V—水样体积(ml)
注意:树枝、水草等漂浮杂质应从水样中去除。
废水粘度高时,可加2-4倍蒸馏水稀释,振荡均匀,待沉淀物下降后再过滤。 滤纸法——方法原理、步骤和计算与滤膜法相同。采用中速定量滤纸为滤料,用前应先用蒸馏水洗滤纸,以除去可溶性物质,再烘干至恒重。
石棉坩埚法——用石棉坩埚过滤水样,截留在坩埚上的悬浮物,经103—105℃烘干称重。 仪器:30ml多孔过滤瓷坩埚(古氏坩埚)及配套垫圈或过滤漏斗、500ml吸滤瓶。 试剂:石棉悬浮液—取3g左右酸洗石棉,浸泡在1L蒸馏水中,充分搅拌制成悬浮液。或者取3g普通石棉,剪成5mm小段,用自来水漂洗,去除粉末排出水分后,放在200ml烧杯内,加60—70ml化学纯盐酸,浸泡48h。用自来水洗涤多次,再用蒸馏水洗至不含氯离子为止(用硝酸银溶液检验)。再把处理后的石棉浸泡于1L蒸馏中,制成悬浮液备用。
步骤:
(1)石棉坩埚的制备:将振荡均匀的石棉悬浮液到入多孔过滤坩埚内,慢慢抽滤,使底部铺上一层1.5mm厚的石棉层。此时,放入多孔瓷板,加入振荡均匀的石棉悬浮液,抽滤,使瓷板上也铺上一层约1.5mm厚的石棉层。用蒸馏水冲洗石棉层,直到抽滤液中无微小的石棉纤维为止。将铺好石棉的瓷坩埚放在103—105℃烘箱中每次烘干1h,取出,放入干燥器中冷却0.5h后称重,直至恒重为止。
(2)将除去漂浮物等杂质的振荡均匀水样适量(使含总不可滤残渣量大于25mg),在抽滤下慢慢加入上述称至恒重的石棉坩埚内,抽滤完毕,用蒸馏水洗涤残渣多次。如水样含油脂,用10ml石油醚分两次淋洗坩埚内残渣。
(3)将坩埚放在103—105℃烘箱中每次烘干1h,取出,放入干燥器中冷却0.5h后称重,直至恒重为止。
计 算
总不可滤残渣(mg/L)?(A?B)?1000?1000
V式中:A—总不可滤残渣+石棉坩埚重(g);B—石棉坩埚重(g);V—水样体积(ml) 注意:每一个多孔过滤瓷坩埚约需0.3g石棉,两层石棉厚度共3mm左右。 粘度高的废水,可加2-4倍蒸馏水稀释后再过滤。
二 水中氨氮的测定
氨氮(NH3-N)以游离氨(NH3)或铵盐(NH4+)形式存在于水中,两者的组成比取
决于水的PH值。当PH值偏高时,游离氨的比例较高。反之,则铵盐的比例为高。
水中氨氮的来源主要为生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物,某些工业废水,如焦化废水和合成氨化肥厂废水等,以及农田排水。此外,在无氧环境中,水中存在的亚硝酸盐亦可受微生物作用,还原为氨。在有氧环境中,水中氨亦可转变为亚硝酸盐、或继续转变为硝酸盐。
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。 氨氮含量较高时,对鱼类则可呈现毒害作用。 方法的选择
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氨氮的测定方法,通常有纳氏比色法、苯酚-次氯酸盐(或水杨酸-次氯酸盐)比色法和电极法等。纳氏试剂比色法具有操作简便、灵敏等特点,水中钙、镁和铁等金属离子、硫化物、醛和酮类、颜色,以及混浊等到均干扰测定,需作相应的预处理。苯酚-次氯酸盐比色法具灵敏、稳定等优点,干扰情况和消除方法同纳氏试剂比色法。电极法通常不需要对水样进行预处理和具测量范围宽等到优点。氨氮含量较高时,尚可采用蒸馏-酸滴定法。
水样的保存
水样采集在聚乙烯瓶或玻璃瓶内,并应尽快分析,必要时可加硫酸将水样酸化至pH﹤2,于2—5℃下存放。酸化样品应注意防止吸收空气中的氨而遭致污染。
水样的预处理
水样带色或浑浊以及含其他一些干扰物质,影响氨氮的测定。为此,在分析时需作适当的预处理。对较清洁的水,可采用絮凝沉淀法,对污染严重的水或工业废水,则以蒸馏法使之消除干扰。
1.絮凝沉淀法
加适量的硫酸锌于水样中,并加氢氧化钠使溶液呈碱性,生成氢氧化锌沉淀,再经过滤除去颜色和浑浊等。
(1)仪器与试剂
① 100ml具塞量筒或比色管。
② 10%(m/v)硫酸锌溶液:称取10g硫酸锌溶于水,稀释至100ml。
③ 25%氢氧化钠溶液:称取25g氢氧化钠溶于水,稀释至100ml,贮于聚乙烯瓶中。 ④ 硫酸,ρ=1.84。 (2)步 骤
取100ml水样于具塞量筒或比色管中,加入1ml 10%硫酸锌溶液和0.1—0.2ml25%氢氧化钠溶液,调节pH至10.5左右,混匀。放置使沉淀,用经无氨水充分洗涤过的中速滤纸过滤,弃去初滤液20ml。
2.蒸馏法
调节水样的pH使在6.0—7.4的范围,加入适量氧化镁使呈微碱性*,蒸馏释出的氨,被吸收于硫酸或硼酸溶液中。采用纳氏比色法或酸滴定法时,以硼酸溶液为吸收液,采用水杨酸-次氯酸比色法时,则以硫酸溶液为吸收液。
(1)仪器与试剂
① 带氮球的定氮蒸馏装置:500ml凯氏烧瓶、氮球、直形冷凝管和导管,装置如图。 ② 无氨水制备:Ⅰ蒸馏法:每升蒸馏水中加0.1ml硫酸,在全玻璃蒸馏器中重蒸馏,
弃去50ml初馏液,接取其余馏出液于具塞磨口的玻璃瓶中,密塞保存。 Ⅱ离子交换法:使蒸馏水通过强酸性阳离子交换树脂柱。
水样稀释及试剂配制均用无氨水。 ③ 1mol/l盐酸溶液。 ④ 1mol/l氢氧化钠溶液。
⑤ 轻质氧化镁(MgO):将氧化镁在500℃下加热,以除去碳酸盐。
⑥ 0.05%溴百里酚蓝指示液(pH6.0-7.6)。 ⑦ 防沫剂,如石腊碎片、玻璃珠。 ⑧ 吸收液:
Ⅰ硼酸溶液:称取20g硼酸溶于水,稀释至1L Ⅱ硫酸(H2SO4)溶液:0.01mol/L。 (2)步 骤
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① 蒸馏装置的预处理:加250ml蒸馏水于凯氏烧瓶中。加0.25g轻质氧化镁和数粒
玻璃珠,加热蒸馏至馏出液不含氨为止,弃去瓶内残液。
② 分取250ml水样(如氨氮含量较高,可分取适量并加水至250ml,使氨氮含量不
超过2.5mg),移入凯氏烧瓶中加数滴溴百里酚蓝指示液,用氢氧化钠溶液或盐酸调节至pH7左右(水样溶液变蓝)。加入0.25g轻质氧化镁和数粒玻璃珠,立即连接氮球和冷凝管,导管下端插入吸收液液面下。加热蒸馏,至馏出液达200ml时,停止蒸馏。定容至250ml。(采用酸滴定法或纳氏比色法时,以50ml硼酸溶液为吸收液;采用水杨酸-次氯酸盐比色法时,改用50ml 0.01mol/L硫酸溶液为吸收液。) 注意事项
(1) 蒸馏时应避免发生暴沸,否则可造成馏出液温度升高,氨吸收不完全。 (2) 防止在蒸馏时产生泡沫,必要时可加少许石腊碎片于凯氏烧瓶中。 (3) 如含余氯,则应加入适量0.35%硫代硫酸钠溶液,每0.5ml可除去0.25mg余 氯 水样的测定 (一)、纳氏试剂光度法 1. 方法原理
碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红色胶态化合物,此颜色在较宽的波长范围内具强烈吸收。通常测量用波长在410—425nm范围。
2. 干扰及消除
脂肪胺、芳香胺、醛类、丙酮、醇类和有机氯胺类等有机化合物,以及铁、锰、镁和硫等无机离子,因产生异色或浑浊亦影响比色。为此,须经絮凝沉淀过滤或蒸馏预处理,易挥发的还原性干扰物质,还可在酸性条件下加热以除去。对金属离子的干扰,可加入适量的掩蔽剂加以消除。
3. 方法的适用范围
本法最低检出浓度为0.025mg/L(光度法),测定上限为2mg/L。采用目视比色法,最低检出浓度为0.02mg/L。水样作适当的预处理后,本法可适用于地面水、地下水、工业废水和生活污水。
4.仪器与试剂
(1)分光光度计、比色管。. (2)纳氏试剂
可选择下列一种方法制备:
① 称取20g碘化钾溶于水中,边搅拌边分次少量加入二氯化汞 (HgCl2)结晶粉末(约10g),至出现朱红色沉淀不易溶解时,改为滴加饱和二氯化汞溶液,并充分搅拌,当出现微量朱红色沉淀不再溶解时,停止滴加氯化汞溶液。
另称取60g氢氧化钾溶于水,并稀释至250ml,冷却至室温后,将上述溶液在搅拌
下,徐徐注入氢氧化钾溶液中,用水稀释至400ml,混匀。静置过夜,将上清液移入聚乙烯瓶中,密塞保存。
② 称取16g氢氧化钠,溶于50ml水中,充分冷却至室温。
另称取7g碘化钾和10g碘化汞(HgI2)溶于水,然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中,用水稀释至100ml,贮于聚乙烯瓶中,密塞保存。 (3)酒石酸钾钠溶液 称取50g(KNaC4H4O6·4H2O)溶于100ml水中,加热煮沸以除去氨,放冷,定容至100ml。 (4)铵标准贮备溶液
称取3.819g经100℃干燥过的氯化铵(NH4Cl)溶于水中,移入1000ml容量瓶中,稀释
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至标线。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。 (5)铵标准使用溶液
取5.00ml铵标准贮备液于500ml容量瓶中,用水稀释至标线。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。 注:配制试剂用水均应用无氨水
5.实验步骤
(1)校准曲线的绘制
吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.0ml铵标准使用液于50ml比色管中加水至标线,加1.0ml酒石酸钾钠溶液,混匀。加1.5ml纳氏试剂,混匀。放置10min后,在波长420nm处,用光程20mm比色皿,以水为参比,测量吸光度。
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,绘制以氨氮含量(mg)对校正吸光度的校准曲线。
(2)水样的测定
① 分取适量经絮凝沉淀预处理后的水样(使氨氮含量不超过0.1mg),加入50ml比色管中,稀释至标线,加1.0ml酒石酸钾钠溶液,混匀,加1.5ml纳氏试剂,混匀。放置10min后,同校准曲线步骤测量吸光度。
② 分取适量经蒸馏预处理后的馏出液,加入50ml比色管中,加一定量1mol/l氢氧化钠溶液以中和硼酸,稀释至标线。加1.0ml酒石酸钾钠溶液,混匀,加1.5ml纳氏试剂,混匀。放置10min后,同校准曲线步骤测量吸光度。 (3)空白试验:以无氨水代替水样,作全程序空白测定。 计 算
由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后,从校准曲线上查得氨氮含量(mg) ① 经絮凝沉淀预处理 氨氮(N,mg/L)=
m?1000 V式中,m—由校准曲线查得的氨氮量(mg); V—预处理后比色所取水样体积(ml)。 ② 经蒸馏法预处理
氨氮(N,mg/L)=
m250??1000 VV水式中,m—由校准曲线查得的氨氮量(mg); V—预处理后比色所取水样体积(ml)。 V水—预蒸馏水样体积 注意事项
(1) 纳氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例,对显色反应的灵敏度有较大影响。静置后生成的沉淀应除去。
(2) 滤纸中常含痕量铵盐,使用时注意用无氨水洗涤。所用玻璃器皿应避免实验室空气中氨的沾污。
二、滴定法 1.方法原理
滴定法仅适用于已进行蒸馏预处理的水样。调节水样至Ph6.0—7.4范围,加入氧化镁使呈微碱性。加热蒸馏,释出的氨被吸收入硼酸溶液中,以甲基红-亚甲蓝为指示剂,用酸标准溶液滴定馏出液的铵。
当水样中含有在此条件下,可被蒸馏出并在滴定时能与酸反应的物质,如挥发性胺类等,则将使测定结果偏高。
2.仪器试剂
(1)酸式滴定管、锥形瓶
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(2)混合指示液:称取200mg甲基红溶于100ml 95%乙醇;另称取100mg亚甲基蓝(methylene blue)溶于50ml 95%乙醇。以两份甲基红溶液与一份亚甲蓝溶液混合。混合液一个月配制一次。
注:为使滴定终点明显,必要时添加少量甲基红溶液或亚甲蓝溶液于混合指示液中,以调节二者的比例至合适为止。
(3)硫酸标准溶液(1/2H2SO4=0.020mol/L):分取5.6ml (1+9)硫酸溶液于1000ml容量瓶中,稀释至标线,混匀。按下述操作进行标定。
称取经180℃干燥2h的基准试剂级无水碳酸钠(Na2CO3)约0.5g(称准至0.0001g),溶于新煮沸放冷的水中,移入500ml容量瓶中,稀释至标线。移取25.00ml碳酸钠溶液于150ml锥形瓶中,加25ml水,加1滴0.05%甲基橙指示液,用硫酸溶液滴定至淡红色止。记录用量,用下式计算硫酸溶液的浓度。
硫酸溶液浓度(1/2H2SO4,mol/l)=W?1000?25
V?52.995500式中,W—碳酸钠的重量(g)V—硫酸溶液的体积(ml)。 (4)0.05%甲基橙指示液 3.实验步骤
(1)水样的测定
于全部经蒸馏预处理、以硼酸溶液为吸收液的馏出液中,加2滴混合指示液,用0.020mol/L硫酸溶液滴定至绿色转变成淡紫色止,记录用量。
(2)空白试验
以无氨水代替水样,同水样全程序步骤进行测定。 计 算
(A?B)?M?14?1000氨氮(N,mg/l)=
V式中,A—滴定水样时消耗酸溶液体积(ml);B—空白试验消耗硫酸溶液体积(ml) M—硫酸溶液浓度(mol/l); V—水样体积(ml); 14—氨氮(N)摩尔质量。
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