水質(zhì)氨氮測定儀分析儀氨氮檢測的方法原理

          以游離氨（NH3）和銨離子（NH4+）形式存在的化合氮叫做氨氮。氨氮是水體中的營養(yǎng)素，可導(dǎo)致水富營養(yǎng)化現(xiàn)象產(chǎn)生，是水體中的主要耗氧污染物，對魚類及某些水生生物有毒害。其中哈希介紹兩種技術(shù)的概覽:一是光度法： EPA TNTplus氨氮—水楊酸法----氨根離子在pH12.6的次氯酸根離子和水楊酸根離子溶液中，由硝基氨氫氰酸鈉為催化劑的條件下產(chǎn)生靛酚，樣品中氨氮的含量與吸光度成正比，光度計(jì)于690nm處讀取吸光度。TNTplus條形碼與對應(yīng)的光度計(jì)結(jié)合使用，顯示樣品中氨氮的讀數(shù)。二是電化學(xué)方法：EPA認(rèn)證離子選擇型電極方法----氨電極檢測氨氣。電極由pH玻璃電極、參比電極和氣體半透膜組成。半透膜將樣品與pH小泡和膜之間形成壓力的薄層電解液分開。在pH高時(shí)，氨根離子變?yōu)榘睔狻怏w通過半透膜擴(kuò)散，從而引發(fā)電解液薄層里pH的變化。pH變化與樣品中氨的濃度成正比。

氨氮檢測方法，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。納氏試劑比色法具操作簡便、靈敏等特點(diǎn)，水中鈣、鎂和鐵等金屬離子、硫化物、醛和酮類、顏色，以及渾濁等干擾測定，需做相應(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(diǎn)，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(diǎn)。氨氮含量較高時(shí)，尚可采用蒸餾﹣酸滴定法。

概 述

1.方法原理

碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應(yīng)生成淡紅棕色膠態(tài)化合物，此顏色在較寬的波長范圍內(nèi)具強(qiáng)烈吸收。通常測量用波長在410-425nm范圍。

2.干擾及消除

脂肪胺、芳香胺、醛類、丙酮、醇類和有機(jī)氯胺類等有機(jī)化合物，以及鐵、錳、鎂、硫等無機(jī)離子，因產(chǎn)生異色或渾濁而引起干擾，水中顏色和渾濁亦影響比色。為此，須經(jīng)絮凝沉淀過濾或蒸餾預(yù)處理，易揮發(fā)的還原性干擾物質(zhì)，還可在酸性條件下加熱除去。對金屬離子的干擾，可加入適量的掩蔽劑加以消除。

3.方法適用范圍

本法最低檢出濃度為0.025mol/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，本法可適用于地表水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水。

儀 器

（1）分光光度計(jì)

（2）pH計(jì)

試 劑

配制試劑用水應(yīng)為無氨水。

1.納氏試劑

（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（HgCI2）結(jié)晶粉末（約10g），至出現(xiàn)朱紅色沉淀不易溶解時(shí)，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(shí)，停止滴加二氯化汞溶液。

另稱取60g氫氧化鉀溶于水，并稀釋至250mL，冷卻至室溫后，將上述溶液在邊攪拌下，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，密塞保存。

（2）稱取16g氫氧化鈉，溶于50mL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，密塞保存。

2.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。

3.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，稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。

4.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。

步 驟

1.校準(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比色管中，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4250nm處，用光程20mm比色皿，以水作參比，測量吸光度。

由測得得吸光度，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）對校正吸光度得校準(zhǔn)曲線。

2.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1.0mL酒石酸鉀鈉溶液。

（2）分取適量經(jīng)蒸餾預(yù)處理后的餾出液，加入50mL比色管中，加一定量1mol/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，同校準(zhǔn)曲線步驟測量吸光度。

3.空白試驗(yàn)：以無氨水代替水樣，作全程序空白測定。

計(jì) 算

由水樣測得的吸光度減去空白試驗(yàn)的吸光度后，從校準(zhǔn)曲線上查得氨氮含量（mg）。

氨氮（N，mg/L）=m/V×1000

式中，m-由校準(zhǔn)曲線查得的氨氮量（mg）；

          V-水樣體積（mL）。

精密度和準(zhǔn)確度

三個(gè)實(shí)驗(yàn)室分析含1.14~1.16mg/L氨氮的加標(biāo)水樣，單個(gè)實(shí)驗(yàn)室的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差不超過9.5%；加標(biāo)回收率范圍為95~104%。

四個(gè)實(shí)驗(yàn)室分析含1.81~3.06mg/L氨氮的加標(biāo)水樣，單個(gè)實(shí)驗(yàn)室的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差不超過4.4%；加標(biāo)回收率范圍為94~96%。

注意事項(xiàng)

（1）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。

（2）濾紙中常含有痕量銨鹽，使用時(shí)注意用無氨水洗滌。所用玻璃器皿應(yīng)避免實(shí)驗(yàn)室空氣中氨的沾污。

B、水楊酸-次氯酸鹽光度法氨氮檢測

概述

1.方法原理

在亞硝基鐵氰化鈉存在下，銨與水楊酸鹽和次氯酸離子反應(yīng)生成蘭色化合物，在波長697nm具最大吸收。

2.干擾及消除

氯銨在此條件下，均被定量的測定。鈣、鎂等陽離子的干擾，可加酒石酸鉀鈉掩蔽。

3.方法的適用范圍

本法最低檢出濃度為0.01mg/L，測定上限為1mg/L。適用于飲用水、生活污水和大部分工業(yè)廢水中氨氮的測定。

儀器

（1）分光光度計(jì)

（2）滴瓶（滴管流出液體，每毫升相當(dāng)于20±1滴）

試劑

所有試劑配制均用無氨水。

1.銨標(biāo)準(zhǔn)貯備液

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，稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。

2.銨標(biāo)準(zhǔn)中間液

吸取10.00mL銨標(biāo)準(zhǔn)貯備液移取100mL容量瓶中，稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含0.10mg氨氮。

3.銨標(biāo)準(zhǔn)使用液

吸取10.00mL銨標(biāo)準(zhǔn)中間液移入1000mL容量瓶中，稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含1.00μg氨氮。臨用時(shí)配置。

4.顯色液

稱取50g水楊酸（C7H6O3），加入100mL水，再加入160mL 2mol/L氫氧化鈉溶液，攪拌使之完全溶解。另稱取50g酒石酸鉀鈉溶于水中，與上述溶液合并移入1000mL容量瓶中，稀釋至標(biāo)線。存放于棕色玻瓶中，本試劑至少穩(wěn)定一個(gè)月。

注：若水楊酸未能全部溶解，可再加入數(shù)毫升氫氧化鈉溶液，直至完全溶解為止，最后溶液的pH值為6.0-6.5。

5.次氯酸鈉溶液

取次氯酸鈉溶液，經(jīng)標(biāo)定后，用氫氧化鈉溶液稀釋成含有效氯濃度為0.35%（m/V），游離堿濃度為0.75mol/L（以NaOH計(jì)）的次氯酸鈉溶液。存放于棕色滴瓶內(nèi)，本試劑可穩(wěn)定一星期。

6.亞硝基鐵氰化鈉溶液

稱取0.1g亞硝基鐵氰化鈉Na2[Fe(CN)6NO]·2H2O置于10mL具塞比色管中，溶于水，稀釋至標(biāo)線。此溶液臨用前配制。

7.清洗溶液

稱取100g氫氧化鉀溶于100mL水中，冷卻后與900mL 95%（V/V）乙醇混合，貯于聚乙烯瓶內(nèi)。

步驟

1.校準(zhǔn)曲線的繪制

吸取0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00mL銨標(biāo)準(zhǔn)使用液于10mL比色管中，用水稀釋至8mL，加入1.00mL顯色液和2滴亞硝基鐵氰化鈉溶液，混勻。再滴加2滴次氯酸鈉溶液，稀釋至標(biāo)線，充分混勻。放置1h后，在波長697nm處，用光程為10mm的比色皿，以水為參比，測量吸光度。

由測得的吸光度，減去空白管的吸光度后，得到校正吸光度，繪制以氨氮含量（μg）對校正吸光度的校準(zhǔn)曲線。

2.水樣的測定

分取適量經(jīng)預(yù)處理的水樣（使氨氮含量不超過8μg）至10mL比色管中，加水稀釋至8mL，與校準(zhǔn)曲線相同操作，進(jìn)行顯色和測量吸光度。

3.空白試驗(yàn)

以無氨水代替水樣，按樣品測定相同步驟進(jìn)行顯色和測量。

計(jì)算

由水樣測得的吸光度減去空白試驗(yàn)的吸光度后，從校準(zhǔn)曲線上查得氨氮含量（μg）。

氨氮（N，mg/L）=m/V

式中，m-由校準(zhǔn)曲線查得的氨氮量（μg）；

          V-水樣體積（mL）。

注意事項(xiàng)

水樣采用蒸餾預(yù)處理時(shí)，應(yīng)以硫酸溶液為吸收液，顯色前加氫氧化鈉溶液使其中和。

C、滴定法氨氮檢測

原理

滴定法僅適用于進(jìn)行蒸餾預(yù)處理的水樣。調(diào)節(jié)水樣至pH6.0~7.4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(shí)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100mL 95%乙醇；另稱取100mg亞甲藍(lán)溶于50mL 95%乙醇。以兩份甲基紅溶液與一份亞甲藍(lán)溶液混合后供用。混合液一個(gè)月配制一次。

注： 為使滴定終點(diǎn)明顯，必要時(shí)添加少量甲基紅溶液于混合指示液中，以調(diào)節(jié)二者的比例至合適為止。

（2）硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液（1/2 H2SO4=0.020mol/L）

分取5.6mL（1+9）硫酸溶液于1000mL容量瓶中，稀釋至標(biāo)線，混勻。按下述操作進(jìn)行標(biāo)定。

稱取經(jīng)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，稀釋至標(biāo)線。移取25.00mL碳酸鈉溶液于150mL錐形瓶中，加25mL水，加1滴0.05%甲基橙指示液，用硫酸溶液滴定至淡橙紅色止。記錄用量，用下列公式計(jì)算，硫酸溶液的濃度。

硫酸溶液濃度（1/2 H2SO4，mol/L）=（w×1000×25）/（V×52.995×500）

式中，w-碳酸鈉的重量（g）；

V-硫酸溶液體積（mL）。

（3）0.05%甲基橙指示液。

步驟

1.水樣的測定

于全部經(jīng)蒸餾預(yù)處理、以硼酸溶液為吸收液的餾出液中，加2滴混合指示液，用0.020mol/L硫酸溶液滴定至綠色轉(zhuǎn)變成淡紫色止，記錄用量。

2.空白試驗(yàn)

以無氨水代替水樣，同水樣全程序步驟進(jìn)行測定。

計(jì)算

氨氮（N，mg/L）=（A-B）×M×14×1000/V

式中，A-滴定水樣時(shí)消耗硫酸溶液體積（mL）；

          B—空白試驗(yàn)硫酸溶液體積（mL）；

          M—硫酸溶液濃度（mol/L）；

          V—水樣體積（mL）；

          14—氨氮（N）摩爾質(zhì)量。

D、電極法

概述

1.方法原理

氨氣敏電極為一復(fù)合電極，以pH玻璃電極為指示電極，銀-氯化銀電極為參比電極。此電極對置于盛有0.1mol/L氯化銨內(nèi)充液的塑料管中，管端部緊貼指示電極敏感膜處裝有疏水半滲透薄膜，使內(nèi)電解液與外部試液隔開，半透膜與pH玻璃電極有一層很薄的液膜。當(dāng)水樣中加入強(qiáng)堿溶液將pH提高到11以上，使銨鹽轉(zhuǎn)化為氨，生成的氨由于擴(kuò)散作用而通過半透膜（水和其他離子則不能通過），使氯化銨電解質(zhì)液膜層內(nèi)向左移動(dòng)，引起氫離子濃度改變，由pH玻璃電極測得其變化。在恒定的離子強(qiáng)度下，測得的電動(dòng)勢與水樣中氨氮濃度的對數(shù)呈一定的線性關(guān)系。由此，可從測得的電位確定樣品中氨氮的含量。

2.干擾及消除

揮發(fā)性胺產(chǎn)生正干擾；汞和銀因同氨絡(luò)合力強(qiáng)而有干擾；高濃度溶解離子影響測定。

3.方法適用范圍

本法可用于測定飲用水、地面水、生活污水及工業(yè)廢水中氨氮的含量。色度和濁度對測定沒有影響，水樣不必進(jìn)行預(yù)蒸餾，標(biāo)準(zhǔn)溶液和水樣的溫度應(yīng)相同，含有溶解物質(zhì)的總濃度也要大致相同。

方法的最低檢出濃度為0.03mg/L氨氮；測定上限為1400mg/L氨氮。

儀器

（1）離子活度計(jì)或帶擴(kuò)展毫伏的pH計(jì)

（2）氨氣敏電極

（3）電磁攪拌器

試劑

所有試劑均用無氨水配制。

（1）銨標(biāo)準(zhǔn)貯備液

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，稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。

（2）100、10、1.0、0.1mg/L的氨標(biāo)準(zhǔn)使用液

用銨標(biāo)準(zhǔn)貯備液稀釋配制。

（3）電極內(nèi)充液：0.1mol氯化銨溶液。

（4）氫氧化鈉（5mol/L）-Na2-EDTA（0.5mol/L）混合溶液，貯于聚乙烯瓶中。

步驟

1.儀器和電極的準(zhǔn)備

按使用說明書進(jìn)行，調(diào)試儀器。

2.校準(zhǔn)曲線的繪制

吸取10.00mL濃度為0.1、1.0、10、100、1000mg/L的銨標(biāo)準(zhǔn)溶液于25mL小燒杯中，浸入電極后加入1.0mL氫氧化鈉-Na2-EDTA溶液，在攪拌下，讀取穩(wěn)定的電位值（在1min內(nèi)變化不超過1mV時(shí)，即可讀數(shù)）。在半對數(shù)坐標(biāo)線繪制E-logc的校準(zhǔn)曲線。

3.水樣的測定

吸取10.00mL水樣，以下步驟與校準(zhǔn)曲線繪制相同。由測得的電位值，在校準(zhǔn)曲線上直接查得水樣的氨氮含量（mg/L）。

注意事項(xiàng)

（1）繪制校準(zhǔn)曲線時(shí)，可以根據(jù)水樣中氨氮含量，自行取舍三或四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)。

（2）試驗(yàn)過程中，應(yīng)避免由于攪拌器發(fā)熱而引起被測溶液溫度上升，影響電位值的測定。

（3）當(dāng)水樣酸性較大時(shí)，應(yīng)先用堿液調(diào)至中性后，再加離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)液進(jìn)行測定。

（4）水樣不要加氯化汞保存。

（5）攪拌速度應(yīng)適當(dāng)，不使形成渦流，避免在電極處產(chǎn)生氣泡。

（6）水樣中鹽類含量過高時(shí)，將影響測定結(jié)果。必要時(shí)，應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入相同量的鹽類，以消除誤差。

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