度后， 得到校正吸光度， 绘制以氨氮含量(mg) 对校正吸光度得校准曲线)分取适量经絮凝沉淀预处理后的水样(使氨氮含量不超过 0.1mg)，加入 50ml 比色管 中，稀释至标线ml 酒石酸钾钠溶液。 (2)分取适量经蒸馏预处理后的馏出液，加入 50ml 比色管中，加一定量 1mol/L 氢氧化 钠溶液以中和硼酸，稀释至标线ml 纳氏试剂，混匀。放置 10min 后，同校准曲线.空白试验：以无氨水代替水样，作全程序空白测定。 计 算 由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后，从校准曲线上查得氨氮含量(mg)。 氨氮(N，mg/L)= 式中，m—由校准曲线查得的氨氮量(mg)； V—水样体积(ml)。 精密度和准确度 三个实验室分析含 1.14~1.16mg/L 氨氮的加标水样，单个实验室的相对标准偏差不超过 9.5%；加标回收率范围为 95~104%。 四个实验室分析含 1.81~3.06mg/L 氨氮的加标水样，单个实验室的相对标准偏差不超过 4.4%；加标回收率范围为 94~96%。 注意事项 (1)纳氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例，对显色反应的灵敏度有较大影响。静置后生成 的沉淀应除去。 (2)滤纸中常含有痕量铵盐，使用时注意用无氨水洗涤。所用玻璃器皿应避免实验室空 气中氨的沾污。 (二) 水杨酸-次氯酸盐光度法 GB7481--87 概 述 1.方法原理 在亚硝基铁氰化钠存在下，铵与水杨酸盐和次氯酸离子反应生成兰色化合物，在波长 697nm 具吸收。氨氮去除剂 2.干扰及消除 氯铵在此条件下，均被定量的测定。钙、镁等阳离子的干扰，可加酒石酸钾钠掩蔽。 3.方法的适用范围 本法检出浓度为 0.01mg/L，测定上限为 1mg/L。适用于饮用水、生活污水和大部 分工业废水中氨氮的测定。 仪 器 (1)分光光度计。 (2)滴瓶(滴管流出液体，每毫升相当于 20± 滴) 1 试 剂 所有试剂配制均用无氨水。 1.铵标准贮液 称取 3.819g 经 100℃干燥过的氯化铵(NH4Cl)溶于水中，移入 1000ml 容量瓶中，稀释 至标线.铵标准中间液 吸取 10.00ml 铵标准贮液移取 100ml 容量瓶中， 稀释至标线.铵标准使用液 吸取 10.00ml 铵标准中间液移入 1000ml 容量瓶中， 稀释至标线μg 氨氮。临用时配置。 4.显色液 称取 50g 水杨酸〔C6H4(OH)COOH〕，加入 100ml 水，再加入 160ml 2mol/L 氢氧化钠 溶液，搅拌使之完全溶解。另称取 50g 酒石酸钾钠溶于水中，与上述溶液合并移入 1000ml 容量瓶中，稀释至标线。存放于棕色玻瓶中，本试剂至少稳定一个月。 注：若水杨酸未能全部溶解，可再加入数毫升氢氧化钠溶液，直至完全溶解为止，后 溶液的 pH 值为 6.0—6.5。 5.次氯酸钠溶液 取市售或自行制的次氯酸钠溶液， 经标定后， 用氢氧化钠溶液稀释成含有效氯浓度为 0.35%(m/V)，游离碱浓度为 0.75mol/L(以 NaOH 计)的次氯酸钠溶液。存放于棕色滴瓶内， 本试剂可稳定一星期。 6.亚硝基铁氰化钠溶液 称取 0.1g 亚硝基铁氰化钠{Na2〔Fe(CN)6NO〕· 2H2O}置于 10ml 具塞比色管中，溶于 水，稀释至标线。此溶液临用前配制。 7.清洗溶液 称取 100g 氢氧化钾溶于 100ml 水中，冷却后与 900ml 95%(V/V)乙醇混合，贮于聚乙烯 瓶内。 步 骤 1.校准曲线ml 铵标准使用液于 10ml 比色管中，用水稀释至 8ml，加入 1.00ml 显色液和 2 滴亚硝基铁氰化钠溶液，混匀。再滴加 2 滴次氯酸钠溶液，稀 释至标线mm 的比色皿，以水为参 比，测量吸光度。 由测得的吸光度，减去空白管的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量(μg)对校 正吸光度的校准曲线.水样的测定 分取适量经预处理的水样(使氨氮含量不超过 8μg)至 10ml 比色管中，加水稀释至 8ml， 与校准曲线相同操作，进行显色和测量吸光度。 3.空白试验 以无氨水代替水样，按样品测定相同步骤进行显色和测量。 计 算 由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后，从校准曲线上查得氨氮含量(μg)。 氨氮(N，mg/L)= 式中，m—由校准曲线查得的氨氮量(μg)； V—水样体积(ml)。 注意事项 水样采用蒸馏预处理时，应以硫酸溶液为吸收液，显色前加氢氧化钠溶液使其中和。 (三) 滴 定 法 GB7478--87 概 述 滴定法仅适用于进行蒸馏预处理的水样。调节水样至 pH6.0~7.4 范围，加入氧化镁使呈 微碱性。加热蒸馏，释出的氨被吸收入硼酸溶液中，以甲基红-亚甲蓝为指示剂，用酸标准 溶液滴定馏出液中的铵。 当水样中含有在此条件下， 可被蒸馏出并在滴定时能与酸反应的物质， 如挥发性胺类等， 则将使测定结果偏高。 试 剂 (1)混合指示液： 称取 200mg 甲基红溶于 100ml 95%乙醇；另称取 100mg 亚甲蓝溶于 50ml 95%乙醇。以 两份甲基红溶液与一份亚甲蓝溶液混合后供用。混合液一个月配制一次。 注： 为使滴定终点明显，必要时添加少量甲基红溶液于混合指示液中，以调节二者的 比例至合适为止。 (2)硫酸标准溶液(1/2H2SO4=0.020mol/L)： 分取 5.6ml(1+9)硫酸溶液于 1000ml 容量瓶中，稀释至标线，混匀。按下述操作进行标 定。 称取经 180℃干燥 2h 的基准试剂级无水碳酸钠(Na2CO3)约 0.5g(称准至 0.0001g)，溶于 新煮沸放冷的水中，移入 500ml 容量瓶中，稀释至标线 滴 0.05%甲基橙指示液，用硫酸溶液滴定至淡橙红色止。记录 用量，用下列公式计算，硫酸溶液的浓度。 硫酸溶液浓度(1/2H2SO4，mol/L)= 式中，W—碳酸钠的重量(g)； V—硫酸溶液体积(ml)。 (3)0.05%甲基橙指示液。 步 骤 1.水样的测定 于全部经蒸馏预处理、以硼酸溶液为吸收液的馏出液中，加 2 滴混合指示液，用 0.020mol/L 硫酸溶液滴定至绿色转变成淡紫色止，记录用量。 2.空白试验 以无氨水代替水样，同水样全程序步骤进行测定。 计 算 氨氮(N，mg/L)= 式中，A—滴定水样时消耗硫酸溶液体积(ml)； B—空白试验硫酸溶液体积(ml)； M—硫酸溶液浓度(mol/L)； V—水样体积(ml)； 14—氨氮(N)摩尔质量。 (四) 电 极 法 概 述 1.方法原理 氨气敏电极为一复合电极，以 pH 玻璃电极为指示电极，银-氯化银电极为参比电极。 此电极对置于盛有 0.1mol/L 氯化铵内充液的塑料管中，管端部紧贴指示电极敏感膜处装有 疏水半渗透薄膜，使内电解液与外部试液隔开，半透膜与 pH 玻璃电极有一层很薄的液膜。 当水样中加入强碱溶液将 pH 提高到 11 以上，使铵盐转化为氨，生成的氨由于扩散作用而 通过半透膜(水和其他离子则不能通过)， 使氯化铵电解质液膜层内 NH4+?NH3+H+的反应向 左移动，引起氢离子浓度改变，由 pH 玻璃电极测得其变化。在恒定的离子强度下，测得的 电动势与水样中氨氮浓度的对数呈一定的线性关系。 由此， 可从测得的电位确定样品中氨氮 的含量。 2.干扰及消除 挥发性胺产生正干扰；汞和银因同氨络合力强而有干扰；高浓度溶解离子影响测定。 3.方法适用范围 本法可用于测定饮用水、地面水、生活污水及工业废水中氨氮的含量。色度和浊度对测 定没有影响，水样不必进行预蒸馏，标准溶液和水样的温度应相同，含有溶解物质的总浓度 也要大致相同。 方法的检出浓度为 0.03mg/L 氨氮；测定上限为 1mg/L 氨氮。 仪 器 (1)离子活度计或带扩展毫伏的 pH 计。 (2)氨气敏电极。 (3)电磁搅拌器。 试 剂 所有试剂均用无氨水配制。 (1)铵标准贮液： 称取 3.819g 经 100℃干燥过的氯化铵(NH4Cl)溶于水中，移入 1000ml 容量瓶中，稀释 至标线mg/L 的氨标准使用液： 用铵标准贮液稀释配制。氨氮去除剂 (3)电极内充液：0.1mol 氯化铵溶液。 (4)氢氧化钠(5mol/L)-Na2-EDTA(0.5mol/L)混合溶液，贮于聚乙烯瓶中。 步 骤 1.仪器和电极的准 按使用说明书进行，调试仪器。 2.校准曲线mg/L 的铵标准溶液于 25ml 小烧杯中，浸 入电极后加入 1.0ml 氢氧化钠-Na2-EDTA 溶液， 在搅拌下， 读取稳定的电位值(在 1min 内变 化不超过 1mV 时，即可读数)。在半对数坐标线绘制 E-logc 的校准曲线ml 水样，以下步骤与校准曲线绘制相同。由测得的电位值，在校准曲线上直 接查得水样的氨氮含量(mg/L)。 精密度与准确度 七个实验室分析含 14.5mg/L 氨氮的统一分发的加标地面水。实验室内相对标准偏差为 2.0%；实验室间相对标准偏差为 5.2%；相对误差为-1.4%。 注意事项 (1)绘制校准曲线时，可以根据水样中氨氮含量，自行取舍三或四个标准点。 (2)试验过程中，应避免由于搅拌器发热而引起被测溶液温度上升，影响电位值的测定。 (3)当水样酸性较大时，应先用碱液调至中性后，再加离子强度调节液进行测定。 (4)水样不要加氯化汞保存。 (5)搅拌速度应适当，不使形成涡流，避免在电极处产生气泡。 (6)水样中盐类含量过高时，将影响测定结果。必要时，应在标准溶液中加入相同量的 盐类，以消除误差。
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