連續(xù)流動(dòng)注射分析儀測(cè)定氨氮與傳統(tǒng)方法的比較性研究

1、連續(xù)流動(dòng)注射分析儀測(cè)定氨氮與傳統(tǒng)方法的比較性研究摘 要流動(dòng)注射分析(Flow Injection Analysis)是一種新型的連續(xù)流動(dòng)分析技術(shù)。這種技術(shù)是將一定體積的樣品溶液注射到一個(gè)流動(dòng)著的，非空氣間隔的試劑溶液(或水)加載流程中，樣品溶液被注射到反應(yīng)線圈中，形成一個(gè)區(qū)域，混合到載流中試劑中去，并與之反應(yīng)，然后進(jìn)入流通檢測(cè)器中開始測(cè)定分析和記錄。本文通過實(shí)驗(yàn)探討了連續(xù)流動(dòng)分析法測(cè)定水中的氨氮與納氏試劑比色法測(cè)定水中氨氮的比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該方法線性關(guān)系好，分析速度快，檢出限低，有較高的精密度和準(zhǔn)確度，污染少等優(yōu)點(diǎn)，比較適合現(xiàn)代城市的發(fā)展要求?！娟P(guān)鍵詞】流動(dòng)注射法；氨氮；納氏試劑比色法Co

2、ntinuous flow injection analyzer determination of ammonia nitrogen and the traditional method study comparingAbstractFlow Injection Analysis is a new type of continuous Flow Analysis technique. This technique is to put a certain volume of sample solution into a flow, not the reagent solution (or wat

3、er) of air interval load flow, the sample solution was injected into the reaction coil, form an area, and mixed with current-carrying of reagent, reaction, and then into the flow detector measurement analysis and records. Through the experiment, the paper discusses the continuous flow analytical met

4、hod to determine the ammonia nitrogen in the water and nessler's reagent colorimetric method was developed for the determination of ammonia nitrogen in water. The experimental results show that this method is good linear relationship, fast analysis speed, low detection limit, higher precision an

5、d accuracy, less pollution, more suitable for the development of modern cities.【 key words 】 flow injection; Ammonia nitrogen; Nessler's reagent colorimetric method1緒論41.1水體中氨氮污染現(xiàn)狀概況4氨氮的來源4水體中氨氮污染的現(xiàn)狀4氨氮的危害41.2水中氨氮測(cè)定方法5傳統(tǒng)測(cè)定方法5流動(dòng)注射法61.3兩種測(cè)定氨氮方法比較的意義72傳統(tǒng)國標(biāo)法測(cè)水中的氨氮82.1方法原理82.2實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備8實(shí)驗(yàn)儀器8實(shí)驗(yàn)試劑82.3實(shí)驗(yàn)步驟9校

6、準(zhǔn)曲線的繪制9水樣的測(cè)定10精密度及準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)142.4納氏試劑比色法實(shí)驗(yàn)小結(jié)153流動(dòng)注射法測(cè)定水中氨氮163.1方法原理163.2實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備16實(shí)驗(yàn)儀器16實(shí)驗(yàn)試劑20實(shí)驗(yàn)步驟20流動(dòng)注射法儀器參數(shù)213.3數(shù)據(jù)分析22校準(zhǔn)曲線的繪制22水樣的測(cè)定23精密度及準(zhǔn)確度253.4流動(dòng)注射法實(shí)驗(yàn)小結(jié)264流動(dòng)注射法與納氏試劑比色法比較284.1兩種方法測(cè)定水樣中氨氮的比較28檢驗(yàn)28檢驗(yàn)28實(shí)際樣品分析實(shí)驗(yàn)295結(jié)論32致 謝34參考文獻(xiàn)35附錄A譯文36研究用微波加活性炭去除廢水中的氨氮36附錄B外文原文451緒論1.1水體中氨氮污染現(xiàn)狀概況氨氮的來源氨氮( NH3-N) 游離氨( NH3 )

7、或銨( NH+4 ) 形式存在于水中，它們的構(gòu)成比率取決于水的pH 值和水的溫度。當(dāng)pH 值偏高時(shí)，游離氨的比例更高，如果當(dāng)pH值偏低時(shí)，銨鹽的比例更高。當(dāng)水溫偏高時(shí)，銨鹽的比例更高，如果水溫偏低時(shí)，則游離氨的比例更高。在水中氨氮的來源主要是氮污水中的有機(jī)物被微生物分解的產(chǎn)物,一些工業(yè)污水、生活污水和農(nóng)田排水。污水的平均含氮量可以達(dá)到每人每年 2.5 - 4.5公斤。暴雨徑流、農(nóng)業(yè)化肥的流失以及氨和亞硝酸鹽之間的相互轉(zhuǎn)化也是一個(gè)氮的重要來源。氨氮也從鋼鐵、石化、煉焦、合成氨、發(fā)電、水泥和其他化學(xué)工業(yè)廢水排放到環(huán)境中,比如含氨氣體,灰塵和煙霧。與人民生活水平的不斷提高,私家車越來越多,大量的私人

8、汽車和貨車等各種類型的汽車也對(duì)環(huán)境空氣排放包含一定數(shù)量氨的汽車尾氣。這些氣體的氨溶于水變成氮氨。水體中氨氮污染的現(xiàn)狀氨是一種重要的生物的組成元素，在自然環(huán)境中是一個(gè)周期的工程。各類水體中也是含有氨氮的，水體中氨氮達(dá)到較高濃度的原因有以下幾點(diǎn)：1、城市人口集中；2、城市污水處理能力相對(duì)劣勢(shì)；3、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化學(xué)肥料的大量使用。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國七大河流系統(tǒng)在珠江、長江水質(zhì)較好，遼河、淮河、黃河、松花江水質(zhì)較差，海河污染很嚴(yán)重。從這不難看出，水質(zhì)的污染是有多嚴(yán)重，而氨氮是主要的污染物之一。在中國自2001年以來，氨氮排放總量逐年增加的趨勢(shì)，所以在水中氨氮的處理已成為水污染控制的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。氨氮的危

9、害（1）對(duì)人類健康的影響在自然環(huán)境中氨氮硝化過程,即生物分解有機(jī)物轉(zhuǎn)換、氨化作用轉(zhuǎn)化復(fù)雜有機(jī)氨氮、速度快;硝化是亞硝化細(xì)菌的作用下,在好氧條件下硝酸鹽、氨氮氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽。脫氮是外部有機(jī)碳源的條件下,反硝化細(xì)菌的硝酸鹽和亞硝酸鹽還原成氮?dú)?。在水中氨氮硝化作用的產(chǎn)物是飲用水中硝酸鹽和亞硝酸鹽有很大傷害。飲用水中高濃度的硝酸鹽和亞硝酸鹽可能導(dǎo)致兩個(gè)對(duì)人體健康危害,長期飲用對(duì)身體非常不利，引起高鐵血紅蛋白并生成致癌的亞硝胺。硝酸鹽在胃腸道細(xì)菌的作用下還原為亞硝酸鹽，但減少亞硝酸鹽和亞硝酸鹽可以結(jié)合血紅蛋白形成高鐵血紅蛋白,導(dǎo)致缺氧。（2）對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響氨氮的有害對(duì)水生生物的影響主要是游離氨

10、，其毒性是銨鹽的數(shù)十倍,隨著堿性的增強(qiáng)而遞增。氨氮的毒性與水的pH值和溫度有密切的關(guān)系,一般情況下,pH值和水溫越高，毒性更強(qiáng)，對(duì)魚的危害性類似于亞硝酸鹽。魚在水中氨氮的敏感性分為急性和慢性。緩慢氨中毒危害:喂養(yǎng)低,增長緩慢,組織損傷,減少組織中的氧傳遞;魚蝦是要與水進(jìn)行離子交換的(鈉、鈣等)、高氨氮可以提高鰓的滲透率的,損害鰓的離子交換功能,使水生生物在應(yīng)力狀態(tài)很長一段時(shí)間,對(duì)疾病的易感性增加,較低的增長率，低生育率，降低懷卵數(shù)量，降低卵的生存,延遲產(chǎn)卵。急性氨中毒危害:使水生生物亢奮,在水中失去平衡、抽搐,嚴(yán)重的甚至死亡。1.2水中氨氮測(cè)定方法1.2.1傳統(tǒng)測(cè)定方法常見的傳統(tǒng)方法測(cè)定氨氮有

11、納氏試劑比色法、水楊酸鹽分光光度法、氣相分子吸收法、酚鹽分光光度法和電極法等。本實(shí)驗(yàn)中測(cè)定氨氮的傳統(tǒng)方法是納氏試劑比色法。（1）納氏試劑比色法原理：碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應(yīng)生成淡紅棕色膠態(tài)化合物，此顏色在較寬的波長內(nèi)具強(qiáng)烈吸收，通常測(cè)量用波長在410425nm范圍。脂肪胺、芳香胺和醛、丙酮、酒精和有機(jī)氯胺等有機(jī)化合物,以及鐵、錳、鎂、硫和其他無機(jī)離子,由于干擾引起的不同顏色和濁度,水的顏色和濁度也會(huì)影響顏色。因此,必須通過過濾或蒸餾預(yù)處理的絮凝沉淀,減少揮發(fā)性物質(zhì)的干擾,在酸性條件下也可以加熱到刪除。對(duì)金屬離子的干擾,可以加入適量的掩蔽劑。無論是采取直接比色法還是絮凝沉淀預(yù)處理水樣中，

12、存在的濁度往往會(huì)對(duì)納氏試劑比色的測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生影響。3本實(shí)驗(yàn)的測(cè)的水樣基本無顏色，無渾濁（SS較少），所以沒有進(jìn)行絮凝預(yù)處理。（2）氣相分子吸收法原理：水樣中加入次溴酸鈉氧化劑，將氨及銨鹽氧化成亞硝酸鹽。然后按亞硝酸鹽氮的氣相分子吸收光譜法測(cè)定水樣中氨氮的含量。由于本法是將氨和銨鹽氧化成亞硝酸鹽進(jìn)行測(cè)定的，故水樣中所含亞硝酸鹽，應(yīng)事先測(cè)定出結(jié)果進(jìn)行扣除。另外次溴酸鈉氧化能力極強(qiáng)，水中有機(jī)胺也將全部或部分被氧化成亞硝酸鹽，故水樣含有機(jī)胺時(shí)，應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)行蒸餾予以分離。（3）水楊酸鹽分光光度法原理：在亞硝基鐵氰化鈉存在下，銨與水楊酸鹽和次氯酸離子反應(yīng)生成藍(lán)色化合物，在波長697nm具最大吸收。氯銨在

13、此條件下均被定量地測(cè)定。鈣、鎂等陽離子的干擾，可加酒石酸鉀鈉掩蔽。流動(dòng)注射法流動(dòng)注射分析(Flow Injection Analysis)是一種新型的連續(xù)流動(dòng)分析技術(shù)。流動(dòng)注射法是為了減少化學(xué)分析在實(shí)驗(yàn)中的處理時(shí)間的在70年代中期出現(xiàn)的溶液處理技術(shù)的新觀念。隨著流動(dòng)技術(shù)法的發(fā)展，其定義也在日益完善化。這種技術(shù)是把一定體積的試樣溶液注入到一個(gè)流動(dòng)著的，非空氣間隔的試劑溶液(或水)載流中，被注入的試樣溶液流入反應(yīng)盤管，形成一個(gè)區(qū)域，并與載流中的試劑混合、反應(yīng)，再進(jìn)入到流通檢測(cè)器進(jìn)行測(cè)定分析及記錄。由于試樣溶液在嚴(yán)格控制的條件下在試劑載流中分散，因而，只要試樣溶液注射方法，在管道中存留時(shí)間、溫度和分

14、散過程等條件相同，不要求反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)就可以按照比較法，由標(biāo)準(zhǔn)溶液所繪制的工作曲線測(cè)定試樣溶液中被測(cè)物質(zhì)的濃度。流動(dòng)注射分析實(shí)際上是一種管道化的連續(xù)流動(dòng)分析法。它主要包括試樣溶液注入載流、試樣溶液與載流的混合和反應(yīng)(試樣的分散和反應(yīng))、試樣溶液隨載流恒速地流進(jìn)檢測(cè)器被檢測(cè)三個(gè)過程。基本的流動(dòng)注射分析系統(tǒng)主要包括：（1）液體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：將試劑、樣品等溶液輸送到分析系統(tǒng)中。（2）注樣閥：采集一定體積的試樣（或試劑）溶液，并以高度重現(xiàn)的方式將其注入到連續(xù)流動(dòng)的載流中。（3）反應(yīng)及連接管道：按管道在流動(dòng)注射分析中的作用分為采樣環(huán)、反應(yīng)管、連接管道等。（4）流通式檢測(cè)器：流動(dòng)注射分析系統(tǒng)中可以采用多種一

15、起分析檢測(cè)手段形成高效率的分析系統(tǒng)，其中常用的有光度法、原子光譜法、電話學(xué)法、熒光法、化學(xué)發(fā)光法等。流動(dòng)注射分析技術(shù)的特點(diǎn)是：適應(yīng)性廣泛、靈敏度高、檢測(cè)限低，裝置小型、簡單、操作可靠，自動(dòng)化程度高、分析速度快、分析效率高，每小時(shí)可分析幾百個(gè)甚至上千個(gè)式樣；試樣和試劑消耗量少等。目前，流動(dòng)注射分析技術(shù)已經(jīng)在環(huán)境分析、工業(yè)、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。而環(huán)境分析主要包括對(duì)環(huán)境水質(zhì)的監(jiān)測(cè)、對(duì)大氣的監(jiān)測(cè)和對(duì)土壤的監(jiān)測(cè)，特別是環(huán)境水質(zhì)分析。流動(dòng)注射法測(cè)氨氮的描述：依據(jù)DIN和ISO標(biāo)準(zhǔn)方法（1，2），樣品與水楊酸鈉和二氯異氰尿酸鈉（DCI）反應(yīng)生成藍(lán)色化合物在660nm波長下檢測(cè)。硝普鈉作為催化劑。

16、另一種可選擇的試劑是酚鹽。MT7的透析器適用于高濃度范圍，可以消除有色物質(zhì)和懸浮顆粒的干擾。本實(shí)驗(yàn)中是用的水楊酸鈉試劑。1.3兩種測(cè)定氨氮方法比較的意義在水中氨氮是指游離氨（或非離子氨，NH3）和氨氮離子（NH4+）形式的氨。氨氮含量較高時(shí)，對(duì)魚類是有毒害作用，對(duì)人體也有不同程度的傷害。此外，在無氧環(huán)境中，亞硝酸鹽的存在可以影響微生物在水中行動(dòng)，還原為氨。在有氧的環(huán)境下，載水中氨也可以轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛猁}，甚至繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}。氨氮含量的多少是判斷水體污染程度的一個(gè)重要標(biāo)志。氨氮是一種我國水體環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要指標(biāo)，是各類污水處理廠排放口尾水的必測(cè)項(xiàng)目。氨氮在水樣采集后應(yīng)盡快分析，必要時(shí)可加硫酸將水樣酸

17、化至pH < 2，于2 5 下存放24 h 內(nèi)測(cè)定。酸化樣品應(yīng)注意防止吸收空氣中的氨而沾污。氨氮是水源水中水質(zhì)監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要指標(biāo)。水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系中，氨氮作為水體富營養(yǎng)化的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)之一，因此研究不同種類水樣中使用FIA法和傳統(tǒng)方法測(cè)得的氨氮值之間進(jìn)行對(duì)比，對(duì)拓寬FIA應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)水樣的快速、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)及水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的修訂具有重要意義。2傳統(tǒng)國標(biāo)法測(cè)水中的氨氮常見的傳統(tǒng)方法測(cè)定氨氮有納氏試劑比色法、水楊酸鹽分光光度法、氣相分子吸收法、酚鹽分光光度法和電極法等。本實(shí)驗(yàn)中測(cè)定氨氮的傳統(tǒng)方法是納氏試劑比色法。因?yàn)榧{氏試劑比色法具有操作簡單、靈敏度高、比色較完全等優(yōu)點(diǎn)，所以我們選用了納氏試劑比色法。

18、目前，氨氮的測(cè)定通常采用國標(biāo)納氏試劑比色法。22.1方法原理碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應(yīng)生成淡紅棕色膠態(tài)化合物，此顏色在較寬的波長內(nèi)具強(qiáng)烈吸收，通常測(cè)量用波長在410425nm范圍。 12.2實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備2.2.1實(shí)驗(yàn)儀器a721紫外可見光分光光度計(jì)（上海欣茂儀器有限公司，滬制01120055號(hào)）；b上海精科天平：精度0.1 mg；（上海精科儀器有限公司，F(xiàn)A2004）c. 7個(gè)50mL比色管；d. 100mL聚乙烯塑料試劑瓶2個(gè)；e. 100、500、1000mL容量瓶；f. 0.5、1、5、10mL移液管；g. 洗耳球。2.2.2實(shí)驗(yàn)試劑配置試劑用水應(yīng)均為無氨水。(在1000mL的蒸餾水中

19、，加0.1mL硫酸(=1.84 g/mL),在全玻璃蒸餾器中重蒸餾,棄去前50mL餾出液，然后將約800mL餾出液收集在帶有磨口玻璃塞的玻璃瓶內(nèi)。每升餾出液加10g強(qiáng)酸性陽離子 交換樹脂(氫型)。)9a納氏試劑：稱取16g碘化鉀和10g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。b酒石酸鉀鈉溶液：稱取50g酒石酸鉀鈉（KNaC4H4O6·4H2O）溶于100ml水中，加熱煮沸以除去氨，放冷，定容至100ml。c銨標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：稱取3.819g經(jīng)100干燥過的優(yōu)級(jí)純氯化銨（NH4Cl）溶于水中，移入1000ml容

20、量瓶中，稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。d銨標(biāo)準(zhǔn)使用溶液：移取5.00ml銨標(biāo)準(zhǔn)貯備液于500ml容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。2.3實(shí)驗(yàn)步驟2.3.1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，加水至標(biāo)線，加1.0ml酒石酸鉀鈉溶液，混勻。加1.5ml納氏試劑，混勻。放置10min后，在波長420nm處，用光程20mm比色皿，以水為參比，測(cè)量吸光度。由測(cè)得的吸光度，減去零濃度空白的吸光度，得到校正吸光度，繪制以氨氮含量（mg）對(duì)校正吸光度的校準(zhǔn)曲線。8測(cè)得吸光度如下表2-1表2-

21、1 吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度（mg/L）空白吸光度A0吸光度A1校正吸光度0.000.0630.0630.0000.100.1020.0390.200.1380.0750.600.2740.2111.000.4420.3791.400.5780.5152.000.8090.746標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制如下圖：圖2-1納氏試劑比色法標(biāo)準(zhǔn)曲線2.3.2水樣的測(cè)定分取適量經(jīng)絮凝沉淀預(yù)處理后的水樣（使氨氮含量不超過0.1mg），加入50ml比色管中，稀釋至標(biāo)線，加1.0ml酒石酸鉀鈉溶液，以下同校準(zhǔn)曲線的繪制。分取適量經(jīng)蒸餾預(yù)處理后的餾出液，加入50ml比色管中，加一定量1mol/L氫氧化鈉溶液以中和硼酸，稀釋至標(biāo)線

22、。加1.5ml納氏試劑，混勻。放置10min后，同校準(zhǔn)曲線步驟測(cè)量吸光度?？瞻自囼?yàn)：以無氨水代替水樣，做全程序空白測(cè)定。由水樣測(cè)得的吸光度減去空白試驗(yàn)的吸光度后，從校準(zhǔn)曲線上查得氨氮含量（mg）氨氮式中：m由校準(zhǔn)曲線查得的氨氮量（mg）； v水樣體積（ml）。a、地表水中氨氮濃度測(cè)定表2-2第一次地表水水中氨氮濃度測(cè)定A水樣B水樣C水樣D水樣E水樣F水樣G水樣空白吸光度A00.0630.0630.0630.0630.0630.0630.063吸光度A1 0.1160.2680.1920.1730.2920.3380.268校正吸光度0.0530.2050.1290.1100.2290.2750

23、.205濃度(mg/L)1.4575.5383.4982.9886.1837.4185.538上圖陰影數(shù)據(jù)說明：上圖水樣均稀釋10倍，以上水樣均取自學(xué)校附近的地表水。A水樣 老校區(qū)九曲橋小池塘B水樣 新校區(qū)教學(xué)樓C幢前河水C水樣 逸夫樓前河水D水樣 圖書館前河水E水樣 老校區(qū)女生宿舍樓后河水F水樣 新校區(qū)5組團(tuán)男生宿舍樓前河水G水樣 新校區(qū)3組團(tuán)女生宿舍樓旁河水表2-3第二次地表水水中氨氮濃度測(cè)定A水樣B水樣C水樣D水樣E水樣空白吸光度A00.0630.0630.0630.0630.063吸光度A1 0.3910.3780.3720.3620.376校正吸光度0.3280.3150.3090.

24、2990.313濃度（mg/L）8.8418.4928.3318.0628.438上圖陰影數(shù)據(jù)說明：上圖水樣均稀釋10倍，以上水樣均取自學(xué)校附近的地表水。表2-4第三次地表水水中氨氮濃度測(cè)定A水樣B水樣C水樣D水樣E水樣F水樣空白吸光度A00.0630.0630.0630.0630.0630.063吸光度A1 0.4150.4220.4250.4270.4160.417校正吸光度0.3520.3590.3620.3640.3530.354濃度(mg/L)9.4859.6739.7549.8079.5129.540上圖陰影數(shù)據(jù)說明：上圖水樣均稀釋10倍，以上水樣均取自學(xué)校附近的地表水。表2-5第

25、四次地表水水中氨氮濃度測(cè)定A水樣B水樣C水樣D水樣E水樣F水樣空白吸光度A00.0630.0630.0630.0630.0630.063吸光度A1 0.1550.1540.1490.1560.1580.160校正吸光度0.0920.0910.0860.0930.0950.097濃度(mg/L)0.2500.2480.2340.2530.2580.264表2-6第五次地表水水中氨氮濃度測(cè)定A水樣B水樣C水樣D水樣E水樣F水樣空白吸光度A00.0630.0630.0630.0630.0630.063吸光度A1 0.1460.1420.1400.1430.1380.142校正吸光度0.0830.07

26、90.0770.0800.0750.079濃度(mg/L)2.2632.1552.1012.1822.0482.155上圖陰影數(shù)據(jù)說明：上圖水樣均稀釋10倍，以上水樣均取自學(xué)校附近的地表水。b、工業(yè)廢水及生活污水中氨氮濃度測(cè)定表2-7第一次工業(yè)廢水及生活污水中氨氮濃度測(cè)定A水樣B水樣C水樣D水樣E水樣F水樣G水樣空白吸光度A00.0630.0630.0630.0630.0630.0630.063吸光度A1 0.3360.3420.4620.2410.1990.4150.438校正吸光度0.2730.2790.3990.1780.1360.3520.375濃度(mg/L)0.7360.7521.

27、0754.8133.6869.48510.103上圖陰影數(shù)據(jù)說明：D-G水樣均稀釋10倍。c、地下水中氨氮濃度測(cè)定表2-8第一次地下水水中氨氮濃度測(cè)定A水樣B水樣C水樣D水樣E水樣空白吸光度A00.0630.0630.0630.0630.063吸光度A1 0.1010.1120.1050.1110.098校正吸光度0.0380.0490.0420.0480.035濃度(mg/L)0.1050.1350.1160.1320.097d、稻田水中氨氮濃度測(cè)定表2-9第一次稻田水水中氨氮濃度測(cè)定A水樣B水樣C水樣D水樣E水樣空白吸光度A00.0630.0630.0630.0630.063吸光度A1 0

28、.0810.1160.2540.2150.372校正吸光度0.0180.0530.1910.1520.309濃度(mg/L)0.5171.4575.1624.1158.331上圖陰影數(shù)據(jù)說明：上圖水樣均稀釋10倍，以上水樣均采自常州。A和B水樣采樣點(diǎn)是奔牛鎮(zhèn)C水樣采樣點(diǎn)是金壇D和E水樣采樣點(diǎn)是溧陽表2-10第二次稻田水水中氨氮濃度測(cè)定A水樣B水樣C水樣D水樣E水樣空白吸光度A00.0630.0630.0630.0630.063吸光度A1 0.1290.1140.1360.1650.173校正吸光度0.0660.0510.0730.1020.110濃度(mg/L)1.8061.4031.9942

29、.7732.988上圖陰影數(shù)據(jù)說明：上圖水樣均稀釋10倍，以上水樣均采自常州。2.3.3精密度及準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)a、加標(biāo)回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差見下表加入標(biāo)準(zhǔn)物體積都為2ml，標(biāo)準(zhǔn)物溶度都為10mg/L。表2-11加標(biāo)回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差測(cè)定次數(shù)空白吸光度A0水樣吸光度A1水樣濃度C1（mg/L）濃度平均值相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（%）加標(biāo)后吸光度A2加標(biāo)后濃度C2（mg/L）加標(biāo)回收率（%）10.0630.3270.7110.7030.7960.4691.09395.520.3220.6970.4711.098100.330.3240.7030.4621.07492.840.3280.7130.4721.1011

30、04.450.3210.6940.4661.08597.860.3220.6970.4751.109103.0加標(biāo)回收率：92.8% 104.4%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.796%。2.4納氏試劑比色法實(shí)驗(yàn)小結(jié)實(shí)驗(yàn)中我了解納氏試劑比色法的許多優(yōu)點(diǎn)：1、操作簡單：只要一些定容、移液的基本操作；2、需要的儀器用品簡單：只需要一些玻璃器皿，還有是分光光度計(jì)和電子天平；3、經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)較高：前期因?yàn)樾枰膬x器簡單，購買儀器需要的花費(fèi)較少。不過實(shí)驗(yàn)中還有一些事項(xiàng)時(shí)需要注意的：1、試劑空白的吸光度應(yīng)不超過0.030；2、納氏試劑中碘化汞與碘化鉀的比例，對(duì)顯色反應(yīng)的靈敏度有很大影響。靜置后生成的沉淀應(yīng)除去或者在配

31、制時(shí)為了加快反應(yīng)速度、節(jié)省配制時(shí)間、可低溫加熱進(jìn)行，防止HgI2紅色沉淀的提前出現(xiàn)；43、酒石酸鉀鈉試劑中銨鹽含量較高時(shí)，僅加熱煮沸或加納氏試劑沉淀不能完全除去氨。此時(shí)采用加入少量氫氧化鈉溶液，煮沸蒸發(fā)掉溶液體積的20%-30%，冷卻后用無氨水稀釋至原體積；4、濾紙中常含痕量銨鹽，使用時(shí)注意用無氨水洗滌。所用玻璃器皿應(yīng)避免實(shí)驗(yàn)室空氣中氨的玷污。納氏試劑比色法對(duì)水質(zhì)的要求也比較高，水中顏色和渾濁都會(huì)影響比色。實(shí)驗(yàn)中配制的納氏試劑是有毒的，操作中不規(guī)范的操作會(huì)對(duì)人體造成危害，因此在實(shí)驗(yàn)中需要帶口罩和手套。3流動(dòng)注射法測(cè)定水中氨氮3.1方法原理樣品與水楊酸鈉和二氯異氰尿酸鈉（DCI）反應(yīng)生成藍(lán)色化合

32、物在660nm波長下檢測(cè)。硝普鈉作為催化劑。另一種可選擇的試劑是酚鹽。MT7的透析器適用于高濃度范圍，可以消除有色物質(zhì)和懸浮顆粒的干擾。本實(shí)驗(yàn)中是用的水楊酸鈉試劑。連續(xù)流動(dòng)注射分析儀的流程圖：圖3-1 連續(xù)流動(dòng)注射法流程圖3.2實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備3.2.1實(shí)驗(yàn)儀器AA3型連續(xù)流動(dòng)分析儀（德國BRAN+LUEBBE）是模塊化設(shè)計(jì)，主要由采樣器、泵、化學(xué)模塊及數(shù)字比色計(jì)組成。1、采樣器采樣器用于吸取樣品和標(biāo)準(zhǔn)溶液，下列采樣器適用于AutoAnalyzer3（1）二維采樣器二維采樣器是節(jié)省空間的隨機(jī)采樣器，有100個(gè)杯位?？捎糜?jì)算機(jī)控制或通過一個(gè)嵌入鍵盤和液晶面板進(jìn)行手動(dòng)操作。（2）xyz 采樣器這是一種大容

33、量隨機(jī)存取采樣器。xyz采樣器有270或540個(gè)樣杯并可使用各種不同的樣品杯與試管。7本實(shí)驗(yàn)中使用的流動(dòng)注射分析儀是使用的二維采樣器。2、AA3泵AA3的泵是一種高精度蠕動(dòng)泵，將樣品、試劑及空氣泡按確定的流量泵入系統(tǒng)中。如圖3-2所示。圖3-2 AA3泵3、AA3化學(xué)模塊化學(xué)模塊包含反應(yīng)需要的全部組成例如：混合圈、加熱池、鎘柱等等。每個(gè)方法的組件安裝在一個(gè)分析模塊上，一個(gè)分析盒支持2個(gè)化學(xué)模塊。氨氮分析模塊見圖3-3.圖3-3 AA3化學(xué)模塊4、AA3數(shù)字比色計(jì)6數(shù)字比色計(jì)包含檢測(cè)器和AA3的所有模塊的電子控制單元。標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)器是一個(gè)分光光度計(jì)。一個(gè)數(shù)字比色計(jì)可以安裝1個(gè)或2個(gè)光度計(jì)（1-通道

34、和2-通道的數(shù)字比色計(jì)）。見圖3-4。圖3-4 AA3數(shù)字比色計(jì)AA3數(shù)字比色計(jì)主要有以下幾個(gè)特征：（1）光度計(jì)分為樣品光束和參比光束；（2）小體積的比色池（10mm）可與除泡器使用，也可不與除泡器使用。利用軟件除泡可以增加分析速度，減小試劑的消耗；（3）波長范圍為420-900nm；（4）1:2000000的數(shù)字分辨率為最高和最低信號(hào)測(cè)量提供了廣泛的范圍，從而得到低檢測(cè)限，并減少稀釋的需要；（5）測(cè)量信號(hào)的數(shù)字式輸出防止了外部干擾；（6）通過AACE軟件的自動(dòng)基線和自動(dòng)靈敏度的調(diào)節(jié)，操作簡單；（7）安裝和操作簡單；（8）漏液可以被排水管安全地排出數(shù)字比色計(jì)。3.2.2實(shí)驗(yàn)試劑a緩沖溶液（BU

35、FFER）：溶解40 g檸檬酸鈉在600 mL去離子水中，稀釋到1 L，混合均勻并加入1mL 22% 聚氧乙烯月桂醚（Brij-35）溶液。每周更新。b水楊酸鈉 （SODIUM SALICYLATE）：溶解40 g水楊酸鈉在約600 mL去離子水中，加入1 g硝普鈉，稀釋到1 L并混合均勻。每周更新。c二氯異氰尿酸鈉溶液 (DCI)：溶解20 g氫氧化鈉和3 g DCI在約600 mL去離子水中?；旌暇鶆虿⑾♂尩? L?？煞€(wěn)定1周。d儲(chǔ)備氨氮標(biāo)準(zhǔn), 1000 mg/L:溶解4.717g硫酸銨在約600mL去離子水中，稀釋到1L并混合均勻。實(shí)驗(yàn)步驟儀器調(diào)試按儀器的說明說安裝分析系統(tǒng)、設(shè)定工作參數(shù)

36、、操作儀器。然后打開機(jī)器、模塊、泵、進(jìn)樣池、比色池，先用水代替試劑，檢查整個(gè)分析流路的密閉性及液體流動(dòng)的順暢性。帶待基線走穩(wěn)后（約15min），系統(tǒng)開始進(jìn)試劑，待基線再次走穩(wěn)后，進(jìn)行下面操作。設(shè)立分析新分析體系a、體系：（1）分析名稱（氨氮測(cè)定）（2）每小時(shí)進(jìn)樣數(shù)（以方法推薦數(shù)為準(zhǔn)，本實(shí)驗(yàn)中氨氮為50）（3）樣品對(duì)沖洗（一般為2或以下，本實(shí)驗(yàn)中設(shè)為2）（4）將不用通道刪除（本實(shí)驗(yàn)中刪除了通道4-2、4-3、4-4）b、選擇通道：（1）方法（寫出項(xiàng)目名稱）（2）基線校正、漂移校正（3）平滑(一般設(shè)為16)（4）單位（選取單位為mg/L）（5）延遲時(shí)間（知道時(shí)可選）（6）反化學(xué)（對(duì)于CODMn、C

37、ODCr選擇，本實(shí)驗(yàn)中不用選擇）c、杯序設(shè)置：（1）P 杯位選標(biāo)線濃度最大（2）漂移（D） 杯位選標(biāo)線中倒數(shù)第三個(gè)或者倒數(shù)第二個(gè)杯（本實(shí)驗(yàn)中設(shè)為標(biāo)線濃度為4mg/L）（3）Null（0） 杯位選0或者不選（4）校正 即標(biāo)準(zhǔn)曲線（5）漂移（D） 杯位選取同（2）（6）基線（7）樣品 選擇S（有多少樣品設(shè)置多少樣品）（8）漂移（D） 杯位選取同（2）（9）Null（0） 杯位選取同（3）（10）結(jié)束（End）d、調(diào)節(jié)燈能量和增益：（1）點(diǎn)圖表開始運(yùn)行基線，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊運(yùn)行圖，然后調(diào)節(jié)燈能量（2）點(diǎn)擊自動(dòng)進(jìn)樣即樣品選擇標(biāo)線中濃度最大試管進(jìn)樣2min以上，并選Cup0，出峰后點(diǎn)擊增益調(diào)節(jié)分別移取適量的

38、氨氮標(biāo)準(zhǔn)使用液，用水稀釋定容至100mL，制備6個(gè)濃度標(biāo)準(zhǔn)系列。氨氮濃度分別為：0.00mg/L、0.02mg/L、1.00mg/L、2.00mg/L、4.00mg/L、10.00mg/L。量取適量標(biāo)準(zhǔn)系列流動(dòng)注射法儀器參數(shù)表3-2 儀器參數(shù)工作參數(shù)設(shè)定值工作參數(shù)設(shè)定值濾光片波長660nm試劑吸收0.05進(jìn)樣速率50個(gè)/h延遲時(shí)間10min進(jìn)樣：清洗比5:13.3數(shù)據(jù)分析3.3.1校準(zhǔn)曲線的繪制分別移取適量的氨氮標(biāo)準(zhǔn)使用液，用水稀釋定容至100mL，制備6個(gè)濃度標(biāo)準(zhǔn)系列。氨氮濃度分別為：0.00mg/L、0.02mg/L、1.00mg/L、2.00mg/L、4.00mg/L、10.00mg/L

39、。量取適量標(biāo)準(zhǔn)系列，至于樣品杯中，由進(jìn)樣器按程序依次從低濃度到高濃度取樣、測(cè)定信號(hào)值為縱坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的氨氮濃度（以N計(jì)，mg/L）為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。a、標(biāo)準(zhǔn)曲線方程表3-3 FIA標(biāo)準(zhǔn)曲線方程標(biāo)準(zhǔn)曲線方程abR2y=bx+a-7.1254E-0012.3215E-0040.9998-7.8483E-0012.1376E-0040.9998-8.9258E-0012.3093E-0040.9988-5.1302E-0011.9394E-0040.9998-5.7076E-0011.6692E-0041.0000-7.2110E-0011.8205E-0040.9999-7.1193E-001

40、1.6476E-0040.9997b、標(biāo)準(zhǔn)曲線圖3-5連續(xù)流動(dòng)注射法標(biāo)準(zhǔn)曲線3.3.3水樣的測(cè)定按照與繪制校準(zhǔn)曲線相同的條件，進(jìn)行試樣的測(cè)定。（若試樣氨氮含量超出校準(zhǔn)曲線檢驗(yàn)范圍，應(yīng)取適量試樣稀釋后上機(jī)測(cè)定。）a、地表水中氨氮濃度測(cè)定表3-4第一次地表水水中氨氮濃度測(cè)定A水樣B水樣C水樣D水樣E水樣F水樣G水樣濃度(mg/L)1.2124.9523.7982.5447.0526.8966.125以上水樣均取自學(xué)校附近的地表水。A水樣 老校區(qū)九曲橋小池塘B水樣 新校區(qū)教學(xué)樓C幢前河水C水樣 逸夫樓前河水D水樣 圖書館前河水E水樣 老校區(qū)女生宿舍樓后河水F水樣 新校區(qū)5組團(tuán)男生宿舍樓前河水G水樣

41、新校區(qū)3組團(tuán)女生宿舍樓旁河水表3-5第二次地表水水中氨氮濃度測(cè)定A水樣B水樣C水樣D水樣E水樣濃度(mg/L)8.9258.9869.2778.3458.999以上水樣均取自學(xué)校附近的地表水。表3-6第三次地表水水中氨氮濃度測(cè)定A水樣B水樣C水樣D水樣E水樣F水樣濃度(mg/L)9.4749.6629.6529.7979.3399.528以上水樣均取自學(xué)校附近的地表水。表3-7第四次地表水水中氨氮濃度測(cè)定A水樣B水樣C水樣D水樣E水樣F水樣濃度(mg/L)0.2300.2420.2230.1700.1890.218表3-8第五次地表水水中氨氮濃度測(cè)定A水樣B水樣C水樣D水樣E水樣F水樣濃度(m

42、g/L)1.9642.0141.9511.9352.0712.010以上水樣均取自學(xué)校附近的地表水。b、工業(yè)廢水及生活污水中氨氮濃度測(cè)定表3-9第一次工業(yè)廢水及生活污水中氨氮濃度測(cè)定A水樣B水樣C水樣D水樣E水樣F水樣G水樣濃度(mg/L)0.5250.6651.1584.5493.8939.2319.793c、地下水中氨氮濃度測(cè)定表3-10第一次地下水水中氨氮濃度測(cè)定A水樣B水樣C水樣D水樣E水樣濃度(mg/L)0.1130.1240.1270.1450.119d、稻田水中氨氮濃度測(cè)定表3-11第一次稻田水水中氨氮濃度測(cè)定A水樣B水樣C水樣D水樣E水樣濃度(mg/L)0.5521.5235.

43、9863.8548.465以上水樣均采自常州。A和B水樣采樣點(diǎn)是奔牛鎮(zhèn)C水樣采樣點(diǎn)是金壇D和E水樣采樣點(diǎn)是溧陽表3-12第二次稻田水水中氨氮濃度測(cè)定A水樣B水樣C水樣D水樣E水樣濃度(mg/L)1.7631.5422.0063.1453.026以上水樣均采自常州。3.3.4精密度及準(zhǔn)確度a、加標(biāo)回收率見下表表3-13加標(biāo)回收率次數(shù)加標(biāo)后溶度（mg/L）標(biāo)準(zhǔn)物加入體積（ml）標(biāo)準(zhǔn)物溶度（mg/L）原水樣溶度（mg/L）加標(biāo)回收率（%）11.1632100.701115.521.0920.69599.331.0640.70589.841.1030.71198.051.1250.698106.861

44、.1590.692116.8回收率為89.8%116.8。3.4流動(dòng)注射法實(shí)驗(yàn)小結(jié)流動(dòng)注射法有以下優(yōu)點(diǎn)：a、全自動(dòng)操作；b、低的檢測(cè)限；c、高精度和重復(fù)性；d、低的試劑消耗；e、根據(jù)方法每小時(shí)分析40 100樣品；f、方法轉(zhuǎn)換時(shí)可快速地洗凈；g、使用自動(dòng)稀釋閥，可以自動(dòng)稀釋并重新分析超標(biāo)樣品。特別是水樣特別多的時(shí)候，用流動(dòng)注射法很節(jié)省時(shí)間，而且是自動(dòng)進(jìn)樣，降低了實(shí)驗(yàn)人員接觸藥劑的機(jī)會(huì)。不過儀器運(yùn)行需要注意的事項(xiàng)還是挺多的：a、運(yùn)行中不可以移開比色計(jì)的罩，因?yàn)槠涔鈺?huì)干擾測(cè)量；b、運(yùn)行中確保試劑和清洗水的充足；c、防止廢液溢出；d、廢液管應(yīng)盡可能的短，大約與工作臺(tái)等高，不要沒入液體，否則系統(tǒng)壓力

45、會(huì)變化；e、運(yùn)行前，檢查氣泡形狀，氣泡必須是規(guī)則大小和間隔，前后呈圓形；f、每天用初始杯檢查每一方法的靈敏度并與方法中給出的結(jié)果進(jìn)行比較；g、每當(dāng)使用新配置的試劑或懷疑某種試劑時(shí)，檢查試劑對(duì)水的吸收并與方法中給出的結(jié)果比較；h、操作200小時(shí)更換泵管，或根據(jù)需要更短些時(shí)候跟換（如，使用強(qiáng)試劑）；i、不要在泵高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)讀取靈敏度值，因?yàn)榻档蜏魰r(shí)間可能導(dǎo)致不完全的化學(xué)反應(yīng)，從而給出不準(zhǔn)確的吸光度；j、不要在強(qiáng)酸、或強(qiáng)堿(高于2N)下使用泵高速。10方法中使用強(qiáng)試劑，先用水沖洗，并使用正常泵速度。當(dāng)所有強(qiáng)試劑泵出泵管后，可以將泵切換到高速。這樣可以避免腐蝕性試劑因接口松動(dòng)而濺散。系統(tǒng)也需要維護(hù)與保

46、養(yǎng)，每周，或每次試劑或泵管更換的時(shí)候，檢查試劑吸收和靈敏度；移動(dòng)空氣閥下的空氣管，壓住新的部分；檢查泵管，假如損壞或有污垢，更換新泵管。更換儀器東西時(shí)要小心，因?yàn)槔锩娴臇|西價(jià)格比較高，損壞了更換的代價(jià)比較大，比如空氣管、透析膜、泵管，在使用流動(dòng)注射儀中也遇到了許多故障，比如出現(xiàn)了不正常的氣泡，正常氣泡應(yīng)如下：氣泡必須是一樣大小、同樣的形狀和同樣的相隔距離；氣泡在塑料管中前后必須為圓形，后來發(fā)現(xiàn)時(shí)因?yàn)樵噭┕芪肓丝諝猓瑘D表有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)問題，比如基線向下漂移，后來發(fā)現(xiàn)時(shí)因?yàn)橐郧暗奈廴疚镎诒幌闯?；運(yùn)行后基線抬高（見圖3-2），可能是因?yàn)樵噭┎患儭⒘魍ǔ赜谐练e物、流通池帶有氣泡：細(xì)微的氣泡貼附于流通

47、池的頂部；靈敏度向下漂移（見圖3-3），大部分原因是新老試劑混合時(shí)濃度有差異，我們?cè)谠噭┻M(jìn)樣前先搖晃試劑；在運(yùn)行的結(jié)尾抬高、但是慢慢地降低基線（見圖3-4），是因?yàn)檫M(jìn)樣器洗液被取樣針中的樣品污染，我們可以檢查洗液的流速?？傊?，流動(dòng)注射法進(jìn)樣前的準(zhǔn)備工作和設(shè)置必須要做好，這個(gè)很重要，直接影響后面的數(shù)據(jù)的。 圖3-2運(yùn)行后基線抬高 圖3-3靈敏度向下漂移圖3-4運(yùn)行的結(jié)尾抬高慢慢地降低基線4流動(dòng)注射法與納氏試劑比色法比較4.1兩種方法測(cè)定水樣中氨氮的比較4.1.1F檢驗(yàn)分別用連續(xù)流動(dòng)注射法和納氏試劑比色法測(cè)定同一水樣中氨氮的含量（mg/L）,分析結(jié)果如表4-1所示。表4-1兩種方法測(cè)定水樣中氨氮的

48、含量測(cè)定次序納氏試劑比色法連續(xù)流動(dòng)注射法19.4859.47429.6739.66239.7549.65249.8079.79759.5129.33969.5409.528平均9.6299.575利用化學(xué)計(jì)量學(xué)統(tǒng)計(jì)知識(shí)得出，由納氏試劑比色法分析該水樣的樣品標(biāo)準(zhǔn)偏差為：S1=0.1353，由流動(dòng)注射法分析該水樣的樣品標(biāo)準(zhǔn)偏差為：S2=0.1619，則。若給定顯著水平=0.05，查F分布臨界值表得F0.05（5.5）=5.05.則F小于F0.05（5.5）。因此，可以認(rèn)為這兩種測(cè)定方法具有相同的精密度。4.1.2t檢驗(yàn)利用化學(xué)計(jì)量學(xué)計(jì)算t檢驗(yàn)的t值： =0.627自由度為10，若給定顯著水平=0.

49、05，則查t分布臨界表得t（0.05,10）=2.23。由于實(shí)驗(yàn)得到的t值小于t（0.05,10）（臨界值），因此，可以認(rèn)為這兩種測(cè)定方法測(cè)得的結(jié)果沒有顯著性差異。4.1.3實(shí)際樣品分析實(shí)驗(yàn)采用納氏試劑比色法和連續(xù)流動(dòng)注射分析法，對(duì)各種水樣的氨氮含量測(cè)定作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，兩種分析方法的檢測(cè)結(jié)果見表4-2。表4-2地表水樣品分析結(jié)果數(shù)據(jù)比較水樣編號(hào)納氏試劑比色法測(cè)量值(mg/L)流動(dòng)注射法測(cè)量值（mg/L）相對(duì)偏差（%）地表水11.4571.212-9.179地表水25.5384.952-5.586地表水33.4983.7984.112地表水42.9882.544-8.026地表水56.1837.05

50、26.566地表水67.4186.896-3.647地表水75.5386.1255.033地表水88.8418.9250.473地表水98.4928.9862.826地表水108.3319.2775.373地表水118.0628.3451.725地表水128.4388.9993.217地表水139.4859.474-0.058地表水149.6739.662-0.057地表水159.7549.652-0.527地表水169.8079.797-0.051地表水179.5129.339-0.918地表水189.5409.528-0.063地表水190.2500.230-4.167地表水200.248

51、0.242-1.224地表水210.2340.223-2.407地表水220.2530.170-19.622地表水230.2580.189-15.436地表水240.2640.218-9.544地表水252.2631.964-7.074地表水262.1552.014-3.382地表水272.1011.951-3.702地表水282.1821.935-6.000地表水292.0482.0710.558地表水302.1552.010-3.481地表水的相對(duì)偏差：-19.622% 6.566%。表4-3工業(yè)廢水及生活污水中樣品分析結(jié)果數(shù)據(jù)比較水樣編號(hào)納氏試劑比色法測(cè)量值(mg/L)流動(dòng)注射法測(cè)量值（mg/L）相對(duì)偏差（%）工業(yè)廢水及生活污水10.7360.525