水中氨氮含量的测定分析

水中氨氮含量的测定一、目录与氮有关的水质指标1氨氮的性质和来源2对人体和生态环境的影响3水中氨氮的测定41、与氮有关的水质指标（1）总氮：水中各种形态无机和有机氮的总量。包括NO3-、NO2-和NH4+等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮，以每升水含氮毫克数计算。常被用来表示水体受营养物质污染的程度。紫外分光光度法测定（2）凯式氮：有机氮+氨氮凯氏氮是指以凯氏（kjeldahl）法测得的含氮量。它包括了氨氮和在此条件下能被转化为铵盐而测定的有机氮化合物。测定凯氏氮或有机氮，主要是为了了解水体受污染状况，尤其是在评价湖泊和水库的富营养化时，是一个有意义的指标。1、与氮有关的水质指标（3）氨氮：NH3+NH4+氨氮是指水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4+）形式存在的氮。（组成取决于溶液的pH值)（4）亚硝酸盐氮：指亚硝酸盐中所含的氮元素。（5）硝酸盐氮：指硝酸盐中所含的氮元素，硝酸盐氮是含氮有机物氧化分解的最终产物。水处理系统中氮的转化过程：水中的氨在氧的作用下可以生成亚硝酸盐，并进一步形成硝酸盐。同时水中的亚硝酸盐也可以在厌氧条件下受微生物作用转化为氨。2、氨氮的来源和性质（1）、含氮有机物在微生物的分解作用下产生氨氮（3）某些工业废水，如焦化废水和合成氨化肥厂废水等。氨氮的来源（2）氨和亚硝酸盐可以互相转化.2.1.1氨氮的性质氨氮以游离氨或铵盐的形式存在于水中，两者的组成比取决于水的PH值和水温。当PH值偏高时，游离氨的比例较高。反之，则铵盐的比例高，水温则相反。3、氨氮对人体和生态环境的影响1、对人体健康的影响水中的氨氮可以在一定条件下转化成亚硝酸盐，如果长期饮用，水中的亚硝酸盐将和蛋白质结合形成亚硝胺，这是一种强致癌物质，对人体健康极为不利。2、对生态环境的影响氨氮对水生物起危害作用的主要是游离氨，其毒性比铵盐大几十倍，并随碱性的增强而增大。氨氮毒性与池水的pH值及水温有密切关系，一般情况，pH值及水温愈高，毒性愈强，对鱼的危害类似于亚硝酸盐。氨氮对水生物的危害有急性和慢性之分。慢性氨氮中毒危害为：摄食降低，生长减慢，组织损伤，降低氧在组织间的输送。鱼类对水中氨氮比较敏感，当氨氮含量高时会导致鱼类死亡。急性氨氮中毒危害为：水生物表现为亢奋、在水中丧失平衡、抽搐，严重者甚至死亡。3、相关环保标准和环保工作的需要氨氮对水体造成了污染，使鱼类死亡，或形成亚硝酸盐危害人类的健康。测定水中的氨氮，有助于评价水体被污染和“自净”状况。4、氨氮的测定⑴当发现水中氨氮或有机氮的浓度很高时，表明水体刚刚受到污染，其潜在的危害较大。⑵当水中硝酸盐氮浓度高时，表明水已经过生化自净。测定含氮物质的原因（1）实验方法的选择ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.具有操作简便、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，以及混浊等均干扰测定，需作相应的预处理具灵敏、稳定等优点，干扰情况和消除方法同纳氏试剂比色法。熟悉纳氏试剂光度法测定氨氮的原理及过程苯酚-次氯酸盐或水杨酸-次氯酸盐电极法纳氏试剂比色法（2）实验原理(纳氏试剂比色法）ＨｇＣｌ2和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物，其色度与氨氮含量成正比，通常可在波长410—425nm范围内测其吸光度，计算其含量。本方法最低检出浓度为0.025mg/L（光度法），测定上限为2mg/L。采用目视比色法，最低检出浓度为0.02mg/L。2K2(HgI4)+3KOH+NH3=[ONH2]I+7KI+2H2OHgHg纳氏试剂配制原理1.1纳氏试剂配制原理纳氏试剂的正确配制,影响方法的灵敏度。了解纳氏反应机理,是正确配制纳氏试剂的关键。常用ＨｇＣｌ2与ＫＩ反应的方法配制,其反应过程如下显色基团为[ＨｇＩ4]2-,它的生成与Ｉ-浓度密切相关。开始时,Ｈｇ2+与Ｉ-按反应(1)式生成红色沉淀ＨｇＩ2,迅速与过量Ｉ-按反应(2)式生成[ＨｇＩ4]2-淡黄色显色基团;当红色沉淀不再溶解时,表明Ｉ-不再过量,应立即停止加入ＨｇＣｌ2,此时可获得最大量的显色基团。若继续加入ＨｇＣｌ2,反应(3)式和(4)式就会显著进行,促使显色基团不断分解,同时产生大量ＨｇＩ2红色沉淀,从而引起纳氏试剂灵敏度的降低。（4）试剂10%（m/V）硫酸锌溶液纳氏试剂酒石酸钾钠溶液无氨水硫代硫酸钠溶液25%氢氧化钠溶液试剂它们的作用分别是什么？附：酒石酸钾钠的作用方法一：分别取无氨水、自来水、纯净水、河水、生活污水各50ml于比色管中，加入1ml的酒石酸钾钠溶液，再加入1.5ml纳氏试剂，混匀。放置10min后，目视，观察，记录各自的颜色。方法二：同方法一，但不加入酒石酸钾钠溶液。方法一、二的结果比较可知，没有加酒石酸钾钠溶液的水样，加显色剂纳氏试剂后，生活污水和河水有沉淀产生，而纯净水等却没有太大的变化。说明生活污水和河水中含有其它杂质，对结果产生干扰。那么，酒石酸钾钠应该是起到掩蔽剂的作用。（5）采样及样品水样带色或浑浊清洁样品实验室样品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。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。清洁样品可直接取50ML作为试份（6）水样预处理絮凝沉淀每100ml水样加入1ml硫酸锌和0.1-0.2ml氢氧化钠，调节PH到10.5左右沉降后取上清液做试份1、ZnSO4+2NaOH=Zn(OH)2↓+Na2SO42、Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+H2O酒石酸钾钠掩蔽原理水体中常见金属离子有Ｃａ2+、Ｍｇ2+、Ｆｅ2+、Ｍｎ2+等,若含量较高,易与纳氏试剂中ＯＨ-或Ｉ-反应生成沉淀或浑浊,影响比色。因而在加入纳氏试剂前,需先加入酒石酸钾钠,以掩蔽这些金属离子1、配置铵标准使用液：移取5.00ml铵标准贮备液于500ml容量瓶，定容。此溶液浓度为0.010mg/ml。（7）校准曲线的绘制（7）校准曲线的绘制2、标准色列配置：移取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.0ml铵标准使用液于50ml比色管中，加水至标线；＋1.0ml酒石酸钾钠溶液，混匀；＋1.5ml纳氏试剂，混匀；放置显色10min后，在波长420nm处，用光程10mm比色皿，以蒸馏水为参比，测量吸光度（7）校准曲线的绘制3、绘制标准曲线由测得的吸光度，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）对校正吸光度的校准曲线。m'A............................0'AAA＝（8）水样的测定1000Vm/mgx）＝氨氮（L2、水样的测定取适量经预处理后的水样（使氨氮含量不超过0.1mg），加入50ml比色管中，稀释至标线，＋1.0ml酒石酸钾钠溶液，混匀；＋1.5ml纳氏试剂，混匀；放置10min后，在波长420nm处，用光程20mm比色皿，以蒸馏水为参比，测量吸光度。3、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）。m'A............................Axmx1000Vm/mgx）＝氨氮（L附1：空白实验对结果的影响初沉池二沉池放流井二期初沉二期二沉以空气做参比11.0810.537.745.2212.30空白参比8.697.795.032.6710.89用无氨水做同比空白试验，空白的透光率一般只有80%左右。如果不做空白试验以空气为参比，测定结果一般会偏大同一组水样在其他条件均相同的条件下，第一组用空气做参比测定样品浓度(mg/l)第二组以同比空白做参比测定样品浓度(mg/l)测定结果如下表：附2：分光光度法原理1、光的吸收定律（朗伯－比耳定律）分光光度计的定量依据是朗伯—比耳定律式中：K——比例常数，与入射光的波长及物质的性质有关；L——液层的厚度；C——溶液的浓度。KCLATAlgT为透射度（表征光的透过程度），以百分数表示。T＝100%，则A＝0；T＝0%，则A＝1。六、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。3ｐＨ对实验的影响ｐＨ太低时,显色不完全,过高时溶液会出现浑浊。六、注意事项实验用水对空白值的影响氨氮实验用水要求为无氨水,若空气中氨溶于水或有铵盐通过其它途径进入实验用水中,含量达到方法检测限,则可导致实验空白值高,所以无氨水每次用后应注意密闭保存。有实验研究用新鲜蒸馏水代替无氨水测氨氮,实验空白值和标准曲线与用无氨水的方法无显著差异,并具有较高的精密度和准确度。可见只要实验用水不含氨或极低含量氨,不论蒸馏水是否重蒸,均可使用。反应温度对实验的影响温度影响纳氏试剂与氨氮反应的速度,并显著影响溶液颜色。实验表明,反应温度为25℃时,显色最完全;5～15℃吸光度无显著改变,但其显色不完全;当温度达30℃时,溶液褪色,吸光度出现明显偏低现象，因而实验显色温度应控制在20～25℃,以保证分析结果的可靠性。六、注意事项反应时间对实验的影响实验表明,反应时间在10ｍｉｎ之前,溶液显色不完全;10～30ｍｉｎ颜色较稳定;30～45ｍｉｎ颜色有加深趋势;45～90ｍｉｎ颜色逐渐减褪。因而,用纳氏试剂光度法测定水中氨氮时,显色时间应控制在10～30ｍｉｎ,以尽快的速度进行比色,达到分析的精密度和准确度。样品稀释纳氏试剂光度法测定氨氮,当水样氨氮浓度大于2.0ｍｇ/Ｌ时,则需将水样稀释后测定,称为“事前稀释”。这种稀释方法相对准确,但测定前不好预料,不利于大批量样品的及时分析。另一种稀释方法是直接将显色后的样品进行稀释比色,称为“事后稀释”。有研究表明,对于难以预料的超出浓度测定线性范围含量的含氨氮废水样品,用事后稀释得到的对比实验结果,相对误差满足环境监测分析要求。但配制一定量的空白溶液作稀释溶剂可抵消一部分负误差六、注意事项滤纸对空白值的影响氨氮实验需将水样过滤后测定,所以实验还需做过滤空白对照实验,以扣除滤纸影响。由于滤纸一般都含有铵盐,因而可引起过滤空白值升高。有实验表明,不同滤纸或同种滤纸但不同张之间铵盐含量差别很大,有些含量淋洗时要少量多次。