一.實驗?zāi)康?nbsp;
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。
二.實驗原理
氮是蛋白質(zhì)、核酸、酶、維生素等有機(jī)物中的重要組分。純凈天然水體中的含氮物質(zhì)是很少的,水體中含氮物質(zhì)的主要來源是生活污水和某些工業(yè)廢水。當(dāng)含氮有機(jī)物進(jìn)入水體后,由于微生物和氧的作用,可以逐步分解或氧化為無機(jī)氨(NH3)、銨(NH4+)、亞硝酸鹽(NO2-)和**終產(chǎn)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(jī)物的污染情況。在污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)和地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)中,氨氮都是重要的監(jiān)測指標(biāo)。
以游離態(tài)的氨或銨離子等形式存在的氨氮與納氏試劑反應(yīng)生成淡紅棕色絡(luò)合物,該絡(luò)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。
氨氮與納氏試劑反應(yīng)生成棕色膠態(tài)化合物,
干擾及消除:水樣中含有懸浮物、余氯、鈣鎂等金屬離子、硫化物和有機(jī)物時會產(chǎn)生干擾,含有此類物質(zhì)時要作適當(dāng)處理,以消除對測定的影響。
若樣品中存在余氯,可加入適量的硫代硫酸鈉溶液去除,用淀粉-碘化鉀試紙檢驗余氯是否除盡。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干擾。若水樣渾濁或有顏色時可用預(yù)蒸餾法或絮凝沉淀法處理。
三. 儀器與試劑
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),溶于50ml水中,冷卻**室溫。 稱取7.0g碘化鉀(KI)和10.0g碘化汞(HgI2),溶于水中,然后將此溶液在攪拌下,緩慢加入到上述50ml氫氧化鈉溶液中,用水稀釋**100ml。貯于聚乙烯瓶內(nèi),用橡皮塞或聚乙烯蓋子蓋緊,于暗處存放,有效期1年。
3. 酒石酸鉀鈉溶液:稱取50.0g酒石酸鉀鈉(KNaC4H4O6·4H2O)溶于100mL水中,加
熱煮沸以驅(qū)除氨,充分冷卻后稀釋**100ml。4. 氨氮標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液(1000μg/ml):稱取3.8190g氯化銨(NH4Cl,優(yōu)級純,在100~105℃
干燥2h),溶于無氨水中,移入1000ml容量瓶中,稀釋**刻度,搖勻??稍?~5℃保存1個月。
5. 氨氮標(biāo)準(zhǔn)工作溶液(10μg/mL):吸10.00ml氨氮標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液于1000ml容量瓶內(nèi),用
無氨水稀釋**刻度,搖勻。臨用前配制。
以下為水樣需預(yù)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)溶于水中,稀釋**1000ml。 7. 硫酸鋅溶液(100g/L):稱取10.0g硫酸鋅(ZnSO4·7H2O)溶于水中,稀釋**100ml。 8. 氫氧化鈉溶液(250g/L):稱取25g氫氧化鈉溶于水中,稀釋**100ml。 9. 氫氧化鈉溶液(1mol/L):稱取4g氫氧化鈉溶于水中,稀釋**100ml。 10. 鹽酸溶液(1mol/L):量取8.5ml鹽酸于適量水中用水稀釋**100ml。 11. 硼酸(H3BO3)溶液(20g/L):稱取20g硼酸溶于水,稀釋** 1 L。
12. 溴百里酚藍(lán)指示劑(0.5g/L):稱取0.05g溴百里酚藍(lán)溶于50ml水中,加入10ml無水乙醇,用水稀釋**100ml。
13. 淀粉-碘化鉀試紙:稱取1.5g可溶性淀粉于燒杯中,用少量水調(diào)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**250ml。將濾紙條浸漬后,取出晾干,于棕色瓶中密封保存。
四. 實驗步驟 1. 制備無氨水
每升水加入0.1ml濃硫酸進(jìn)行蒸餾,餾出水接收于玻璃容器中。
2. 校準(zhǔn)曲線的繪制
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(biāo)準(zhǔn)工作溶液,其所對應(yīng)的氨氮含量分別為0.0、5.0、10.0、30.0、50.0、70.0和100µg,加水**標(biāo)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后,在波長420nm下,用20mm比色皿,以水作參比,測量吸光度。
以空白校正后的吸光度為縱坐標(biāo),以其對應(yīng)的氨氮含量(µg)為橫坐標(biāo),繪制校準(zhǔn)曲線。
3. 樣品預(yù)處理
樣品采集與保存:水樣采集在聚乙烯瓶或玻璃瓶內(nèi),要盡快分析。如需保存,應(yīng)加硫酸使水樣酸化** pH<2,2~5℃下可保存 7 d。
去除余氯:若樣品中存在余氯,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余氯。用淀粉-碘化鉀試紙檢驗余氯是否除盡。
絮凝沉淀: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(diào)節(jié)pH約為10.5,混勻,放置使之沉淀,傾取上清液分析。必要時,用經(jīng)水沖洗過的中速濾紙過濾,棄去初濾液20 ml。也可對絮凝后樣品離心處理。
預(yù)蒸餾:將50ml硼酸溶液移入接收瓶內(nèi),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,加幾滴溴百里酚藍(lán)指示劑,必要時,用氫氧化鈉溶液(1.0mol/L)或鹽酸溶液調(diào)整pH**6.0(指示劑呈黃色)~7.4(指示劑呈藍(lán)色),加入0.25g輕質(zhì)氧化鎂及數(shù)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(dá)200 ml 時,停止蒸餾,加水定容**250 ml。
4. 樣品測定
取經(jīng)預(yù)處理后的適量水樣(使氨氮含量不超過0.1mg),加入50mL比色管中,稀釋**刻度。按與校準(zhǔn)曲線相同的步驟測量吸光度。
注:經(jīng)蒸餾或在酸性條件下煮沸方法預(yù)處理的水樣,須加一定量氫氧化鈉溶液,調(diào)節(jié)水樣**中性,用水稀釋**50 ml標(biāo)線,再按與校準(zhǔn)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(jìn)行前處理和測定。 五. 數(shù)據(jù)處理
由水樣測得的吸光度,從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得氨氮含量(µg)。