華北理工環(huán)境監(jiān)測實驗指導(dǎo)05水中氨氮的測定

環(huán)境工程專業(yè)實驗指導(dǎo)書-PAGE1-實驗五水中氨氮的測定目的和方法1、水和廢水中存在幾種形態(tài)的氮，其相互關(guān)系如何，測定它們的意義。2、掌握水中氨氮測定的幾種方法與原理二、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。純凈自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，可以逐步分解氧化為無機(jī)氨（NH3）、銨（NH4+）、亞硝酸鹽（NO2－）和最終（NO3－）。微生物含氮有機(jī)物蛋白質(zhì)、氨基酸、氨等。亞硝酸菌硝酸菌NH3（NH4+）NO2－NO3－水中的氨氮是指以游離氨（或稱非離子氨，NH3）和離子氨（NH4+）形式存在的氮。兩者的組成比決定于水的PH值。亞硝酸鹽氮（NO2－—N）是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物，也是最終階段的分解產(chǎn)物。氨氮含量很高時，對魚類呈現(xiàn)毒害作用，對人體也有不同程度的危害。氨氮的測定方法，通常有納氏比色法、苯酚-次氯酸鹽（或水楊酸-次氯酸鹽）比色法和電極法等。納氏試劑比色法具有操作簡便、靈敏等特點，但鈣、鎂、鐵等金屬離子、硫化物、醛、酮類，以及水中色度和混濁等干擾測定，需要相應(yīng)的預(yù)處理。苯酚-次氯酸鹽比色法具靈敏、穩(wěn)定等優(yōu)點，干擾情況和消除方法同納氏試劑比色法。電極法通常不需要對水樣進(jìn)行預(yù)處理和具測量范圍寬等優(yōu)點。氨氮含量較高時，可采用蒸餾-酸滴定法。碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應(yīng)生成淡紅色膠態(tài)化合物，其色度與氨氮含量成正比，通常可在波長410－425nm范圍內(nèi)測其吸光度，計算其含量。2K2[HgI4]+3KOH+NH3NH2Hg2IO+7KI+2H2O（棕黃色）本法最低檢出濃度為0.025mg/L（光度法），測定上限為2mg/L。采用目視比色法，最低檢出濃度為0.02mg/L。水樣作適當(dāng)?shù)念A(yù)處理后，本法可適用于地面水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水。三、儀器與試劑帶氮球的定氮蒸餾裝置：500ml凱氏燒瓶、氮球、直形冷凝管。分光光度計。pH計。4、配制試劑用水均為無氨水。無氨水。可選用下列方法之一制備：（1）蒸餾法：每升蒸餾水中加0.1ml硫酸，在全玻璃蒸餾器中重蒸餾，棄去50ml初餾液，接取其余餾出液于具塞磨口的玻璃瓶中，密封保存。（2）離子交換法：使蒸餾水通過強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂柱。5、1mol/L鹽酸溶液。6、1mol/L氫氧化鈉溶液。7、輕質(zhì)氧化鎂（MgO）：將氧化鎂在500℃下加熱，以除去碳酸鹽。8、0.05%溴百里酚藍(lán)指示液（pH6.0-7.0）。9、防沫劑：如石蠟碎片。10、吸收液：①硼酸溶液：稱取20g硼酸溶于水，稀釋至1L。②0.01mol/L硫酸溶液。11、納氏試劑?？蛇x用下列方法之一制備：（1）稱取20g碘化鉀溶于約25ml水中，邊攪拌邊分次少量加入二氯化汞（HgCl2）結(jié)晶粉末（約10g），至出現(xiàn)朱紅色沉淀不易溶解時，改為滴加飽和二氯化汞溶液，并充分?jǐn)嚢?，?dāng)出現(xiàn)微量朱紅色沉淀不再溶解時，停止滴加氯化汞溶液。另稱取60g氫氧化鉀溶于水，并稀釋至250ml，冷卻至室溫后，將上述溶液徐徐注入氫氧化鉀溶液中，用水稀釋至400ml，混勻。靜置過夜，將上清液移入聚乙烯瓶中，密封保存。（2）稱取16g氫氧化鈉，溶于50ml水中，充分冷卻至室溫。另稱取7g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，密封保存。12、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。13銨標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：稱取3.819g經(jīng)100℃干燥過的氯化銨（NH4Cl）溶于水中，移入1000ml容量瓶中，稱釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。14、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。四、實驗步驟1、水樣預(yù)處理：取250ml水樣（如氨氮含量較高，可取適量并加水至250ml，使氨氮含量不超過2.5mg），移入凱氏燒瓶中，加數(shù)滴溴百里酚藍(lán)指示液，用氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液調(diào)節(jié)至pH7左右。加入025g輕質(zhì)氧化鎂和數(shù)粒玻璃珠，立即連接氮球和冷凝管，導(dǎo)管下端插入吸收液液面下。加熱蒸餾，至餾出液達(dá)200ml時，停止蒸餾。定容至250ml。采用酸滴定法或鈉氏比色法時，以50ml硼酸溶液為吸收液；采用水揚(yáng)酸-次氯酸鹽比色法時，改用50ml0.01mol/L硫酸溶液為吸收液。2、標(biāo)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以色管中，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，測定吸光度。由測得的吸光度，減去零濃度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，繪制以氨氮含量（mg）對校正吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線。3、水樣的測定（1）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0.1mL酒石酸鉀鈉溶液。（2）分取自適量經(jīng)蒸餾預(yù)處理后的餾出液，加入50mL比色管中，加一定量lmol/L氫氧化鈉溶液以中和硼酸，稀釋至標(biāo)線。加1.5mL納氏試劑，混勻。放置10min后，同標(biāo)準(zhǔn)曲線步驟測量吸光度?？瞻自囼灒詿o氨水代替水樣，作全程序空白測定。五、數(shù)據(jù)處理由水樣測得的吸光度減去空白試驗的吸光度后，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得氨氮含量（mg）。氨氮（N,mg/L）=×1000式中：m—由校準(zhǔn)曲線查得的氨氮量（mg）；V—水樣體積（mL）。六、注意事項納氏試劑中碘化汞與碘化鉀的比例，對顯色反應(yīng)的靈敏度有較大影響。靜置后生成的沉淀應(yīng)除去。濾紙中常含痕量銨鹽，使用時注意用無氨水洗滌。所用玻璃器皿應(yīng)避免實驗室空氣中氨的沾污。七.思考題簡要列出用納氏試劑分光光度測定污染較重的廢水中氨氮的要點。附一滴定法原理滴定法僅適用于已進(jìn)行蒸餾處理的水樣。調(diào)節(jié)水樣至pH在6.0－7.4范圍，加入氧化鎂使呈微堿性。加熱蒸餾，釋出的氨被吸收入硼酸溶液中，以甲基紅－亞甲藍(lán)為指示劑，用酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定餾出液中的銨。當(dāng)水樣中含有在此條件下，可被蒸餾出并在滴定時能與酸反應(yīng)的物質(zhì)，如揮發(fā)性胺類等，則將使測定結(jié)果偏高。試劑１、混合指示液：稱取200mg甲基紅溶于100mL95%乙醇，另稱取100mg亞甲藍(lán)溶于50ml95%乙醇，以兩份甲基紅溶液與一份亞甲藍(lán)溶液混合后備用。混合液一個月配制一次。2、硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液（=0.020mol/L）：分取5.6mL（1+9）硫酸溶液于100mL容量瓶中，稀釋至標(biāo)線，混勻。按下列操作進(jìn)行標(biāo)定。稱取180℃干燥2h的基準(zhǔn)試劑級無水碳酸鈉（Na2CO3）約0.5g（稱準(zhǔn)至0.0001g），溶于新煮沸放冷的水中，移入500mL容量瓶中，加25mL水，加1滴0.05%甲基橙指示液，用硫酸溶液滴定至淡紅色止．記錄用量，用下式計算硫酸溶液的濃度．（mol/L）=×式中：W—碳酸鈉的重量（g）；V—消耗硫酸溶液的體積（mL）。3、0.05%甲基橙指示液。測定步驟水樣預(yù)處理：同納氏比色法。水樣的測定：向硼酸溶液吸收的、經(jīng)預(yù)處理后的水樣中，加2滴混合指示液，用0.020mol/L硫酸溶液滴定至綠色