水质 氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法

本标准是对《水质铵的测定纳氏试剂比色法》（GB7479—87）的修订。水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法适用范围本标准适用于地表水、地下水、生活污水和工业废水中氨氮的测定。当水样体积为50ml，使用20mm比色皿时，本方法的检出限为0.025mg/L，测定下限为0.10mg/L，测定上限为2.0mg/L（均以N计）。注：检出限是指产生一个能可靠地被检出的分析信号所需要的某种元素的最小浓度或含量；测定下（上）限：在测定误差能满足预定要求的前提下，用特定方法能够准确地定量测定待测物质的最小（大）浓度或量。方法原理以游离态的氨或铵离子等形式存在的氨氮与纳氏试剂反应生成淡红棕色络合物，该络合物的吸光度与氨氮含量成正比，于波长420nm（可见光）处测量吸光度。反应式:2K2HgI4+3KOH+NH3→NH2Hg2IO+7KI+2H2O仪器设备可见分光光度计：具20mm比色皿。氨氮蒸馏装置：由500ml凯式烧瓶、氮球、直形冷凝管和导管组成，冷凝管末端可连接一段适当长度的滴管，使出口尖端浸入吸收液液面下。亦可使用500ml蒸馏烧瓶。比色皿可见分光光度计分光光度计概念：分光光度计，又称光谱仪(spectrometer)，是将成分复杂的光，分解为光谱线的科学仪器。使用的原理：分光光度计采用一个可以产生多个波长的光源，通过系列分光装置，从而产生特定波长的光源，光线透过测试的样品后，部分光线被吸收，计算样品的吸光值，从而转化成样品的浓度。样品的吸光值与样品的浓度成正比。其特点是灵敏度高；准确度高；测量范围广；在一定条件下，可同时测定水样中两种或两种以上的物质组分含量等。比色皿1.简介：比色皿一般为长方体，其底及两侧为磨毛玻璃,另两面为光学玻璃制成的透光面采用熔融一体、玻璃粉高温烧结和胶粘合而成。2.比色皿的光程：透光向的内径增加比色皿光程的意义比尔—朗伯定律数学表达式：A=KbcA为吸光度；K为摩尔吸收系数,它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关；c为吸光物质的浓度；b为吸收层厚度,也就是光程.从公式可以看出,光程越大,吸光度越大。使用试剂无氨水硼酸（H3BO3）溶液，ρ=20g/L轻质氧化镁（MgO）溴百里酚蓝指示剂，ρ=0.5g/L盐酸淀粉-碘化钾试纸纳氏试剂氨氮标准溶液酒石酸钾钠溶液（ρ=500g/L）硫代硫酸钠溶液（ρ=3.5g/L）硫酸锌溶液（ρ=100g/L）氢氧化钠溶液，（ρ=250g/L）氢氧化钠溶液，c(NaOH)=1mol/L盐酸溶液，c(HCl)=1mol/L重要试剂的配置方法一.无氨水（在无氨环境中用下述方法之一制备）1.离子交换法蒸馏水通过强酸性阳离子交换树脂（氢型）柱，将流出液收集在带有磨口玻璃塞的玻璃瓶内。每升流出液加10g同样的树脂，以利于保存。2.蒸馏法在1000ml的蒸馏水中，加0.1ml硫酸（ρ=1.84g/ml），在全玻璃蒸馏器中重蒸馏，弃去前50ml馏出液，然后将约800ml馏出液收集在带有磨口玻璃塞的玻璃瓶内。每升馏出液加10g强酸性阳离子交换树脂（氢型）。3.纯水器法用市售纯水器临用前制备。2.纳氏试剂1.二氯化汞-碘化钾-氢氧化钾（HgCl2-KI-KOH）溶液称取15.0g氢氧化钾（KOH），溶于50ml水中，冷却至室温。称取5.0g碘化钾（KI），溶于10ml水中，在搅拌下，将2.50g二氯化汞（HgCl2）粉末分多次加入碘化钾溶液中，直到溶液呈深黄色或出现淡红色沉淀溶解缓慢时，充分搅拌混合，并改为滴加二氯化汞饱和溶液，当出现少量朱红色沉淀不再溶解时，停止滴加。在搅拌下，将冷却的氢氧化钾溶液缓慢地加入到上述二氯化汞和碘化钾的混合液中，并稀释至100ml，于暗处静置24h，倾出上清液，贮于聚乙烯瓶内，用橡皮塞或聚乙烯盖子盖紧，存放暗处，可稳定1个月。2.碘化汞-碘化钾-氢氧化钠（HgI2-KI-NaOH）溶液称取16.0g氢氧化钠（NaOH），溶于50ml水中，冷却至室温。称取7.0g碘化钾（KI）和10.0g碘化汞（HgI2），溶于水中，然后将此溶液在搅拌下，缓慢加入到上述50ml氢氧化钠溶液中，用水稀释至100ml。贮于聚乙烯瓶内，用橡皮塞或聚乙烯盖子盖紧，于暗处存放，有效期1年。注：为了保证纳氏试剂有良好的显色能力，配制时务必控制HgCl2的加入量，至微量HgI2红色沉淀不再溶解时为止。配制100ml纳氏试剂所需HgCl2与KI的用量之比约为2.3∶5。在配制时为了加快反应速度、节省配制时间，可低温加热进行，防止HgI2红色沉淀的提前出现。酒石酸钾钠溶液，ρ=500g/L。制取：称取50.0g酒石酸钾钠（KNaC4H6O6·4H2O）溶于100ml水中，加热煮沸以驱除氨，充分冷却后稀释至100ml。注：酒石酸钾钠试剂中铵盐含量较高时，仅加热煮沸或加纳氏试剂沉淀不能完全除去氨。此时采用加入少量氢氧化钠溶液，煮沸蒸发掉溶液体积的20%～30%，冷却后用无氨水稀释至原体积。三.氨氮标准溶液1.氨氮标准贮备溶液，ρN=1000μg/ml。称取3.8190g氯化铵（NH4Cl，优级纯，在100～105℃干燥2h），溶于水中，移入1000ml容量瓶中，稀释至标线，可在2～5℃保存1个月。2.氨氮标准工作溶液，ρN=10μg/ml。吸取5.00ml氨氮标准贮备溶液（4.14.1）于500ml容量瓶中，稀释至刻度。临用前配制。水样及处理1.样品采集与保存水样采集在聚乙烯瓶或玻璃瓶内，要尽快分析。如需保存，应加硫酸使水样酸化至pH＜2，2～5℃下可保存7d。2.样品的干扰及消除水样中含有悬浮物、余氯、钙镁等金属离子、硫化物和有机物时会产生干扰，含有此类物质时要作适当处理，以消除对测定的影响。去除余氯：若样品中存在余氯，可加入适量的硫代硫酸钠溶液去除，用淀粉-碘化钾试纸检验余氯是否除尽。（每加0.5ml可去除0.25mg余氯）去除金属离子：在显色时加入适量的酒石酸钾钠溶液，可消除钙镁等金属离子的干扰。若水样浑浊或有颜色时可用预蒸馏法或絮凝沉淀法处理。预蒸馏法1.步骤：将50ml硼酸溶液移入接收瓶内，确保冷凝管出口在硼酸溶液液面之下。分取250ml样品，移入烧瓶中，加几滴溴百里酚蓝指示剂，必要时，用氢氧化钠溶液或盐酸溶液调整pH至6.0（指示剂呈黄色）～7.4（指示剂呈蓝色），加入0.25g轻质氧化镁及数粒玻璃珠，立即连接氮球和冷凝管。加热蒸馏，使馏出液速率约为10ml/min，待馏出液达200ml时，停止蒸馏，加水定容至250ml。2.注意：蒸馏过程中，某些有机物很可能与氨同时馏出，对测定有干扰，其中有些物质（如甲醛）可以在酸性条件（pH＜1）下煮沸除去。在蒸馏刚开始时，氨气蒸出速度较快，加热不能过快，否则造成水样暴沸，馏出液温度升高，氨吸收不完全。馏出液速率应保持在10ml/min左右。蒸馏过程中，某些有机物很可能与氨同时馏出，对测定仍有干扰，其中有些物质（如甲醛）可以在酸性条件（pH＜1）下煮沸除去。部分工业废水，可加入石蜡碎片等做防沫剂。3.蒸馏器清洗向蒸馏烧瓶中加入350ml水，加数粒玻璃珠，装好仪器，蒸馏到至少收集了100ml水，将馏出液及瓶内残留液弃去。絮凝沉淀100ml样品中加入1ml硫酸锌溶液和0.1～0.2ml氢氧化钠溶液，调节pH约为10.5，混匀，放置使之沉淀，倾取上清液分析。必要时，用经水冲洗过的中速滤纸过滤，弃去初滤液20ml。也可对絮凝后样品离心处理。滤纸中含有一定量的可溶性铵盐，定量滤纸中含量高于定性滤纸，建议采用定性滤纸过滤，过滤前用无氨水少量多次淋洗（一般为100ml）。这样可减少或避免滤纸引入的测量误差。标准曲线绘制在8个50ml比色管中，分别加入0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00和10.00ml氨氮标准工作溶液，其所对应的氨氮含量分别为0.0、5.0、10.0、20.0、40.0、60.0、80.0和100µg，加水至标线。加入1.0ml酒石酸钾钠溶液，摇匀，再加入纳氏试剂1.5ml或1.0ml摇匀。放置10min后，在波长420nm下，用20mm比色皿，以水作参比，测量吸光度。以空白校正后的吸光度为纵坐标，以其对应的氨氮含量（µg）为横坐标，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其校准曲线样品测定1.清洁水样：直接取50ml，按与校准曲线相同的步骤测量吸光度。2.有悬浮物或色度干扰的水样：取经预处理的水样50ml（若水样中氨氮质量浓度超过2mg/L，可适当少取水样体积），按与校准曲线相同的步骤测量吸光度。注：经蒸馏或在酸性条件下煮沸方法预处理的水样，须加一定量氢氧化钠溶液，调节水样至中性，用水稀释至50ml标线，再按与校准曲线相同的步骤测量吸光度。3.空白试验用水代替水样，按与样品相同的步骤进行前处理和测定。试剂空白的吸光度应不超过0.030（10mm比色皿）。结果计算结果计算水中氨氮的质量浓度计算：式中：ρN——水样中氨氮的质量浓度（以N计），mg/L；As——水样的吸光度；Ab——空白试验的吸光度；a——校准曲线的截距；b——校准曲线的斜率；V——试料体积，ml。准确度和精密度氨氮浓度为1.21mg/L的标准溶液，重复性限为0.028mg/L，再现性限为0.075mg/L，回收率在94%～104%。氨氮浓度为1.47mg/L的标准溶液，重复性限为0.024mg/L，再现性限为0.066mg/L，回收率在95%～105%。重复性限：是用本方法在正常和正确操作情况下，由同一操作人员，在同一实验室内，使用同一仪器，并在短期内，对相同试样所作两个单次测试结果，在95%概率水平两个独立测试结果的最大差值。再现性限：是用本方法在正常和正确操作情况下，由两名操作人员，在不同实验室内，对相同试剂各作单次测试结果，在95%概率水平两个独立测试结果的最大差值。标准不同之处——增加了比色皿的光程（10→20mm），降低了方法的检出限，扩大了方法的适用范围。明确规定了方法的测定下限和测定上限。——取消了目视比色法。——在主要试剂配制和样品预处理的关键步骤增加了注意事项。——合并了结果的计算公式。目视比色法：用眼睛比较溶液颜色的深浅以测定物质含量的方法