污水处理氨氮的测定 15页

一．项目名称：水中氨氮的测定。二．项目任务：（1）.各种试剂的配置（2）、水样的处理及标准曲线的绘制三．测定方法：纳氏试剂比色法GB7479—87《水质铵的测定纳氏试剂比色法》四．项目目标：1、掌握絮凝沉淀法和蒸馏法进行水样预处理的操作技能。2、掌握用纳氏试剂比色法（标准法）测定氨氮的原理和技术五．项目意义：水中氨氮指以ＮＨ３和NH4＋形式存在的氮，当酸性较强时，主要以NH4+存在，相反，则以NH3存在。水中氨氮主要来自焦化厂、合成氨化肥厂等某些工业废水，农业排放水以及生活污水中所含的含氮有机物受到水中微生物的分解作用后，逐渐变成较简单的化合物，即有蛋白性物质分解成肽、氨基酸等，最后产生氨。\n在地下水中，由与硝酸盐于铁作用也会分解产生NH4+。此外，沼泽水中腐殖酸能将硝酸盐还原成氨，故沼泽中含有较大量的ＮＨ４＋。由此可知，水中氨的来源很多，但以含氮有机物被微生物氧化分解为主。在发生生物化学反应过程中，含氮有机物含量不断减少；而含无机氮化合物渐渐增加。若无氧存在，氨即为最终产物。有氧存在，氨继续分解并被微生物转变成亚硝酸盐、硝酸盐，此作用称为硝化作用。这时，含氮有机化合物显然已由复杂的有机物变为无机性硝酸盐，含氮有机化合物完成了“无极化”作用。　　　　　　　　在水质分析中，通过测定各类含氮化合物，可以推测水被污染的情况即当前的分解趋势。水体的自净作用包括含氮有机物逐渐转变为氨、亚硝酸盐和硝酸盐的过程。这种变化进行时，水中的致病细菌也逐渐消除，所以测定各类含氮有机物，有助于了解水体的自净情况。如果水中主要含有机氮和氨氮，可以认为此水最近受到污染，有严重危险。水中氮的大部分如以硝酸盐的形式存在，则可认为污染已久，对于卫生影响不大或几乎无影响。通常水中硝酸盐氮为０.１　～１.０ｍｇ／Ｌ。六．检测单位：环境0815水质分析中心七．操作时间：2009年4月15日——2009年4月18日八．项目内容：（1）、氨氮的蒸馏（2）、标准比色列的配置（3）、标准曲线的绘制九．准备工作：\n1、原理：碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应，生成淡红棕色胶态化合物，其颜色深浅与氨氮含量成正比，通常可在波长410-425nm范围内测其吸光度，计算其含量。本法最低检出浓度为0.025mg/L，测定上限为2mg/L。水样作适当的预处理后，本法可适用于地表水、地下水、工业废水和生活污水中氨氮的测定。2、实验仪器、设备（1）．氨氮蒸馏装置。（2）．分光光度计。（3）．pH计。（4）．50mL比色管。(5).1mL、5mL和10mL吸管。3、．实验试剂(1)．无氨水：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。(2)．1mol/LHCl。(3)．1mol/LNaOH。(4)．轻质MgO：将MgO在500℃下加热，以除去碳酸盐。(5)．0.05%溴百里酚蓝指示剂。(6)．硼酸吸收液：称取20g硼酸溶于无氨水，稀释至1L。(7)．10%ZnSO4：称取10gZnSO4溶于无氨水，稀释至100mL。\n(8)．25%NaOH：称取25g氢氧化钠溶于无氨水，稀释至100mL，贮于聚乙烯瓶中。(9)．纳氏试剂：可选择下列方法之一制备：①称取碘化钾5g，溶于10mL无氨水中，边搅拌边分次少量加入二氯化汞（HgCl2）粉末2.5g，直至出现微量朱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。将上述溶液徐徐注入氢氧化钾溶液中（15g氢氧化钾溶于50mL无氨水中，冷却至室温），以无氨水稀释至100mL，混匀。于暗处静置过夜，将上清液移入聚乙烯瓶中，密塞保存。此试剂至少可稳定一个月。②称取16g氢氧化钠，溶于50mL无氨水中，冷却至室温。另称取7HgI2）分别用少量无氨水溶解，再混合，然后将此混合液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中，用无氨水稀释至100mL，贮于聚乙烯瓶中，密塞于暗处保存，有效期可达一年。(10)．酒石酸钾钠溶液：称取50g酒石酸钾钠（KNaC4H4O6˙4H2O）溶于无氨水中，定容至100mL。(11)．铵标准贮备液：称取3.8190g经100℃烘干过的优级纯氯化铵（NH4Cl）溶于无氨水中，定容至1000mL容量瓶中。此溶液NH3-N浓度为1.00mg/mL。(12)．铵标准使用液：移取5.00mL铵标准贮备液于500mL容量瓶中，用无氨水稀释至标线。此溶液NH3-N浓度为0.01mg/mL。\n十、操作步骤：1．水样预处理：（对于清洁水样，可直接测定）（1）絮凝沉淀法：取100mL混匀水样，加1.0mL的10%硫酸锌溶液和0.2～0.3mL的25%氢氧化钠溶液，调节pH值约10.5，混匀，放置20min使之沉淀。取上清液用经无氨水充分洗涤过的中速定量滤纸过滤，弃去25mL初滤液后，接取滤液供测定用。（2）蒸馏法：取250mL水样（如氨氮含量较高，可取适量并加水至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，用氢氧化钠溶液和盐酸溶液调节至pH=7左右。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（50mL硼酸溶液）液面下。加热蒸馏，至馏出液达200mL时，停止蒸馏，定容至250mL。氨氮蒸馏装置1.凯氏烧瓶；2.定氮球；3.直形冷凝管；4.收集瓶；5.电炉\n2．标准曲线的绘制：吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.00mL铵标准使用液分别于50mL比色管中，加无氨水至标线，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，以蒸馏水为参比，测定吸光度。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m（mg）对校正吸光度的标准曲线。具体配制见下表。氨氮标准系列管号01234560.01mg/mL铵标准使用液（mL）00.501.003.005.007.0010.00酒石酸钾钠溶液(mL)1.01.01.01.01.01.01.0纳氏试剂(mL)1.51.51.51.51.51.51.5氨氮含量m(mg)00.0050.010.030.050.070.10原吸光度AnA0A1A2A3A4A5A6经试剂空白修正后吸光度A(An-A0)A0-A00A1-A0A2-A0A3-A0A4-A0A5-A0A6-A0\n3．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。以下同标准曲线的绘制。（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1.5mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，同标准曲线步骤测量吸光度。测出水样的吸光度AX=      （测三次取平均值），扣除试剂空白吸光度A0后，即AX-A0=      ，从标准曲线上查出相应的氨氮含量mX（mg）。4．空白试验：以无氨水代替水样，作全程序空白测定。5．计算由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后，从标准曲线上查得氨氮含量（mg），按下式计算：氨氮（N，mg/L）= m×1000/V式中：mx——从标准曲线上查得氨氮含量，mg；V——水样体积，mL。6．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）\n．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玷污。（3）．水样有颜色、浑浊和含钙、镁、铁等金属离子及硫化物、醛和酮类等均干扰测定，需作相应的预处理（絮凝沉淀或蒸馏），对金属离子的干扰，可加适量的掩蔽剂（酒石酸钾钠）加以消除。十一、参考资料（二）纳氏试剂比色法（仪器法）一．实验目的1．掌握絮凝沉淀法和蒸馏法进行水样预处理的操作技能。2．掌握用纳氏试剂比色法（仪器法）测定氨氮的原理和技术。3．掌握便携式氨氮测定仪的使用方法。二．实验原理碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应，生成淡红棕色胶态化合物，其颜色深浅与氨氮含量成正比，通常可在波长410-425nm范围内测其吸光度，计算其含量。本法最低检出浓度为0.02mg/L，测定上限为10mg/L。水样作适当的预处理后，本法可适用于地表水、地下水、工业废水和生活污水中氨氮的测定。三．实验仪器、设备1．氨氮蒸馏装置（同标准法）。2．CM-03N型便携式氨氮测定仪。3．pH计。\n4．10mL专用比色管。5．1mL和5mL吸管。四．实验试剂1．无氨水：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。2．1mol/LHCl。3．1mol/LNaOH。4．轻质MgO：将MgO在500℃下加热，以除去碳酸盐。5．0.05%溴百里酚蓝指示剂。6．硼酸吸收液：称取20g硼酸溶于无氨水，稀释至1L。7．10%ZnSO4：称取10gZnSO4溶于无氨水，稀释至100mL。8．25%NaOH：称取25g氢氧化钠溶于无氨水，稀释至100mL，贮于聚乙烯瓶中。9．纳氏试剂：可选择下列方法之一制备：①称取碘化钾5g，溶于10mL无氨水中，边搅拌边分次少量加入二氯化汞（HgCl2）粉末2.5g，直至出现微量朱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。将上述溶液徐徐注入氢氧化钾溶液中（15g氢氧化钾溶于50mL无氨水中，冷却至室温），以无氨水稀释至100mL，混匀。于暗处静置过夜，将上清液移入聚乙烯瓶中，密塞保存。此试剂至少可稳定一个月。\n②称取16g氢氧化钠，溶于50mL无氨水中，冷却至室温。另称取7g碘化钾和10g碘化汞（HgI2）分别用少量无氨水溶解，再混合，然后将此混合液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中，用无氨水稀释至100mL，贮于聚乙烯瓶中，密塞于暗处保存，有效期可达一年。10．酒石酸钾钠溶液：称取50g酒石酸钾钠（KNaC4H4O6˙4H2O）溶于无氨水中，定容至100mL。11．铵标准贮备液：称取3.8190g经100℃烘干过的优级纯氯化铵（NH4Cl）溶于无氨水中，定容至1000mL容量瓶中。此溶液NH3-N浓度为1.00mg/mL。12．铵标准使用液：移取5.00mL铵标准贮备液于500mL容量瓶中，用无氨水稀释至标线。此溶液NH3-N浓度为0.01mg/mL。五．实验步骤1．水样预处理：（对于清洁水样，可直接测定）（1）絮凝沉淀法：取100mL混匀水样，加1.0mL的10%硫酸锌溶液和0.2～0.3mL的25%氢氧化钠溶液，调节pH值约10.5，混匀，放置20min使之沉淀。取上清液用经无氨水充分洗涤过的中速定量滤纸过滤，弃去25mL初滤液后，接取滤液供测定用。\n（2）蒸馏法：取250mL水样（如氨氮含量较高，可取适量并加水至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，用氢氧化钠溶液和盐酸溶液调节至pH=7左右。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（50mL硼酸溶液）液面下。加热蒸馏，至馏出液达200mL时，停止蒸馏，定容至250mL。2．标准曲线的测定：取七支10mL专用比色管，按下表配制标准系列。吸取0、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00和5.00mL铵标准使用液于比色管中，用无氨水补足到5mL，相应的氨氮浓度值为：0、0.40、1.00、2.00、4.00、8.00和10.00mg/L，加0.1mL酒石酸钾钠溶液，混匀。加0.15mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，以蒸馏水为参比，测定标准曲线。先以0mL标准样作为空白，放入CM-03N型便携式氨氮测定仪中进行比色，其吸光度作为此时测定仪的零点，然后依次放入氨氮浓度值为0.40、1.00、2.00、4.00、8.00和10.00mg/L标准样的专用比色管。依次测得吸光度，并输入相应的已知氨氮浓度值，按“·”结束输入，测定仪会根据最小二乘法自动计算出0～10.00mg/L的标准曲线的b值、a值、r值。将测得的标准曲线保存，以备用于未知浓度的水样测定。氨氮标准系列管号01234560.01mg/mL铵标准使用液（mL）00.200.501.002.004.005.00无氨水（mL）5.004.804.504.003.001.000.00酒石酸钾钠溶液(mL)0.10.10.10.10.10.10.1\n纳氏试剂(mL)0.150.150.150.150.150.150.15氨氮浓度C(mg/L)00.401.002.004.008.0010.00吸光度AnA0A1A2A3A4A5A6 得出b=      （曲线的斜率），a=      （曲线的截距），r=      （相关系数），则标准曲线相应的回归方程为：C=  b  A+  a  （其中C为氨氮浓度，A为吸光度）。3．水样的测定：（1）取5mL经絮凝沉淀预处理后的水样（使氨氮浓度不超过10mg/L），加入10mL专用比色管中，加0.1mL酒石酸钾钠溶液，混匀。加0.15mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，用上述步骤测得的标准曲线，以0mL标准样作为空白，进行比色测定，测定仪自动显示出水样的吸光度及氨氮浓度值。水样AX=      ，氨氮浓度CX=      mg/L。（2）取5mL经蒸馏预处理后的馏出液，加入10mL专用比色管中，加一定量1mol/L氢氧化钠溶液以中和硼酸。加0.15mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，以下操作与絮凝沉淀预处理后的水样测定相同。六．注意事项\n1．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玷污。3．水样有颜色、浑浊和含钙、镁、铁等金属离子及硫化物、醛和酮类等均干扰测定，需作相应的预处理（絮凝沉淀或蒸馏），对金属离子的干扰，可加适量的掩蔽剂（酒石酸钾钠）加以消除。\n十二、学生自我评价表学生自评表项目名称：水中浊度的测定姓名武本奎学号31班级环境0815班日期2009-4-15准备步骤操作内容系数分值得分1.无氨水的配置2.硼酸吸收液的配置3.10%ZnSO4的配置4.25%NaOH的配置5.纳氏试剂的配置6.铵标准贮备液的配置7.铵标准使用液的配置操作步骤1.水样预处理2.标准曲线的绘制3.水样的测定4、空白试验5、数据处理个人操作时间提前完成：当日□五日□准时完成：当日□五日□超时完成：当日□五日□\n自我评价操作失误：较好方面：注意事项：