水中硝酸盐氮的测定

水中硝酸盐氮的测定 ,酚二磺酸光度法, 水中硝酸盐是在有氧环境下，各种形态的含氮化合物中最稳定的氮化合物，亦是含氮有机物经无机化作用最终阶段的分解产物。亚硝酸盐可经氧化而生成硝酸盐，硝酸盐在无氧环境中，亦可受微生物的作用而还原为亚硝酸盐。 -水中硝酸盐氮(NO–N)含量相差悬殊，从数十微克/升至数十毫克/升，清洁的地面水3 中含量较低，受污染的水体，以及一些深层地下水中含量较高。 制革废水、酸洗废水、某些生化处理设施的出水和农田排水可含大量的硝酸盐。 摄入硝酸盐后，经肠道中微生物作用转变成亚硝酸盐而出现毒性作用。文献报道水中硝酸盐氮含量达数十毫克/升时，可致婴儿中毒。 水中硝酸盐的测定颇多，常用的有酚二磺酸光度法(检测限0.02~2 mg/L)、气相分子吸收光谱法(检测限0.005~10 mg/L)、紫外分光光度法(检测限0.08~4 mg/L)、镉柱还原法、离子色谱法、戴氏合金还原法和电极法等。 酚二磺酸法测量范围较宽，显色稳定。镉柱还原法适用于测定水中低含量的硝酸盐。戴氏合金还原法对严重污染并带深色的水样最为适用。离子色谱法需有专用仪器，但可同时和其他阴离子联合测定。紫外法和电极法常作为筛选法。 水样采集后应及时进行测定。必要时，应加硫酸使pH,2，保存在4?以下，在24 h内测定。 本实验在测定水样的基础上，要求学生测定自来水中硝酸盐氮的含量，对实测值和自来水中硝酸盐氮的浓度限值以及《地水环境质量》中的硝酸盐氮浓度限值进行比较，从侧面了解饮用水源水、地表水的水质质量要求。 实验要求学生学会使用Excel、Oringe等绘图软件绘制不同比色皿光程长的标准曲线，同时检验标准曲线的相关系数;在完成实验的同时对各类绘图软件的使用方法有较深入了解。 一、概述 1. 方法原理:硝酸盐在无水情况下与酚二磺酸反应，生成硝基二磺酸酚，在碱性溶液中生成黄色化合物，进行定量测定。 2. 干扰:水中含氯化物、亚硝酸盐、铵盐、有机物和碳酸盐时，可产生干扰。含此类物质时，应作适当的前处理。 3. 方法的适用范围:本法运用于测定饮用水、地下水和清洁地面水中的硝酸盐氮。最低检出浓度为0.02 mg/L;测定上限为2.0 mg/L。 二、仪器 (1)分光光应计。 (2)瓷蒸发皿:75~100 ml。 三、试剂 实验用水应为无硝酸盐水。 (1)酚二磺酸:称取25 g苯酚(CHOH)置于500 ml锥形瓶中，加150 ml浓硫酸使65 之溶解，再加75 ml发烟硫酸[含13 %三氧化硫(SO)]，充分混合。瓶口插一小漏斗，小3 心置瓶于沸水浴中加热2 h，得淡棕色稠液，贮于棕色瓶中，密塞保存。 注:1. 当苯酚色泽变深时，应进行蒸馏精制。 2. 无发烟硫酸时，亦可用浓硫酸代替，但应增加在沸水浴中加热时间至6 h。制得的试剂尤应注意防止吸收空气中的水气，以免随着硫酸浓度降低影响硝基化反应的进行，使 测定结果渐次偏低。 (2)氨水。 (3)硝酸盐标准贮备波:称取0.7218 g经105~110?干燥2 h的硝酸钾(KNO)溶于3水，移入1000 ml容量瓶中，稀释至标线，混匀。加2 ml三氯甲烷作保存剂，至少可稳定6个月。每毫升该标准贮备液含0.100 mg硝酸盐氮。 (4)硝酸盐标准使用液:吸取50.0 ml硝酸盐标准贮备液，置蒸发皿内，加0.1 mol/L ，在水浴上蒸发至干。加2 ml酚二磺酸，用玻璃棒研磨蒸发皿氢氢化钠溶液使调至pH为8 内壁，使残渣与试剂充分接触，放置片刻，重复研磨一次，放置10 min，加入少量水，移人50 ml容量瓶中，稀释至标线，混匀。贮于棕色瓶中，此溶液至少稳定6个月。每毫升该标准使用液含0.010 mg硝酸盐氮。 注:本标准溶液应同时制备两份，用以检查硝化完全与否。如发现浓度存在差异时，应重新吸取标准贮备液进行制备。 (5)硫酸银溶液:称取4.397 g硫酸银(AgSO)溶于水，移至1000 ml容量瓶中，用24-水稀释至标线。1.00 ml此溶液可去除1.00 mg氯离子(Cl)。 (6)氢氧化铝悬浮液:溶解125 g硫酸铝钾[KAl(SO)?12HO]或硫酸铝铵422[NHAl(SO)?12HO]于1000 ml水中，加热至60?，在不断搅拌下，徐徐加入55 ml氨水，442 放置约1 h后，移入1000 ml量筒内，用水反复洗涤沉淀，最后至洗涤液中不含亚硝酸盐为止。澄清后，把上清液尽量全部倾出，只留稠的悬浮物，最后加入300 ml水，使用前应振荡均匀。 (7)高锰酸钾溶液:称取3.16 g高锰酸钾溶于水，稀释至I L。 四、步骤 1. 校准曲线的绘制 于一组50 ml比色管中，按表4所示用分度吸管加入硝酸盐氮标准使用液，加水至约40 ml，加3 ml氨水使成碱性，稀释至标线，混匀。在波长410 nm处按表1选比色皿，以水为参比，测量吸光度。 由测得的吸光度值减去零管的吸光度值，分别绘制不同比色皿光程长的吸光度对硝酸盐氮含量(mg)的校准曲线。 2. 水样的测定 标准系列中所用标准使用液体积及数据统计表 标准液体积/ml 硝酸氮含量/mg 比色皿光程长/mm 吸光度测量值A 1 0 0 10或30 2 0.10 0.001 30 3 0.30 0.003 30 4 0.50 0.005 30 5 0.70 0.007 30 6 1.00 0.010 10或30 7 3.00 0.030 10 8 5.00 0.050 10 9 7.00 0.070 10 10 10.00 0.10 10 空白 11 10或30 样品 水样 12 10或30 自来水 13 10或30 (1)干扰的消除:水样混浊和带色时，可取100 ml水样于具塞量筒中，加入2 ml氢氧化铝悬浮浓，密塞振摇，静置数分钟后，过滤，弃去20 ml初滤液。 (2)氯离子的去除:取100 ml水样移入具塞量筒中，根据已测定的氯离子含量加入相当量的硫酸银溶液，充分混合。在暗处放置0.5 h使氯化银沉淀凝聚，然后用慢速滤纸过滤，弃去20 ml初滤液。 注:a. 如不能获得澄清滤液，可将已加硫酸银溶液后的试样，在近80?的水浴中加热，并用力振摇，使沉淀充分凝聚，冷却后再进行过滤。 b. 如同时需去除带色物质，则可在加入硫酸银溶液并混匀后，再加入2 ml氢氧化铝悬浮液，充分振摇，放置片刻待沉淀后，过滤。 (3)亚硝酸盐的干扰:当亚硝酸盐氮含量超过0.2 mg/L时，可取100 ml水样，加1 ml 0.5 mo1/L硫酸，混匀后，滴加高锰酸钾溶液至淡红色保持15 min不褪为止，使亚硝酸盐氧化为硝酸盐，最后从硝酸盐氮测定结果中减去亚硝酸盐氮量。 (4)测定:取50.0 ml经预处理的水样于蒸发皿中，用pH试纸检查，必要时用0.5 mo1/L硫酸或0.1 mo1/L氢氧化钠溶液调节至微碱性(pH为8)，置水浴上蒸发至干。加1.0 ml酚二磺酸，用玻璃棒研磨，使试剂与蒸发皿内残渣充分接触，放置片刻，再研磨一次，放置10 min，加入约10 ml纯水。 在搅拌下加入3~4 ml氨水，使溶液呈现最深的颜色。如有沉淀，则过滤。将溶液移入50 ml比色管中，稀释至标线，混匀。于波长410 nm处，选用10 mm或30 mm比色皿，以纯水为参比，测量吸光度。 注:如吸光度值超出校准曲线范围，可将显色溶液用纯水进行信量稀释，然后再测量吸光度，计算时乘以稀释倍数。 3.取50.0 ml经预处理的自来水，按相同步骤，进行全程序测定。 4. 空白试验 以纯水代替水样，按相同步骤，进行全程序空白测定。 五、计算 m，1000硝酸盐氮(N，mg/L), V 式中，m——从标准曲线上查得的硝酸盐氮量(mg); V——分取水样体积(mL)。 经去除氯离子的水样，按下式计算: mV，V12硝酸盐氮(N，mg/L),，1000， VV1 式中，V——水样体积量(ml); 1 V——硫酸银溶液加入量(ml)。 2 六、思考 1. 硝酸盐氮的测定中，哪些步骤较易产生误差,并分析原因。 2. 干扰物质的去除方法是什么,及其机理是怎样的,