实验 硝酸盐

计算机8
硝酸盐
引言
本节所描述的测试是用于检测水样中硝酸根离子（NO3–）浓度。

本节中硝酸盐的浓度全
部以mg/L NO3–-N为单位。

NO3–-N表示以硝酸盐形式存在的氮。

淡水中硝酸根离子来自各种自然和工业源。

硝酸盐是动植物用来合成必需氨基酸的重要氮源。

地球上大多数的氮都是以氮气的形式存在空气中。

通过氮循环过程，氮气转化为动植物可利用的形式。

这些转化包括肥料的工业生产和自然生成，例如，豆科植物的固氮作用，动植物腐烂以及动物废弃物。

尽管淡水中硝酸盐的含量通常低于1mg/L，但是人为产生的硝酸盐可能会使硝酸盐浓度超过3mg/L。

这些来源包括动物饲料、施肥田地的径流或者是已处理的市政废水排回河流。

饮用水中硝酸盐浓度高于10mg/L可能会引起高铁血红蛋白症或蓝婴综合症等婴儿致命疾病。

在这些疾病中，硝酸盐将血红蛋白转化为无法运输氧的状态。

高硝酸盐浓度还会影响湖泊和池塘的健康状态，称之为富营养化，大量的水生植物和藻类会出现疯长。

在该过程中，水的气味和味道令人恶心，澄清度下降。

最终，湖底沉积大量的死亡生物质，在循环利用营养物质的过程中又会加剧该问题。

如果还有其他的必须营养物质，当硝酸盐含量低到0.50mg/L NO3–-N时，湖泊会出现藻类疯长。

在一些农业地区，地表水和地下水的硝酸盐污染已经成为了主要的生态问题。

尽管人们常常职责径流中的肥料，但是证据表明养殖饲料是现在农业硝酸盐污染的主要来源。

施肥田地里的径流仍然是硝酸盐的重要来源。

方法总结
方法1：硝酸根离子—选择电极
威尼尔硝酸根离子—选择电极（IES）是用于检测水中硝酸根离子浓度（mg/L NO3–-N），可以现场检测，也可以返回实验室检测。

硝酸盐
方法2：硝酸盐—色度计
威尼尔色度计是采用1个硝酸盐标准溶液和1个空白创建一条4点的硝酸盐的吸光度与浓
度的标准曲线。

该方法采用一个预选波长检测样品吸光度。

方法3：硝酸盐—SpectroVis+
威尼尔SpectroVis+分光光度计是采用4个硝酸盐标准液来创建一条4点的硝酸盐的吸光
度与浓度的标准曲线。

这种方法将采用其中一个标准液的吸光度确定的波长。

方法1：硝酸根离子—选择电极
材料
电脑
威尼尔电脑界面
Logger Pro软件
威尼尔硝酸根离—选择电极
硝酸盐标准液（1mg/L NO3–-N）
高浓度标准溶液（100mg/L NO3–-N）
蒸馏水
废物桶
取样容器（可选）
样品采集与储存
•该测试可以在实验室或现场进行。

大约需要100 mL水样。

•很重要的一点是，在保证安全的情况下，从离岸边尽可能远的水面以下采集水样。

如果无法抵达水体的合适取样区域，则可以制作由棒和容器组成的取样器用于采集
样品。

•如果无法在几小时内进行检测，请将样品存放在冰柜或冰箱中。

校正
1.将硝酸根离子—选择电极（ISE）置于高浓度硝酸盐标准溶液中至少30分钟。

要点：
确保ISE没有接触底部，小的白色触点被浸没。

确保ISE下面没有气泡。

2.校正硝酸盐ISE。

•如果老师让你使用储存的校准数据，直接进行到步骤4。

备注：仅推荐使用当天保存的ISE校准曲线。

•如果老师让你重新校准，则继续执行该步骤。

备注：建议在去现场之前进行校准。

硝酸盐
第一个校准点
a.确保硝酸盐ISE仍然在高浓度硝酸盐溶液中，并且将硝酸盐ISE与威尼尔界面相连，
在文件菜单中选择新建。

b.在实验菜单中选择校准►CH1：硝酸盐ISE，然后点击。

c.输入100作为标准液浓度（mg/L NO3–-N）用于第一个读数。

d.当电压稳定时，点击。

第二个校准点
e.用蒸馏水冲洗ISE，用纸巾或棉纸轻轻擦干。

擦拭膜时一定要非常轻柔。

要点：没
有仔细冲洗ISE就擦干会污染标准溶液。

f.将ISE末端放入低浓度标准液中（1mg/L NO3–-N）。

备注：确保ISE没有接触瓶
子底部，小的白色触点被浸没。

确保ISE下面没有裹挟气泡。

g.稍微摇晃溶液之后，拿住ISE，等待约60秒直到电脑屏幕上显示的电压读数稳定。

h.输入1作为标准液浓度（mg/L NO3–-N）用于第二个读数。

i.当采集读数2所显示的电压读数稳定时，点击。

3.将校准保存到传感器上。

a.选择校准存储选项卡。

b.单击“设置传感器校准”按钮，然后按照屏幕上的指示保存校准。

备注：ISE应经
常校正。

只有当储存的校正是当天完成时才可以直接使用。

c.点击。

d.用蒸馏水冲洗硝酸盐ISE，废水倒进废水桶，擦干探头。

e.如果将ISE带到现场，将套盖从短期的ISE浸泡瓶中取出，装入3/4体积的高浓度
标准液。

将瓶盖穿过ISE，然后插入瓶中，盖紧。

要点：不要让ISE离开浸泡液超
过24小时。

长期储存应放在长期ISE储存瓶中。

步骤
4.确保硝酸盐ISE连接到界面。

备注：ISE应浸泡在高浓度标准液中。

确保ISE没有接
触容器底部，小的白色触点被浸没。

5.在Logger Pro软件的威尼尔水质文件夹中，打开“08 硝酸盐ISE”文件。

6.用蒸馏水冲洗硝酸盐ISE，废水倒进废水桶，擦干探头。

7.将ISE尖端放入水样中。

备注：确保小的白色触点被浸没，ISE没有接触底部。

确保
ISE下面没有裹挟气泡。

8.稍微摇晃溶液之后，拿住ISE，等待约60秒直到读数稳定。

备注：如果读数稳定在
1mg/L，没有发生改变，说明校正没有保存，需要重新校正。

9.点击开始数据采集。

硝酸盐
10.一旦硝酸盐ISE读数稳定，点击开始10秒钟采样。

要点：将探头尖端浸没10
秒采集数据。

11.完成后，点击。

12.在数据表中记录NO3–-N 值。

13.用蒸馏水冲洗ISE尖端，废液倒入废液桶中，正确保存。

硝酸盐数据
地点信息
现场观测（例如：沿河的天气、地理和植被）
测试结果
硝酸盐
方法2：硝酸盐—色度计
材料
电脑
威尼尔电脑界面
Logger Pro软件
威尼尔色度计
硝酸盐还原剂
混合酸试剂
0.1g塑料称量勺
硝酸盐标准溶液（2.5 mg/L NO3–-N）
比色皿
棉纸（最好是无皮棉）
采样容器
10毫升量筒
两个100毫升烧杯
5个50毫升锥形烧瓶
5个胶塞
蒸馏水
样品采集与储存
•该测试可以在实验室或现场进行。

大约需要100 mL水样。

•很重要的一点是，在保证安全的情况下，从离岸边尽可能远的水面以下采集水样。

如果无法抵达水体的合适取样区域，则可以制作由棒和容器组成的取样器用于采集样品。

•如果无法在几小时内进行检测，请将样品存放在冰柜或冰箱中。

步骤
1.佩戴护目镜。

2.标注烧瓶，S表示样品，1-4表示标准液。

3.利用5.0毫升量筒量取10毫升水样到标注S的锥形瓶中。

4.制备系列硝酸盐标准液。

a.向100毫升烧杯中加入约30毫升2.5mg/L NO3–-N标准液。

向另一个100毫升的烧
杯中再加入30毫升蒸馏水。

硝酸盐
b.分别向1-4号锥形瓶中加入4.0、6.0、10.0和12.5毫升的2.5mg/L NO3–-N标准液。

c.向1-3号锥形瓶中分别加入6.0、4.0和2.0毫升的蒸馏水。

备注：锥形瓶4没有加
入蒸馏水。

d.旋转烧瓶使溶液充分混合。

每个测试中的体积和浓度总结如下。

5.
6.向装有锥形瓶1中溶液的量筒中加入5.0毫升混合酸试剂，总体积达到10.0毫升。

7.将量筒中溶液倒回锥形瓶中。

塞好锥形瓶，振荡。

8.重复步骤5-7，准备其它标准液。

9.在进行步骤10之前至少等待2分钟。

10.利用0.1g塑料称量勺给每个锥形瓶加入两勺（约0.2g）硝酸盐还原剂。

危险：粉末中
含有有毒金属镉。

11.塞好锥形瓶，以每分钟50-60次的速度颠倒4分钟。

12.为了达到最佳实验结果，等待10分钟使反应完全。

备注：瓶底残留少量未溶解的硝酸
盐还原剂将不会对结果产生不利影响。

13.在孔比色皿中装入蒸馏水作为空白。

为了正确使用比色皿，请牢记：
•所有的比色皿需要用棉纸将外侧擦拭干净、干燥。

•只能拿住比色皿粗糙面的两侧的上方。

•所有的溶液中不应该有气泡。

14.将威尼尔色度计连接到威尼尔界面。

15.在Logger Pro软件的威尼尔水质文件夹中，打开“08 硝酸盐色度计”文件。

16.校正色度计。

a.将空白放置在色度计的比色皿槽中，合上盖子。

b.按色度计上的“<”和“>”键将波长设置为565nm。

硝酸盐
c.按色度计上的CAL按钮校正。

当LED停止闪烁时，校正完成。

d.将空白从色度计中取出。

17.采集硝酸盐标准液的吸光度-浓度数据，创建标准曲线。

a.点击开始数据采集。

b.使用锥形瓶1中的溶液，冲洗比色皿两次，然后装入3/4体积的溶液。

合上比色皿
盖子。

用棉纸擦拭外面，将其放入色度计中。

c.合上盖子后，等待色度计上的吸光度值稳定，点击。

d.在编辑框中输入1.0作为浓度（mg/L NO3–-N），然后按回车键。

e.按老师指示，倒掉比色皿中溶液。

f.重复步骤b-e，检测锥形瓶2（1.5 mg/L），锥形瓶3（2.0 mg/L）和锥形瓶4（2.5
mg/L）。

g.点击。

h.按老师指示处理锥形瓶中剩余溶液。

危险：锥形瓶中残留的固体是有毒金属镉。

18.利用线性回归曲线绘制吸光度与浓度的关系图。

a.分析吸光度与浓度的关系图。

b.单击“线性拟合”按钮“”。

19.准备水样，以供测试。

a.向锥形瓶S中的样品中加入5.0毫升混合酸试剂，使总体积达到10.0毫升。

b.塞好锥形瓶，振荡。

在进行下一步骤之前至少等待2分钟。

c.利用0.1g塑料称量勺给每个锥形瓶加入两勺（约0.2g）硝酸盐还原剂。

危险：粉
末中含有有毒金属镉。

d.塞好锥形瓶，以每分钟5060次的速度颠倒4分钟。

e.为了达到最佳实验结果，等待10分钟使反应完全。

备注：瓶底残留少量未溶解的
硝酸盐还原剂将不会对结果产生不利影响。

20.确定样品的吸光度。

a.用锥形瓶S中的溶液冲洗比色皿两次，然后将其装满 3/4。

合上比色皿盖子。

擦拭
比色皿表面，将其放置在色度计的比色皿槽中，合上盖子。

b.在屏幕上监测吸光度值。

一旦数值稳定，记录在数据表。

c.按老师指示处理锥形瓶中剩余溶液。

危险：锥形瓶中残留的固体是有毒金属镉。

21.通过在标准曲线上线性内插吸光度值测定水样中硝酸盐浓度。

a.线性回归曲线仍然显示在图中，在分析菜单中选择插入。

b.沿着回归曲线移动光标，直到吸光度值几乎与步骤20中记录的吸光度相同时停止。

相对应的x值就是未知溶液的浓度（mg/L NO3–-N）。

c.在数据表中记录浓度。

22.测试完成后，根据老师指导倒掉剩余溶液。

危险：锥形瓶中残留的固体是有毒金属镉。

数据
地点信息
硝酸盐
现场观测（例如：沿河的天气、地理和植被）
测试结果
方法3：硝酸盐—SPECTROVIS+
材料
电脑
Logger Pro软件
威尼尔光谱SpectroVis+分光光度计
硝酸盐还原剂
混合酸试剂
0.1g塑料称量勺
硝酸盐标准溶液（2.5 mg/L NO3–-N）
硝酸盐
比色皿
棉纸（最好是无皮棉）
采样容器
10毫升量筒
两个100毫升烧杯
5个50毫升锥形烧瓶
5个胶塞
蒸馏水
样品采集与储存
•该测试可以在实验室或现场进行。

大约需要100 mL水样。

•很重要的一点是，在保证安全的情况下，从离岸边尽可能远的水面以下采集水样。

如果无法抵达水体的合适取样区域，则可以制作由棒和容器组成的取样器用于采集
样品。

•如果无法在几小时内进行检测，请将样品存放在冰柜或冰箱中。

步骤
1.佩戴护目镜。

2.标注烧瓶，S表示样品，1-4表示标准液。

3.利用5.0毫升量筒量取10毫升水样到标注S的锥形瓶中。

4.制备系列硝酸盐标准液。

a.向100毫升烧杯中加入约30毫升2.5mg/L NO3–-N标准液。

向另一个100毫升的烧
杯中再加入30毫升蒸馏水。

b.分别向1-4号锥形瓶中加入4.0、6.0、10.0和12.5毫升的2.5mg/L NO3–-N标准液。

c.向1-3号锥形瓶中分别加入6.0、4.0和2.0毫升的蒸馏水。

备注：锥形瓶4没有加
入蒸馏水。

d.旋转烧瓶使溶液充分混合。

硝酸盐
5.
6.向装有锥形瓶1中溶液的量筒中加入5.0毫升混合酸试剂，总体积达到10.0毫升。

7.将量筒中溶液倒回锥形瓶中。

塞好锥形瓶，振荡。

8.重复步骤5-7，准备其它标准液。

9.在进行步骤10之前至少等待2分钟。

10.利用0.1g塑料称量勺给每个锥形瓶加入两勺（约0.2g）硝酸盐还原剂。

危险：粉末中
含有有毒金属镉。

11.塞好锥形瓶，以每分钟50-60次的速度颠倒4分钟。

12.为了达到最佳实验结果，等待10分钟使反应完全。

备注：瓶底残留少量未溶解的硝酸
盐还原剂将不会对结果产生不利影响。

13.将空比色皿中加入蒸馏水作为空白。

为了正确使用比色皿，请牢记：
•所有的比色皿需要用棉纸将外侧擦拭干净、干燥。

•只能拿住比色皿粗糙面的两侧的上方。

•所有的溶液中不应该有气泡。

14.将SpectroVis+连上电脑。

15.校正SpectroVis+。

a.将空白放入分光光度计中。

b.在实验菜单中选择校正►分光光度计。

c.预热完成时，选择完成校正。

校正完成后点击。

d.将空白从分光光度计中取出。

16.确定监测硝酸盐样品的最佳波长。

a.使用锥形瓶3中的溶液，冲洗比色皿两次，然后装入3/4体积的溶液。

合上比色皿
盖子。

用棉纸擦拭外面，将其放入分光光度计中。

b.点击。

将显示吸光度与波长图谱。

点击。

c.为了设置数据采集模式及选择分析波长，点击配置光谱仪数据收集图标。

d.点击吸光度与浓度（在设置采集模式中）。

e.点击。

f.点击否。

图谱不需要不存。

17.采集空白和硝酸盐标准液的吸光度-浓度数据，创建标准曲线。

a.点击开始数据采集。

威尼尔水质
硝酸盐
b.使用锥形瓶1中的溶液，冲洗比色皿两次，然后装入3/4体积的溶液。

合上比色皿
盖子。

用棉纸擦拭外面，将其放入分光光度计中。

c.等待屏幕上显示的数值稳定，然后点击。

d.输入1.0作为浓度（mg/L NO3–-N），然后按回车键。

e.按老师指示，倒掉比色皿中溶液。

f.重复步骤b-e，检测锥形瓶2（1.5 mg/L），锥形瓶3（2.0 mg/L）和锥形瓶4（2.5
mg/L）。

g.完成后点击。

h.按老师指示，倒掉标准溶液。

危险：锥形瓶中残留的固体是有毒金属镉。

18.利用线性回归曲线绘制吸光度与浓度的关系图。

a.分析吸光度与浓度的关系图。

b.单击“线性拟合”按钮“”。

19.准备水样，以供测试。

a.向锥形瓶S中的样品中加入5.0毫升混合酸试剂，使总体积达到10毫升。

b.塞好锥形瓶，振荡。

在进行下一步骤之前至少等待2分钟。

c.利用0.1g塑料称量勺给每个锥形瓶加入两勺（约0.2g）硝酸盐还原剂。

危险：粉
末中含有有毒金属镉。

d.塞好锥形瓶，以每分钟50-60次的速度颠倒4分钟。

e.为了达到最佳实验结果，等待10分钟使反应完全。

备注：瓶底残留少量未溶解的
硝酸盐还原剂将不会对结果产生不利影响。

20.确定样品的吸光度。

a.用锥形瓶S中的溶液冲洗比色皿两次，然后将其装满 3/4。

合上比色皿盖子。

用棉
纸擦拭比色皿外面，将其放入分光光度计中。

b.在屏幕上监测吸光度值。

一旦数值稳定，记录在数据表。

备注：仪表中的读数是
实时的，因此，不需要点击来读取吸光度值。

c.按老师指示处理剩余溶液。

危险：锥形瓶中残留的固体是有毒金属镉。

21.通过在标准曲线上线性内插吸光度值测定水样中硝酸盐浓度。

a.线性回归曲线仍然显示在图中，在分析菜单中选择插入。

b.沿着回归曲线移动光标，直到吸光度值几乎与步骤20中记录的吸光度相同时停止。

相对应的x值就是未知溶液的浓度（mg/L NO3–-N）。

c.在数据表中记录浓度。

22.测试完成后，根据老师指导倒掉剩余溶液。

危险：锥形瓶中残留的固体是有毒金属镉。

数据
地点信息
威尼尔水质
硝酸盐
威尼尔水质
现场观测（例如：沿河的天气、地理和植被）测试结果。