三氮指標測定與水中亞硝酸鹽氮的測定

1三氮指標測定重慶醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院代興碧2011-05-162三氮指標測定主要內(nèi)容一、概述(一)三氮指標的概念(二)衛(wèi)生學意義(三）三氮指標的一般情況（四）三氮物質對人體健康的影響及衛(wèi)生標準（五）樣品的采集和保存（六）測定方法二、水中亞硝酸鹽氮的測定3重點內(nèi)容：水中亞硝酸鹽氮的測定4三氮指標測定一、概述

(一)三氮指標的概念1.氨氮(NH3—N，ammonianitrogen)氨氮（NH3-N）即以氨（NH3

）形式存在的氮（N）。測定的是氨（NH3），但測定結果以氮的量表示出來(N,mg/L)

。5三氮指標測定2.亞硝酸鹽氮(NO2－—N，nitritenitrogen)亞硝酸鹽氮（NO2－-N）即以亞硝酸鹽（NO2－）形式存在的氮（N）。測定的是亞硝酸鹽（NO2－），但測定結果以氮的量表示出來(N,mg/L)

。3.硝酸鹽氮(NO3－—N，nitratenitrogen)硝酸鹽氮（NO3－-N）即以硝酸鹽（NO3－）形式存在的氮（N）。測定的是硝酸鹽（NO3－），但測定結果以氮的量表示出來(N,mg/L)

。6三氮指標測定（二）衛(wèi)生學意義

有機物中含氮有機物最不穩(wěn)定，最初進入水中時，多是復雜的有機氮形式，例如，各種蛋白質等。受微生物作用后，逐漸分解成多肽、氨基酸、氨（NH4+）、亞硝酸鹽（NO2－）、硝酸鹽（NO3－）。蛋白質→多肽→氨基酸→氨→亞硝酸鹽→硝酸鹽尿素→氨→亞硝酸鹽→硝酸鹽這樣一個過程是有機物無機化的過程，也是河流自凈的過程。在這個過程中，如果由于人畜糞便污染而存在致病微生物，也能逐漸消除。所以，測定各類含氮化合物可以了解水源被含氮有機物污染的情況，并協(xié)作了解水源自凈的情況和致病微生物是否消除的情況。7三氮指標測定用三氮指標進行水質衛(wèi)生學評價可參考下表：8三氮指標測定表

三種含氮化合物在水中出現(xiàn)的意義

NH3-N

NO2－-NNO3－-N意義

+0.05～0.5

-

0.01少

-≤1.0少

表示水新近被污染

+0.05～0.5+0.01～0.3

-≤1.0少

表示新近被污染，分解正在進行

+0.05～0.5+0.01～0.3+＞1.0多

以前被污染，已開始分解并仍有新污染

-≤0.05少+0.01～0.3-≤1.0少

水中污染物已分解，趨向自凈

+0.05～0.5

-0.01少+＞1.0多

污染物分解已完成，現(xiàn)又有污染

-≤0.05少+0.01～0.3+＞1.0多

污染物已分解，但未完全自凈,

或是硝酸鹽還原成還原成亞硝酸鹽

-≤0.05少-0.01少+＞1.0多

水中污染物都已分解達到了凈化

-≤0.05少-0.01少-≤1.0少清潔水注：“+”表示出現(xiàn)?！?”表示沒有出現(xiàn)。（二）衛(wèi)生學意義9三氮指標測定(三）三氮指標的一般情況1.氨氮(NH3—N，ammonianitrogen)氨氮(NH3—N，ammonianitrogen)以游離氨(NH3，也稱非離子氨)或銨鹽(NH4+)的形式普遍存在于地下水及地面水中，其存在形式取決于水體的酸堿度。未受污染的地下水中氨氮含量一般低于0.2mg／L，地表水中氨氮含量比地下水高。用氯胺消毒的飲水可產(chǎn)生微量氨氮。由于生活污水中含氮有機物受微生物作用可產(chǎn)生大量氨氮，人畜糞便和某些工業(yè)廢水中尿素和氨的含量很高，所以水體受生活污水、人畜糞便、以及某些工業(yè)廢水污染后，氨氮濃度將明顯增加。除此之外水中的亞硝酸鹽在氧氣不足的條件下亦可受微生物作用還原成氨，水中尿素也可轉變成氨氮。10三氮指標測定2.亞硝酸鹽氮(NO2－—N，nitritenitrogen)亞硝酸鹽氮是含氮有機物受細菌作用分解的中間產(chǎn)物，在水中不穩(wěn)定，在氧和微生物的作用下易被氧化成硝酸鹽，在缺氧條件下也可被還原為氨。水中N02－—N的來源主要為生活污水中含氮有機物的分解和化肥、酸洗等工業(yè)廢水，此外農(nóng)田排水也可引入較高濃度的NO2－。未受污染地面水中亞硝酸鹽氮一般低于0.1mg／L，某些地下水可能會由于地層結構的還原作用出現(xiàn)較高濃度的亞硝酸鹽。11三氮指標測定定3.硝酸鹽氮(NO3－—N，nitratenitrogen)硝酸鹽氮是含含氮有機化合合物的在水體體中的最終氧氧化產(chǎn)物。環(huán)環(huán)境水體中硝硝酸鹽的污染染來源除硝酸酸鹽類化肥使使用和生活污污水、生活垃垃圾、生產(chǎn)含含氮廢棄物與與人畜糞便等等的自然降解解過程外，空空氣中氧化氮氮污染物經(jīng)降降水淋溶后形形成的硝酸鹽鹽也是重要的的污染來源。。地表水中硝酸酸鹽氮含量一一般較低，但但某些地下水水中含量很高高。12三氮指標測定定（四）三氮物物質對人體健健康的影響及及衛(wèi)生標準1.氨氮對魚類等水生生生物有毒害害作用。我國國《漁業(yè)水質標準準》、《地表水環(huán)境質質量標準》規(guī)定I~Ⅲ類水中游離氨氨的濃度不得得超過0.02mg／L,Ⅳ~Ⅴ類水不得超過過0.2mg/L。對人體健康的的影響較小，，我國《生活飲用水衛(wèi)衛(wèi)生規(guī)范》(2001)未規(guī)定限量指指標，世界衛(wèi)生組織織和一些發(fā)達達國家規(guī)定飲飲用水中氨氮氮含量不得超超過0.5mg／L。13三氮指標測定定2.亞硝酸鹽可將低鐵血紅紅蛋白氧化成成高鐵血紅蛋蛋白，使之失失去輸送氧的的能力。在酸性介質中中亞硝酸鹽可可與二級胺類類形成致癌物物亞硝胺。反應式如下：：（仲胺）（（亞硝酸酸）亞亞硝胺14三氮指標測定定一般飲水中亞亞硝酸鹽氮含含量很低，不不會對人體健健康產(chǎn)生影響響。某些地下下水可能會由由于地層結構構的還原作用用出現(xiàn)較高濃濃度的亞硝酸酸鹽。我國《生活飲用水衛(wèi)衛(wèi)生規(guī)范》(2001)未對NO2－—N作出限量要求求。我國《地面水環(huán)境質質量標準》規(guī)定I類水中亞硝酸酸鹽氮含量≤≤0.06mg／L，Ⅱ類水≤0.1mg／L；Ⅲ類水≤0.15mg／L；Ⅳ~V類水≤1.0mg／L。15三氮指標測定定3.硝酸鹽氮對人健康的影影響與亞硝酸酸鹽一樣，因因為進入體內(nèi)內(nèi)的硝酸鹽也也可被還原為為亞硝酸鹽。。亞硝酸鹽與與人體血液作作用，形成高高鐵血紅蛋白白，從而使血血液失去攜氧氧功能，另外外可與二級胺胺類形成致癌癌物亞硝胺。。一般飲水中硝硝酸鹽氮均可可檢出，我國《生活飲用水衛(wèi)衛(wèi)生規(guī)范》(2001)規(guī)定其含量不不得超過20mg／L。16三氮指標測定定（五）樣品的的采集和保存存1.用于氨氮檢測測的水樣需用用聚乙烯瓶或或玻璃瓶采集集。水中氨氮的穩(wěn)穩(wěn)定性差，一一般要求采樣樣后立即測定定。如不能立立即測定，須須在每升水樣樣加入0.8ml濃硫酸(調(diào)pH≤2)，于4℃冰箱保存，酸酸化樣品應注注意防止空氣氣中氨的污染染。17三氮指標測定定2.亞硝酸鹽氮的的水樣采集可用玻璃瓶或或聚乙烯塑料料瓶，采樣后后應盡快測定定，以避免細細菌將亞硝酸酸鹽還原成氨氨。若不能立立即測定，可可于每升水樣樣中加入40mg氯化汞抑菌，，并置4℃冰箱閉光保存存，可穩(wěn)定1~2d。18三氮指標測定定3.用于硝酸鹽氮氮測定的水樣樣需用玻璃瓶或或聚乙烯瓶采采集，采樣后后應盡快測定定。如不能及及時測定，為為了抑止微生生物活動對氮氮平衡的影響響，需于每升升水樣中加入入0.8m1濃硫酸，并于于0~4℃保存，24h內(nèi)完成測定。。19三氮指標測定定（六）測定方方法1.水中氨氮測定定方法較多。納氏試劑光度度法是最經(jīng)典的測測定方法，該該法操作簡便便、靈敏度較較高，適應范范圍廣，但該該法需使用有有毒試劑四碘碘汞鉀和強堿堿，對操作人人員和環(huán)境影影響大，現(xiàn)在在使用得較多多的是酚鹽光度法和和水楊酸光度度法。酚鹽法也是氨氨氮測定的經(jīng)經(jīng)典方法，國國際標準化組組織(InternationaIStand．a(chǎn)rdOrganization，ISO)和我國已分別別將水楊酸光光度法列為推推薦方法和標標準方法。此外，水中氨氨氮測定方法法還有氨電極法、離離子色譜法、、蒸餾一滴定定法和氨氮在在線自動檢測測法等。20三氮指標測定定2.水中亞硝酸鹽鹽氮的測定方方法主要有光度法法、離子色譜譜法和示波極極譜法等。而應用最廣泛泛的是重氮化化偶合光度法法，該法簡便便快速，靈敏敏度高，但色色度和濁度對對測定有干擾擾。該法是我國國水質檢驗標標準方法。離子色譜法簡簡便快速，可同時測定包包括亞硝酸根根、硝酸根、、硫酸根、氯氯離子和氟離離子等多種陰陰離子，但需需要離子色譜譜儀，分析成成本較高。示示波極譜法簡簡便快速，靈靈敏度高，水水樣色度和濁濁度對測定基基本無干擾。。21三氮指標測定定3.水中硝酸鹽氮氮的測定方法有紫外光光度法、離子子選擇性電極極法、光度法法、離子色譜譜法和示波極極譜法等。我我國衛(wèi)生部《生活飲用水衛(wèi)衛(wèi)生規(guī)范》(2001)規(guī)定的標準檢檢驗方法是麝麝香草酚光度度法、鎘柱還還原法、紫外外光度法和離離子色譜法。。22二、亞硝酸鹽鹽氮的測定見P951.原理2.消除干擾3.試劑的配制4.測定亞硝酸鹽鹽氮5.測定亞硝酸鹽鹽氮的有關計計算23N-（1-萘基）—乙烯二胺分光光光度法(又叫重氮化偶偶合分光光度度法)分光光度法的的方法名稱一一般用顯色劑劑的名稱命名名1.原理在pH值1.7以下，水中亞亞硝酸鹽與對對氨基苯磺酰酰胺發(fā)生重氮化反應，再再與鹽酸N-（1-萘基）—乙烯二胺（又叫鹽酸萘乙二胺））產(chǎn)生偶合反應應，生成紫紅紅色的偶氮染染料，比色定量。24N-（1-萘基）—乙烯二胺分光光光度法2.消除干擾有些金屬離子子如鐵、鉛、、汞、銀等含含量較高時，，

在測定中中會產(chǎn)生沉淀淀，二價銅離離子能催化分分解重

氮鹽鹽而產(chǎn)生干擾擾，必要時可可加入適量EDTA，使其

與上上述金屬離子子形成配合物物來消除干擾擾；若水樣渾渾濁或色度度較大，可加加入氫氧化鋁鋁懸浮液，利利用

混凝沉沉淀的原理消消除干擾。25N-（1-萘基）—乙烯二胺分光光光度法3.試劑（1）實驗用水均均為無亞硝酸酸鹽水。無亞亞硝酸鹽水于于純水中中加入少許高高錳酸鉀晶體體，使呈紅色色，再加氫氧氧化鈉，使呈呈堿性，置于于全玻璃蒸餾餾器中重蒸餾餾，棄去50ml初餾液，收集集中間70%部分。

（2）0.05mol/L(1/5KMnO4)高錳酸鉀溶液液稱取高高錳酸鉀1.6g，溶于1.2L無亞硝酸鹽水水中，煮沸30min，使體積減少少至1L左右，放置過過夜，用G3型玻砂漏斗過過濾，濾液貯貯于棕色瓶中中保存。（（3）0.0500mol/L（1/2Na2C2O4）草酸鈉標準準溶液稱稱取經(jīng)105℃干燥2h的草酸鈉3.3500g，溶于無亞硝硝酸鹽水中，，并定容于1L容量瓶中。26N-（1-萘基）—乙烯二胺分光光光度法（4）亞硝酸鹽氮標標準儲備液準準確稱取亞硝硝酸鈉(NaNO2)1.2321g，溶于無亞硝硝酸鹽水中，，并稀釋至1L，加入氯仿1ml，其亞硝酸鹽鹽氮的濃度為為（NO－2-N，）0.25mg/ml。（5）亞硝酸鹽氮氮標準應用溶溶液臨用用前，將上述述貯備溶液用用無亞硝酸鹽鹽水稀釋成1ml含0.1μgNO－2-N的標準溶液（（先稀釋成1ml含50.0μgNO－2-N的中間溶液））。（6）對氨基苯磺磺酰胺溶液稱稱取對氨氨基苯磺酰胺胺5g，溶于350ml1+6鹽酸溶液中，，用無亞硝酸酸鹽水稀釋至至500ml，此溶液可穩(wěn)穩(wěn)定數(shù)月。27N-（1-萘基）—乙烯二胺分光光光度法（7）鹽酸N-（1-萘基）—乙烯二胺溶液液稱取0.5g鹽酸N-（1-萘基）—乙烯二胺，溶溶于500ml無亞硝酸鹽水水中，貯于棕棕色瓶內(nèi)，于于冰箱內(nèi)保存存，可穩(wěn)定數(shù)數(shù)周。如變?yōu)闉樯钭厣?，則則應重配，本本試劑有毒，，避免與皮膚膚接觸或吸入入體內(nèi)。（8）氫氧化鋁懸懸浮液稱稱取化學純硫硫酸鋁鉀[KAl(SO4)2·12H2O]125g,或硫酸鋁銨[NH4Al(SO4)2·12H2O]125g,溶于1L無亞硝酸鹽水水中。加熱至至60℃，緩緩加入濃濃氨水55ml，使成氫氧化化鋁沉淀。充充分攪拌后靜靜置，棄去上上清液，反復復用無亞硝酸酸鹽水洗滌沉沉淀至傾出液液無Cl－（用硝酸銀檢檢查）為止，，最后加入無無亞硝酸鹽水水30ml,使成懸浮液。。使用前振蕩蕩均勻。（9）磷酸28N-（1-萘基）—乙烯二胺分光光光度法4.測定亞硝酸鹽鹽氮（1）取水樣（或或經(jīng)處理后的的水樣）50.0ml，置于50ml比色管中。（2）另取50ml比色管5-7支，分別加入入亞硝酸鹽氮氮標準應用溶溶液0ml、0.50ml、1.00ml、2.50ml、5.00ml、7.50ml和12.50ml，加無亞亞硝酸鹽鹽水至50ml標線。（3）向水樣樣及標準準管中分分別加入入對氨基基苯磺酰酰胺溶液液1.0ml，搖勻后后，放置置2min~8min。加入鹽鹽酸N-（1-萘基）—乙烯二胺胺溶液1.0ml，立即混混勻，靜靜置10min。29N-（1-萘基）—乙烯二胺胺分光光光度法（4）顯色后后，在2h內(nèi)于波長長540nm處，用1cm比色皿，，以無亞亞硝酸鹽鹽水為參參比，測測量吸光光度。若若亞硝酸酸鹽氮濃濃度低于于4μg/L時，用3cm比色皿。。（5）若水樣樣經(jīng)處理理，則以以無亞硝硝酸鹽水水代替水水樣，作作全程序序空白測測定。（（6）繪制亞亞硝酸鹽鹽氮含量量（μg）對吸光光度(A)的校準曲曲線。將將水樣樣的吸光光度減去去空白的的吸光度度，再從從校準曲曲線上查查出亞硝硝酸鹽氮氮含量(μg)。31N-（1-萘基）—乙烯二胺胺分光光光度法用表格概概括如下下表：見見后32標準系列列空白鐘10分靜置混勻，8min＿2min靜置混勻1.001.001.001.001.001.001.001.001.00鹽酸萘乙二胺(ml)1.001.001.001.001.001.001.001.001.00對氨基苯磺酰胺溶液(ml)？？1.000.750.500.250.100.050N氮量(μg)50ml容至水定氮酸鹽亞硝用無(ml)空白液50ml樣品液50ml10.007.505.002.501.000.500標準應用液1ml=0.1μg空白液樣品液6543210編號33比色定量量在波長540nm處，，用1cm比色色皿，以以溶劑調(diào)調(diào)零，測測量吸光光度，記記錄吸光光度值。。34注意：1.樣樣品的的測定和和標準系系列的測測定應同同時進行行，以盡盡量保證證實驗條條件的一一致性。。2.鹽鹽酸萘萘乙二胺胺有毒，，勿將比比色液弄弄在手上上。35方法靈敏度和和檢測上上限：本法最低低檢出量量為0.05μμgNO2－-N，若若取50ml水水樣測定定，則最最低檢出出濃度為為0.001mg/L，測定定上限為為0.20mg/L。。365.測定亞硝硝酸鹽氮氮的有關關計算（1）配制標標準溶液液的計算算（2）水樣中中被測物物質含量量的計算算1）繪制標準準曲線的的方法2）用最小二二乘法公公式求回回歸方程程的方法法①用公式計計算的方方法②用計算器器計算的的方法（3）是水樣樣亞硝酸酸鹽氮(N,mg/L)的計算375.測定亞硝硝酸鹽氮氮的有關關計算（1）配制標標準溶液液的計算算①已知重量量和配制的體積，求濃度是是多少？？這里有一一個考點點，即對亞硝硝酸鹽氮氮的概念念的理解解。亞硝硝酸鈉(NaNO2)的分子量量為69，其中N的量為14。不是NO2的量，也也不是NaNO2的量。例如：亞亞硝酸鹽鹽氮標準準貯備溶溶液的配配制。稱取亞硝硝酸鈉(NaNO2)1.2321g，溶于無無亞硝酸酸鹽水中中，并稀稀釋至1L，加入氯氯仿1ml，其亞硝硝酸鹽氮氮的濃度度（N，mg/ml）為多少少？38亞硝酸鈉鈉中的““N”的的量設1.2321g亞硝硝酸鈉中中的N的的量為X，則求亞硝酸酸鹽氮的的濃度（（mg/ml）為為多少？？0.25g÷÷1000ml=0.25mg/ml395.測定亞硝硝酸鹽氮氮的有關關計算②已知濃濃度和體體積，求求亞硝酸酸鈉的準準確稱量量的計算算這里里有兩個個考點：：①亞硝酸酸鹽氮的的概念。。②準確稱稱量的概概念。例如：欲欲配0.50mg/ml的亞硝酸酸鹽氮的的標準溶溶液500ml，應準確確稱取多多少克亞亞硝酸鈉鈉(NaNO2)？計算方法法如下：：0.5××500=250mg=0.25g（NOˉ2-N）。40學而時習習之1、欲配配1.0mg/ml的亞硝酸酸鹽氮的的標準溶溶液500.00ml，應準準確稱取取多少克克亞硝酸酸鈉(NaNO2)？Na=23，，N=14，O=16即應準確確稱取0.2464克克亞硝酸酸鈉。計計算數(shù)據(jù)據(jù)一定要要書寫至至小數(shù)點點后第四四位。41學而時習習之2、稱稱取亞硝硝酸鈉(NaNO2)1.5821，溶于于無亞硝硝酸鹽水水中，并并稀釋至至1L，，加入氯氯仿1ml，此此溶液1ml含含亞硝酸酸鹽氮為為多少mg？計算方法法如下：：①設1.5821g亞亞硝酸鈉鈉中的N的量為為X，則則②0.32g÷1000ml=0.32mg/ml42（2）水樣樣中被測物物質含量的的計算1）標準曲曲線法用查圖圖算算的方法計計算水樣中中被測物質質含量及其其注意事項項43亞硝酸鹽氮氮含量（μμg）吸光度(A)正確的繪制制方法44亞硝酸鹽氮氮含量（μμg）吸光度(A)45亞硝酸鹽氮氮含量（μμg）吸光度(A)462）最小二乘法法計算回歸方程的的方法①用公式計算算的方法即用最小二二乘法公式式計算出直直線回歸方方程（??=a+bx）中的的a值（直直線在Y軸軸的截距））和b值（（直線的斜斜率或稱回回歸系數(shù)））。a值、b值值計算出來來了，這條條直線也就就確定了。。但要注意意公式?=a+bx中?的概念，?為響應值值的估計值值，表示從從回歸方程程式計算出出來的值，，以區(qū)別于于實測值Y。47例如：用新新銅試劑法法測定水中中銅的含量量，配一標標準系列測測得吸光度度如下：試試用計算法法擬合標準準曲線。表1：新銅銅試劑法測測定水中銅銅含量和吸吸光度原始始數(shù)據(jù)0.4370.2920.2340.1620.0860.0420吸光度（A）0.600.400.300.200.100.040.00銅含量x（μg）7654321編號48表2：新銅銅試劑法測測定水中銅銅的含量相相關系數(shù)及及回歸方程程計算表0.491880.26220.360.190970.4370.670.66160.3676561.2531.64∑0.11680.160.0865260.2920.4600.001680.00860.03240.070200.00160.010.040.0900.001760.00740.026240.054760.000.0420.0860.1620.2340.000.040.100.200.3012345xy

x2

y2

y

x

編號

解:①列表計算算∑x、∑∑y、∑x2、∑y2、∑xy49②計算a值值、b值50即：新銅試試劑法測定定水中銅的的含量，銅銅含量的標標準系列及及對應吸光光度的直線線回歸方程程為：?=0.011+0.715X51③計算標準準曲線