项目3：氨氮的测定(纳氏试剂分光光度法)

'项目3：氨氮的测定（纳氏试剂分光光度法）一、知识准备（一）水样的采集和保存1、断面布设（1）代表性：在该点可获得特定的条件或参数，用以表征或近似表征水体质量或条件。（2）基本原则：1）主要居民区和工业区的河流上、下游；2）湖泊、水库、河口的主要出口和入口；3）河流驻留、河口、湖泊和水库的代表性位置；4）主要用水地区，如公用给水取水处、商业性捕鱼水域和娱乐水域；5）重要支流汇入主流、河口或沿海水域的汇合口。6）河流入口、出口、功能区边缘的连接处等地方，都要布设断面。7）要劈开死水区、回水区、排污口处，尽量选择顺直河段、河床稳定、水流平稳、睡眠宽阔、无急流、无浅滩处。（3）三断面布设（常用）1）对照断面（清洁断面）反映流入监测河段前水体水质情况，一般设在上游，没有受到污染影响的地方。2）控制断面（污染断面）反映特定污染源对水体的影响，为评价污染状况，以控制污染物排放而设置的采样断面。一般设在排污区下游500-1000m处；特殊要求的地方也需设置控制断面，如风景游览区如漓江、地方病发病区如洞庭湖区、严重水土流失区及地球化学异常区等地方。3）消减断面（自净断面）反映水体自净情况，一般设在城市或工业区最后一个排污口下游，污染物与河水能够充分混合的地方，通常在排扣下游约1500m以外的河段。（4）背景断面：对于很长的河流，如全国的七大水系（珠江、长江、黄河、淮河、辽河、海河、松花江），还需要设定背景断面。（5）断面的设置数量，应考虑水环境质量状况的实际需要，力求以最少的断面、垂线、和监测点，取得代表性最好的监测数据。2、垂线布设根据河流的宽度，设定垂线数目水面宽度垂线数目说明小于50m1中间50～100m2左右明显水流处100～1000m3左右明显水流处，加中间一点大于1500m5等距离，边缘水流明显5 3、采样点布设水深度采样点数目说明小于5m1水面下0.5m5～10m2水面下0.5m，水底上0.5m10～50m3水面下0.5m，水底上0.5m，加中间一点大于50m大于4点，酌情基本等高度布点，上、下点的距离同上。4、采样器具的选择准备（1）简易采水器（2）单层采水器（3）双层采水器（溶解气体采水器）（4）急流采水器5、装样容器的选择准备看P61表3-5，水样常用保存技术（二）水样的保存目的与方法基本要求——尽量减少待测组分变化1、减缓生物化学作用2、减缓氧化还原作用3、减少挥发损失4、避免沉淀吸附或结晶物析出引起的组分变化保存方法：控制溶液pH；加入化学试剂，抑制氧化还原作用；冷藏和冷冻。（三）水样的预处理1、水样预处理的目的（1）破坏有机物，溶解悬浮性固体，将各种价态的欲测元素氧化成单一高价态；（2）分离干扰物质；（3）富集待测物质。2、水样预处理的方法（1）湿式消解法和干灰化法法（无机物质使用）湿式消解法：硝酸消解法、硝酸-高氯酸消解法、硝酸-硫酸消解法、碱分解法等干灰化法：马福炉中高温分解法，不适用于测水样中易挥发组分砷、汞、镉、硒锡等。（2）富集与分离（无机、有机物质均可采用）1）气提法和顶空法挥发性有机物（VOCs）和挥发性无机物（VICs）如：测汞，通惰性气体；水样中氯代烃用气吹出2）蒸馏法5 污染组分沸点不同达到分离的目的，同时也达到消解和富集的目的。如测：水样中挥发酚、氰化物、氟化物、氨氮等。3）萃取法A、溶剂萃取法：物质在互不相溶的两种溶剂中分配系数不同，达到分离和富集的目的。挥发酚、六六六、DDT、油类等，用有机溶剂萃取如水样中的石油类和动植物油，用四氯化碳萃取无机物质：被测成分被其它物质干扰，要达到分离的目的；但有机溶剂只萃取水相中非离子状态物质（主要是有机物），无机物质不能直接被萃取。为了使得无机金属离子也能够被萃取，经常采用的方法是加入有机螯合剂，构成螯合物萃取体系，就能够被有机萃取剂萃取了。如：用分光光度法测水中的镉、铅、锌等，加入双硫腙，与上述金属离子生成难溶于水的螯合物，然后用三氯甲烷或四氯化碳萃取。B、固相萃取法：萃取剂是固体，水样中被测组分与共存组分在固相萃取剂上作用力强弱不同，使之彼此分离。4）吸附法原理多孔性的固体吸附剂吸附水样中各种组分，再用合适的溶剂或吹气的方法解吸被测组分，达到分离和富集的目的。如活性炭作吸附剂，富集中水样中的金属离子。过程？P565）离子交换法原理利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换反应进行分离的方法。2种类型：阳离子交换树脂，阴离子交换树脂。如何作用：浸泡（活化），交换，再生。6）共沉淀法溶液中一种难溶化合物在形成沉淀过程中，将共存的某些痕量组分一起载带沉淀出来的现象。（3）氨氮测定样品的预处理：采用硫酸锌和氢氧化钠溶液絮凝法，可以除去悬浮物、颜色及部分金属离子对测定干扰的影响。取100mL水样，加入1.0mL10%硫酸锌，用0.1～0.2mL25%的氢氧化钠溶液调节pH为10.5，混匀，放置10min后用中速滤纸过滤，接取中间液50mL供测定用。（三）水中含氮污染物包括无机氮和有机氮，是水体产生富营养化的主要原因。有三氮、凯氏氮、总氮。1、三氮（氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮）氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮：是指以（氨或铵根离子、亚硝酸根离子、硝酸根离子）形式存在的氮元素的含量。2、凯氏氮是指以凯氏法测得的氮元素含量。包括了氨氮和在此条件下能够被转化为铵盐而测得的有机氮化合物。凯氏法：在凯氏烧瓶中加入浓硫酸进行消解，以硫酸铜或硫酸汞作为催化剂，有机物中的氨基氮、游离氨、铵盐全部转化为硫酸氢铵后测得的氨氮含量。5 有机氮=凯氏氮—氨氮3、总氮为分别测得的有机氮和无机氮化合物之和。4、总氮和凯氏氮的关系总氮由凯氏氮、硝态氮、亚硝态氮组成（甚至有不能被凯氏法转化为氨氮的有机氮）。凯氏氮由能被凯氏法转化为氨氮的有机氮，和本身就是氨氮这两类物质组成。（四）测定方法与原理1、测定方法氨氮的测定方法有多种，如纳氏试剂分光光度法、气相分子吸收法、苯酚－次氯酸盐比色法、电极法等。其中纳氏试剂分光光度法且有操作简便、灵敏等特点，是目前广泛采用的一种分析方法。2、测定原理在水样中加入碘化钾和碘化汞的强碱性溶液(纳氏试剂)，与氨反应生成黄棕色胶态化合物，此颜色在较宽的波长范围内具有强烈吸收。通常于410—425nm波长处测定吸光度，求出水样中氨氮含量。选择标准曲线法进行，该法的测定下限为0.025mg/L，测定上限为1mg/L，适用于各种水样中氨氮的测定。二、技能准备1、试剂的称量和配制2、容量瓶的使用3、标准溶液的配制与稀释4、比色管的使用5、比色皿的使用6、最大吸收波长的扫描与确定7、比色皿的选取与校正8、比色测定数据的处理9、采样点的布设10、样品的采集11、样品的预处理与过滤操作12、回归方程的求算13、测定结果的计算与表示三、方案设计（1）水样的预处理：100mL水样，1.0mL10%硫酸锌，0.1～0.2mL25%氢氧化钠，调pH=10.5，混匀，放置10min，过滤，接取中间液50mL（2）配制标准色列：分别吸取氨氮标液0.00，0.50，1.00，2.00，3.00，5.00，7.00，10.00mL于50mL比色管中，加水至50mL5 （3）显色：于各管中加入1mL酒石酸钾钠溶液，混匀，再加1.5mL纳氏试剂，摇匀，放置10min后分光光度测定（4）测定：波长420nm，试剂空白参比，1cm比色皿四、方案实施1、实施目的氨氮以游离氨和铵盐的形式存在于水体中，当pH值偏高时，游离氨比例较高；当pH值偏低时，铵盐比例较高。氨氮的污染源主要有生活污水中含氮有机物分解产物、工业废水如焦化废水、氨化肥厂污水等和农业排水。测定水中各种形态的氮化合物，有助于评价水体被污染和自净状况，即通过测定，观察水体中的氨氮是否超过水环境质量标准。氨氮是水质监测必测项目之一。本次的工作任务，采用纳氏试剂分光光度法测定水样中氨氮的含量。一般是现场采样后，再回到实验室分析测定。2、实施原理在水样中加入碘化钾和碘化汞的强碱性溶液(纳氏试剂)，与氨反应生成黄棕色胶态化合物，此颜色在较宽的波长范围内具有强烈吸收。通常于410—425nm波长处测定吸光度，求出水样中氨氮含量。3、仪器与试剂50ml比色管，10ml移液管，比色管架，7200型分光光度计，1cm比色皿，420nm波长。氨氮标准溶液（10.0mg/L），酒石酸钾钠溶液，纳氏试剂。4、操作步骤（1）水样的预处理：100mL水样，1.0mL10%硫酸锌，0.1～0.2mL25%氢氧化钠，调pH=10.5，混匀，放置10min，过滤，接取中间液50mL（2）配制标准色列：分别吸取氨氮标液0.00，0.50，1.00，2.00，3.00，5.00，7.00，10.00mL于50mL比色管中，加水至50mL（3）显色：于各管中加入1mL酒石酸钾钠溶液，混匀，再加1.5mL纳氏试剂，摇匀，放置10min后分光光度测定（4）测定：波长420nm，试剂空白参比，1cm比色皿5、数据处理（1）求回归方程及相关系数（2）求水样中氨氮的含量五、总结与评价1、学生评价2、老师评价5'