水和废水中总氮测定的关键问题研究
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盐酸溶液体积分数 ( 1 + 9 ) :量取 1 体积盐酸 (ρ= 1. 18 g /mL ) 与 9体积无氨水混合均匀 。
硫酸溶液体积分数 ( 1 + 35) :量取 1体积硫酸 (ρ= 1. 84 g /mL )与 35体积无氨水混合均匀 。
3 分析步骤 3. 1 水样预处理
(1 ) 分 别 用 酸 度 计 测 试 各 水 样 的 pH , 用 20 g /L 氢氧化钠溶液或 1 + 35体积分数硫酸溶液 调节水样的 pH ,确保水样 pH在 5～9之间 。
( 2)若水样中含有 C r6 + 及 Fe3 + 时 ,会干扰测 定 ,可于待测水样中加入 5%的盐酸羟胺溶液 1 ～ 2 mL ,以消除其对测定的影响 。
( 3)若水样中含有 CO23 - 盐及 HCO3- 盐时 ,将 干扰测定 ,在消解后于各管中加入 1 + 9 体积分数 的盐酸溶液 ,可消除其对测定的影响 。
第 21卷 第 5期 2 0 0 8年 1 0月
·监测技术 ·
污染防治技术 POLLUTION CONTROL TECHNOLOGY
Vol. 21, No. 5 Oct. , 2 0 0 8
水和废水中总氮测定的关键问题研究
张 钧 , 张庆军 (泰州市环境监测中心站 , 江苏 泰州 225300)
由上述标准系列溶液测得的吸光度 ,减去零浓 度空白管的吸光度 ,得到校正的吸光度 ,绘制以总 氮含量 (mg)对校正吸光度 (A )的校准曲线 。 3. 3 水样的测定
收稿日期 : 2008 - 08 - 11 作者简介 :张 钧 ( 1979—) ,男 ,江苏姜堰人 ,硕士 ,从事环境 监测与评价工作 。
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张 钧等 1水和废水中总氮测定的关键问题研究
第 21卷 第 5期
方法原理 、仪器与试剂 、分析步骤和一些关键性操 作技术问题进行探讨 ,同时给出了总氮测定过程中 常见操作技术问题的解决方法 。
关键词 :总氮 ;紫外分光光度法 ;水和废水 ;关键问题 中图分类号 : X83015; X832 文献标识码 : A
Stud ies on Key Issues in the D eterm ina tion of Tota l N itrogen in W a ter and W a stewa ter
Key words: total nitrogen; UV spectrophotometric meΒιβλιοθήκη Baiduhod; water and wastewater; key issues
在天然水和废水中 ,氮以亚硝酸盐 、硝酸盐 、无 机铵盐 、溶解态氨等无机态氮和蛋白质 、氨基酸 、尿 素 、叠氮化合物 、联氮 、偶氮 、腙类 、腈类等有机态氮 形式存在 ,总氮是无机氮和有机氮之和 。一般天然 水中的总氮含量不高 ,随着人类活动的加剧 ,大量 生活污水 、农田废水或含氮工业废水排入水体 ,使 水体中有机氮和无机氮化合物含量增加 ,生物和微 生物类的大量繁殖 ,消耗水体中的溶解氧 ,使水体 质量恶化 。当湖泊 、水库中含有过量的氮 、磷类等 物质时 ,就会造成浮游生物繁殖旺盛 ,出现富营养 化状态 [ 1 ] 。
(4)若水样无色 、透明 、澄清 ,可直接吸取适量 水样以供分析 ;若水样浑浊 、带色 ,可在水样经过氧 化消解定容后 ,待水样澄清 ,移取上清液测定分析 。
(5)样品在预处理时 ,要防止空气中可溶性含 氮化合物的污染 ,分析室应避开氨或硝酸等挥发性 化合物 。 3. 2 校准曲线的绘制
(1)于 8支 25 mL 具塞玻璃磨口比色管中 ,用 分度 吸 管 分 别 加 入 0、0. 50、1. 00、2. 00、3. 00、 5. 00、7. 00、8. 00 mL 硝酸钾标准使用液 ,用无氨水 稀释至 10 mL 标线 ;
(2)向各管中加入 5 mL 碱性过硫酸钾溶液 , 塞紧磨口塞 ,用纱布和棉线裹紧管塞 ,以防溅出 ;
2008年 10月
张 钧等 1水和废水中总氮测定的关键问题研究
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(3)将比色管置于压力蒸汽消毒器中 , 加热 0. 5 h,放气使压力指针回零 。然后升温至 120 ～ 124 ℃开始计时 (或将比色管置于民用压力锅中 , 加热至顶压阀吹气开始计时 ) ,使比色管在过热水 蒸汽中加热 0. 5 h;
在受污染的地表水和地下水体的水质评价指 标中 ,总氮是衡量水体富营养化程度的重要指标之 一 。测定水和废水中总氮的方法 ,通常采用过硫酸
钾氧化 ,使有机氮和无机氮化合物转变为硝酸盐 后 ,再以紫外法 、偶氮比色法 、以及离子色谱法 ,或 气相分子吸收法进行测定 。过硫酸钾氧化 - 紫外 分光光度法 ,由于操作步骤较为简单 ,不用加强酸 、 强碱等有害物质 ,而被作为测定总氮首选的国标经 典方法 。但该方法在测定过程中 ,受试剂纯度 、器 皿 、消解温度 、消解时间 、实验室环境等因素的影 响 ,其准确度难以掌控 。考虑到环境监测工作的实 际 ,文中主要以分析频率较高的地表水和工业废水 为例 ,应用《碱性过硫酸钾氧化 - 紫外分光光度 法 》( GB 11894—1989) ,对水和废水中总氮测定的
硝酸钾标准使用液质量浓度 ( 10. 00 μg /mL ) : 临用时 ,将标准贮备液用无氨水稀释 10倍而得 。
碱性 过 硫 酸 钾 溶 液 : 称 取 40 g 过 硫 酸 钾 ( K2 S2 O8 ) ,另称取 15 g氢氧化钠 (NaOH ) ,溶于无 氨水中 ,稀释至 1 000 mL ,溶液存放于聚乙烯瓶内 , 最长可贮存一周 。
无氨水 : 每升去 离子水 或蒸馏水 中 , 加入
0. 1 mL 硫酸 (ρ= 1. 84 g /mL ) ,在全玻璃蒸馏器中 重蒸馏 ,弃去 50 mL 初蒸馏液 ,接取其余馏出液于 具塞磨口的玻璃瓶中 ,密塞保存 。
硝酸钾标准贮备液质量浓度 ( 100 μg /mL ) :称 取 0. 721 8 g经 105～110 ℃烘干 4 h的优级纯硝 酸钾 ( KNO3 ) ,溶于无氨水中 ,移至 1 000 mL 容量 瓶中 ,定容 。将此贮备液于 2～5 ℃密塞冷藏保存 , 或加入 1～2 mL三氯甲烷为保护剂 ,于室温暗处保 存 ,可稳定 6个月 。
3H2 O + CO2 ( 3) NaNO2 + [O ] →NaNO3 由于硝酸根离子在紫外线波长 220 nm 处有特
征性的最大吸收 ,溶解的有机物在 220 nm 处也会
有吸收 ,而硝酸根离子在 275 nm 处基本没有吸收 。
因此 ,可将消解后的溶液用紫外分光光度计于不同
波长 (220 nm、275 nm )下测得吸光度值 ,然后根据 校正公式 :ρ(As ) =ρ(As220 ) - 2ρ(As275 ) ;ρ(Ab ) = ρ(Ab220 ) - 2ρ(Ab275 ) , 求 出 校 正 吸 光 度 ρ(Ar ) = ρ(As ) - ρ(Ab ) ,并按照 ρ(Ar )与相应的含量 ,计算 出校准曲线和样品中总氮的含量 。采用这种方法
摘 要 :结合环境监测工作的实际 ,应用国标经典分析方法 ———《碱性过硫酸钾氧化 - 紫外分光光度法 》( GB 11894— 1989) ,对水和废水中总氮的测定进行了系统的研究 。概述了方法的原理 ,简介了方法的分析步骤 ,深入探讨了运用该方法 进行水和废水中总氮测定的一些关键操作技术问题 ,指出在标准分析方法的基础上 ,选用纯度较高的过硫酸钾 ,提高氧化 消解温度至 126～127 ℃,延长过硫酸钾的氧化消解时间至 50 m in,消解后自然冷却 2～3 h,能确保水样总氮分析的精密度 和准确度 。
(4)自然冷却 ,开阀放气 ,移去外盖 ,取出比色 管并冷至室温 ;
(5)向各管中加入 ( 1 + 9 )的盐酸溶液 1 mL , 用无氨水稀释至 25 mL 标线 ;
(6)在紫外分光光度计上 ,以无氨水作参比 , 用光 程 10 mm 石 英 比 色 皿 分 别 在 220 nm 及 275 nm 波长处测定吸光度 。
1 方法原理
该方法的原理 [ 1 ]是在 60 ℃以上的水溶液中 ,
过硫酸钾按如下反应式分解 ,生成氢离子和原子
态氧 :
Δ
K2 S2 O8 + H2 O
2KHSO4 + [O ]
KHSO4 →K+ + HSO4-
H SO4- →H + + SO24 -
加入氢氧化钠 ,用以中和氢离子 ,使过硫酸钾
分解完全 。分解出的原子态氧 ,在 120～124 ℃的
ZHANG Jun, ZHANG Q ing2jun ( Ta izhou Environm en ta l M on itoring Cen ter, Ta izhou, J iangsu 225300, Ch ina)
Abstract: Combined w ith the work p ractice of environmental monitoring, the app lication of the national standard classical ana2 lytical method - A lkaline potassium persulfate digestion - UV spectrophotometric method ( GB11894—1989) to the determ ination of total nitrogen in water and waste water was studied systematicly. The p rincip le of the method was summed up, the analysis step s of the method was briefly introduced, some key operating technology p roblem s in the determ ination of ammonia nitrogen in water and waste water by using this method have been analyzed in dep th, it was pointed out that on the base of standard method, through cho2 sing the high - purity potassium persulfate, imp roving the temperature of oxidation and digestion to 126～127 centigrade, p rolonging the time of oxidation and digestion for potassium persulfate to 50 m inutes and cooling 2～3 hours after heating, the accuracy and p re2 cision in the analysis of total nitrogen of water samp les can be guaranteed.
碱性介质条件下 ,可将水样中的氨氮 、亚硝酸盐氮
和大部分的有机氮化合物氧化成硝酸盐 。
以 CO (NH2 ) 2 代表可溶有机氮合物 ,各形态 氮氧化示意式如下 :
(1) (NH4 ) 2 SO4 + 4N aOH + 8 [ O ] →2N aNO3 +
Na2 SO4 + 6H2 O ( 2) CO (NH2 ) 2 + 2NaOH + 8 [ O ] →2N aNO3 +
进行检测的优点是 ,步骤相对简单 ,所需试剂较少 ,
且不用加强酸 、强碱等有害物质 ,所使用的仪器设
备一般实验室都具备 。
2 仪器与试剂 2. 1 仪器设备 紫外光分光光度计 ; 10 mm 石英比色皿 ;医用
手提式压力蒸汽消毒器 , 或民用压力锅 (压力为 1. 1 ～ 1. 4 kg / cm2 , 相 应 温 度 为 120 ～ 124 ℃) ; 25 mL 具塞玻璃磨口比色管 ;纱布和棉线 。 2. 2 原料与试剂
硫酸溶液体积分数 ( 1 + 35) :量取 1体积硫酸 (ρ= 1. 84 g /mL )与 35体积无氨水混合均匀 。
3 分析步骤 3. 1 水样预处理
(1 ) 分 别 用 酸 度 计 测 试 各 水 样 的 pH , 用 20 g /L 氢氧化钠溶液或 1 + 35体积分数硫酸溶液 调节水样的 pH ,确保水样 pH在 5～9之间 。
( 2)若水样中含有 C r6 + 及 Fe3 + 时 ,会干扰测 定 ,可于待测水样中加入 5%的盐酸羟胺溶液 1 ～ 2 mL ,以消除其对测定的影响 。
( 3)若水样中含有 CO23 - 盐及 HCO3- 盐时 ,将 干扰测定 ,在消解后于各管中加入 1 + 9 体积分数 的盐酸溶液 ,可消除其对测定的影响 。
第 21卷 第 5期 2 0 0 8年 1 0月
·监测技术 ·
污染防治技术 POLLUTION CONTROL TECHNOLOGY
Vol. 21, No. 5 Oct. , 2 0 0 8
水和废水中总氮测定的关键问题研究
张 钧 , 张庆军 (泰州市环境监测中心站 , 江苏 泰州 225300)
由上述标准系列溶液测得的吸光度 ,减去零浓 度空白管的吸光度 ,得到校正的吸光度 ,绘制以总 氮含量 (mg)对校正吸光度 (A )的校准曲线 。 3. 3 水样的测定
收稿日期 : 2008 - 08 - 11 作者简介 :张 钧 ( 1979—) ,男 ,江苏姜堰人 ,硕士 ,从事环境 监测与评价工作 。
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张 钧等 1水和废水中总氮测定的关键问题研究
第 21卷 第 5期
方法原理 、仪器与试剂 、分析步骤和一些关键性操 作技术问题进行探讨 ,同时给出了总氮测定过程中 常见操作技术问题的解决方法 。
关键词 :总氮 ;紫外分光光度法 ;水和废水 ;关键问题 中图分类号 : X83015; X832 文献标识码 : A
Stud ies on Key Issues in the D eterm ina tion of Tota l N itrogen in W a ter and W a stewa ter
Key words: total nitrogen; UV spectrophotometric meΒιβλιοθήκη Baiduhod; water and wastewater; key issues
在天然水和废水中 ,氮以亚硝酸盐 、硝酸盐 、无 机铵盐 、溶解态氨等无机态氮和蛋白质 、氨基酸 、尿 素 、叠氮化合物 、联氮 、偶氮 、腙类 、腈类等有机态氮 形式存在 ,总氮是无机氮和有机氮之和 。一般天然 水中的总氮含量不高 ,随着人类活动的加剧 ,大量 生活污水 、农田废水或含氮工业废水排入水体 ,使 水体中有机氮和无机氮化合物含量增加 ,生物和微 生物类的大量繁殖 ,消耗水体中的溶解氧 ,使水体 质量恶化 。当湖泊 、水库中含有过量的氮 、磷类等 物质时 ,就会造成浮游生物繁殖旺盛 ,出现富营养 化状态 [ 1 ] 。
(4)若水样无色 、透明 、澄清 ,可直接吸取适量 水样以供分析 ;若水样浑浊 、带色 ,可在水样经过氧 化消解定容后 ,待水样澄清 ,移取上清液测定分析 。
(5)样品在预处理时 ,要防止空气中可溶性含 氮化合物的污染 ,分析室应避开氨或硝酸等挥发性 化合物 。 3. 2 校准曲线的绘制
(1)于 8支 25 mL 具塞玻璃磨口比色管中 ,用 分度 吸 管 分 别 加 入 0、0. 50、1. 00、2. 00、3. 00、 5. 00、7. 00、8. 00 mL 硝酸钾标准使用液 ,用无氨水 稀释至 10 mL 标线 ;
(2)向各管中加入 5 mL 碱性过硫酸钾溶液 , 塞紧磨口塞 ,用纱布和棉线裹紧管塞 ,以防溅出 ;
2008年 10月
张 钧等 1水和废水中总氮测定的关键问题研究
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(3)将比色管置于压力蒸汽消毒器中 , 加热 0. 5 h,放气使压力指针回零 。然后升温至 120 ～ 124 ℃开始计时 (或将比色管置于民用压力锅中 , 加热至顶压阀吹气开始计时 ) ,使比色管在过热水 蒸汽中加热 0. 5 h;
在受污染的地表水和地下水体的水质评价指 标中 ,总氮是衡量水体富营养化程度的重要指标之 一 。测定水和废水中总氮的方法 ,通常采用过硫酸
钾氧化 ,使有机氮和无机氮化合物转变为硝酸盐 后 ,再以紫外法 、偶氮比色法 、以及离子色谱法 ,或 气相分子吸收法进行测定 。过硫酸钾氧化 - 紫外 分光光度法 ,由于操作步骤较为简单 ,不用加强酸 、 强碱等有害物质 ,而被作为测定总氮首选的国标经 典方法 。但该方法在测定过程中 ,受试剂纯度 、器 皿 、消解温度 、消解时间 、实验室环境等因素的影 响 ,其准确度难以掌控 。考虑到环境监测工作的实 际 ,文中主要以分析频率较高的地表水和工业废水 为例 ,应用《碱性过硫酸钾氧化 - 紫外分光光度 法 》( GB 11894—1989) ,对水和废水中总氮测定的
硝酸钾标准使用液质量浓度 ( 10. 00 μg /mL ) : 临用时 ,将标准贮备液用无氨水稀释 10倍而得 。
碱性 过 硫 酸 钾 溶 液 : 称 取 40 g 过 硫 酸 钾 ( K2 S2 O8 ) ,另称取 15 g氢氧化钠 (NaOH ) ,溶于无 氨水中 ,稀释至 1 000 mL ,溶液存放于聚乙烯瓶内 , 最长可贮存一周 。
无氨水 : 每升去 离子水 或蒸馏水 中 , 加入
0. 1 mL 硫酸 (ρ= 1. 84 g /mL ) ,在全玻璃蒸馏器中 重蒸馏 ,弃去 50 mL 初蒸馏液 ,接取其余馏出液于 具塞磨口的玻璃瓶中 ,密塞保存 。
硝酸钾标准贮备液质量浓度 ( 100 μg /mL ) :称 取 0. 721 8 g经 105～110 ℃烘干 4 h的优级纯硝 酸钾 ( KNO3 ) ,溶于无氨水中 ,移至 1 000 mL 容量 瓶中 ,定容 。将此贮备液于 2～5 ℃密塞冷藏保存 , 或加入 1～2 mL三氯甲烷为保护剂 ,于室温暗处保 存 ,可稳定 6个月 。
3H2 O + CO2 ( 3) NaNO2 + [O ] →NaNO3 由于硝酸根离子在紫外线波长 220 nm 处有特
征性的最大吸收 ,溶解的有机物在 220 nm 处也会
有吸收 ,而硝酸根离子在 275 nm 处基本没有吸收 。
因此 ,可将消解后的溶液用紫外分光光度计于不同
波长 (220 nm、275 nm )下测得吸光度值 ,然后根据 校正公式 :ρ(As ) =ρ(As220 ) - 2ρ(As275 ) ;ρ(Ab ) = ρ(Ab220 ) - 2ρ(Ab275 ) , 求 出 校 正 吸 光 度 ρ(Ar ) = ρ(As ) - ρ(Ab ) ,并按照 ρ(Ar )与相应的含量 ,计算 出校准曲线和样品中总氮的含量 。采用这种方法
摘 要 :结合环境监测工作的实际 ,应用国标经典分析方法 ———《碱性过硫酸钾氧化 - 紫外分光光度法 》( GB 11894— 1989) ,对水和废水中总氮的测定进行了系统的研究 。概述了方法的原理 ,简介了方法的分析步骤 ,深入探讨了运用该方法 进行水和废水中总氮测定的一些关键操作技术问题 ,指出在标准分析方法的基础上 ,选用纯度较高的过硫酸钾 ,提高氧化 消解温度至 126～127 ℃,延长过硫酸钾的氧化消解时间至 50 m in,消解后自然冷却 2～3 h,能确保水样总氮分析的精密度 和准确度 。
(4)自然冷却 ,开阀放气 ,移去外盖 ,取出比色 管并冷至室温 ;
(5)向各管中加入 ( 1 + 9 )的盐酸溶液 1 mL , 用无氨水稀释至 25 mL 标线 ;
(6)在紫外分光光度计上 ,以无氨水作参比 , 用光 程 10 mm 石 英 比 色 皿 分 别 在 220 nm 及 275 nm 波长处测定吸光度 。
1 方法原理
该方法的原理 [ 1 ]是在 60 ℃以上的水溶液中 ,
过硫酸钾按如下反应式分解 ,生成氢离子和原子
态氧 :
Δ
K2 S2 O8 + H2 O
2KHSO4 + [O ]
KHSO4 →K+ + HSO4-
H SO4- →H + + SO24 -
加入氢氧化钠 ,用以中和氢离子 ,使过硫酸钾
分解完全 。分解出的原子态氧 ,在 120～124 ℃的
ZHANG Jun, ZHANG Q ing2jun ( Ta izhou Environm en ta l M on itoring Cen ter, Ta izhou, J iangsu 225300, Ch ina)
Abstract: Combined w ith the work p ractice of environmental monitoring, the app lication of the national standard classical ana2 lytical method - A lkaline potassium persulfate digestion - UV spectrophotometric method ( GB11894—1989) to the determ ination of total nitrogen in water and waste water was studied systematicly. The p rincip le of the method was summed up, the analysis step s of the method was briefly introduced, some key operating technology p roblem s in the determ ination of ammonia nitrogen in water and waste water by using this method have been analyzed in dep th, it was pointed out that on the base of standard method, through cho2 sing the high - purity potassium persulfate, imp roving the temperature of oxidation and digestion to 126～127 centigrade, p rolonging the time of oxidation and digestion for potassium persulfate to 50 m inutes and cooling 2～3 hours after heating, the accuracy and p re2 cision in the analysis of total nitrogen of water samp les can be guaranteed.
碱性介质条件下 ,可将水样中的氨氮 、亚硝酸盐氮
和大部分的有机氮化合物氧化成硝酸盐 。
以 CO (NH2 ) 2 代表可溶有机氮合物 ,各形态 氮氧化示意式如下 :
(1) (NH4 ) 2 SO4 + 4N aOH + 8 [ O ] →2N aNO3 +
Na2 SO4 + 6H2 O ( 2) CO (NH2 ) 2 + 2NaOH + 8 [ O ] →2N aNO3 +
进行检测的优点是 ,步骤相对简单 ,所需试剂较少 ,
且不用加强酸 、强碱等有害物质 ,所使用的仪器设
备一般实验室都具备 。
2 仪器与试剂 2. 1 仪器设备 紫外光分光光度计 ; 10 mm 石英比色皿 ;医用
手提式压力蒸汽消毒器 , 或民用压力锅 (压力为 1. 1 ～ 1. 4 kg / cm2 , 相 应 温 度 为 120 ～ 124 ℃) ; 25 mL 具塞玻璃磨口比色管 ;纱布和棉线 。 2. 2 原料与试剂