沉积物中氮的检测方法

硝酸盐氮的测定

硝酸盐是水体中含氮有机物的最终的分解产物。研究沉积物间隙水硝酸盐含量可以反映沉积物营养状况及其对水体的奉献。

1.镉柱还原法测定硝酸盐氮

原理：水样通过镉还原柱，将硝酸盐氮定量地还原为亚硝酸盐氮，然后按重氮-偶氮光度法测定亚硝酸酸盐氮的含量，扣除原有亚硝酸盐氮，得硝酸盐氮的含量。

设备：

1)分光光度计；

2)镉柱1-6支；

3)秒表1块；

4)紫外分光光度计；

5)干燥器；

6)pH计：精度为0.01pH单位；

7)烘箱；

8)铁架台；

试剂：

1)镉屑：直径为1mm的镉屑、镉粒或海绵镉；

2)盐酸溶液(2mol/L)：量取83.5mL盐酸（HCl，ρ=1.18g/mL），加水

稀释定容至500mL。

3)硫酸铜溶液（10g/L）：称取10g硫酸铜（CuSO4g5H2O）溶于水并

稀释定容至1000mL，混匀，盛于试剂瓶中。

4)硝酸盐标准贮备溶液（100μg/mL）：称取0.7218g硝酸钾（KNO3，

预先在110℃下烘1h，置于干燥器中冷却），溶于少量水中，用水稀释定容至1000mL，混匀。加1mL三氯甲烷（CHCl3），混合。

贮于1000mL棕色试剂瓶中，于冰箱内保存。此溶液1.00mL含硝酸盐氮100μg，有效期为半年。

5)硝酸盐标准使用溶液（10μg/mL）：量取10.0mL硝酸钾标准贮备

溶液，于100mL容量瓶中，加水稀释至标线，混匀。此溶液100mL 含硝酸盐氮10.0μg，临用前配制。

6)氯化铵缓冲溶液：称取10g氯化铵（NH4Cl，优级纯）溶于1000mL

水，用约1.5mL氨水（NH3g H2O，ρ=0.90g/mL）调节pH至8.5。

此液用量较大，可一次配制5L以上。

7)磺胺溶液（10g/L）：称取5.0g磺胺（NH2SO2C6H4NH2），溶于350mL

盐酸溶液（1+6），用水稀释至500mL，混匀。盛于棕色试剂瓶中，有效期为2个月。

8)盐酸萘乙二胺溶液（1g/L）：称取0.50g盐酸萘乙二胺

（C10H7NHCH2NH2g2HCl），溶于500mL水中，混匀。盛于棕色试剂瓶中，于冰箱内保存，保质期为1个月。

9)活化溶液：量取14mL硝酸盐标准储备溶液溶于1000mL容量瓶

中，加氯化铵溶液至标线，混匀，贮于试剂瓶中。

操作步骤：

1)镉柱的制备

称取40g 镉屑于150mL 锥形分液漏斗中，用2mol/L 的盐酸溶液洗涤，除去表面氧化层，弃去酸液，用水洗至中性，加入10g/L 硫酸铜溶液100mL 振摇约3min ，弃去废液，用水洗至不含有胶体铜时为止。 将少许玻璃纤维塞入原柱底部并注满水，然后将镀铜的镉屑装入还原柱中，在还原柱的上部也塞入少许玻璃纤维，已镀铜的镉屑要保持在水面以下以防接触空气，为此，柱中溶液液面在任何操作步骤中不得低于镉屑。

用250mL 活化溶液，以每分钟7⁓10mL 的流速通过还原柱使之活化，然后再用氯化铵缓冲溶液过柱洗涤三次，还原柱即可使用。

还原柱每次用完后，需用氯化铵缓冲溶液洗涤俩次，然后注入氯化铵溶液保存。如长期不用，可注满氯化铵溶液后密封保存。

2) 镉柱还原率的测定

配制溶液为100μg/mL 的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮溶液，硝酸盐氮参照

绘制工作曲线中步骤测量其吸光度，其双份平均吸光度记为-NO -N 3A 。

同时测量分析空白，其双份平均吸光度记为-b NO -N 3A ，。亚硝酸盐氮的

测定除了不通过还原柱外，其余各步骤均按硝酸盐氮的测定步骤进行，其双份平均吸光度记为-

NO -N 2A 。按下式计算硝酸盐还原率R ：

--NO -N b NO -N 33--NO -N b NO -N

22A A R=100%A A —，—， 3) 绘制工作曲线

取6个50mL 量瓶，分别加入0、0.125mL 、0.25mL 、0.50mL 、0.75mL 、1.00mL 硝酸盐标准使用溶液，加水至标线，混匀。标准系列溶液的

硝酸盐氮溶液分别为0、0.025mg/mL、0.050mg/mL、0.100mg/mL、0.150mg/mL、0.200mg/mL；分别量取25.0mL上述各浓度溶液于相应的50mL比色管或具塞锥形瓶中，再各加25.0mL氯化铵缓冲溶液，混匀；将混合后溶液逐个倒入还原柱中约30mL，以每分钟6⁓8mL 的流速通过还原柱直至接近镉屑上部界面，弃去流出液。

然后再倒入剩余20mL重复上述通过还原柱的操作，接取12.5mL流出液于25mL带刻度的具塞比色管中，用水稀释至25.0mL，混匀；各加入0.5mL磺胺溶液，混匀，放置20min（各加入0.5mL盐酸萘乙二胺溶液，混匀，放置20min）；于543nm用2cm或5cm比色皿以纯水作参比，测其吸光度A t和A0（标准空白）；以吸光度（A t-A0）为纵坐标，浓度ρ（mg/L）为横坐标，绘制工作曲线。

4)水样测定

量取25.0mL已过滤的澄清水样，于50mL比色管或具塞锥形瓶中，加入25.0mL氯化铵缓冲溶液，混匀。照上述工作曲线绘制中相应步骤还原，显色，测量水样的吸光度A w。

注意要点：

1)还原柱用蝴蝶夹在固定在滴定台上，并配备可插比色管的塑料底

座。

2)水样通过还原柱时，液面不能低于镉屑，否则会引进气泡，影响

水样流速。如流速达不到要求，可在还原柱的流出处用乳胶管连接一段细玻璃管，可使流速加快。

3)海棉镉还原柱的处理过程及其他要求，可按产品特性说明书作相

应调整。

4) 水样加盐酸萘乙二胺溶液后，须在2h 内测量完毕，并避免阳光照

射。

5) 工作曲线可每隔一周重做一次，但须每天测定一份标准溶液以核

对曲线。当测定样品的实验条件与制定工作曲线的条件相差较大时（如更换电源或光电管，或温度变化较大），须及时重制工作曲线。

6) 使用二次去离子水的目的是要求水中不含NO -2和NO -3。

7) 分光光度计的比色皿之间的吸光度如果有显著差异，应在A w 及

A t 中扣除。

8) 这个计算公式当镉柱对NO -3的还原率在95%以上使用。 如果还原率偏低较多，水中含NO -2又比较多时，计算结果的误差偏大。这时可采用在NO -2和NO -3总的吸光度减去NO -3的相应吸光度后，再用工作曲线或公式计算。

结果计算：

由（A t -A 0）查工作曲线或用线性回归方程计算水样中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的含量之和ρ总（mg/L ）。

利用数据ρ总和水样中原有亚硝酸盐氮浓度-

NO -N 2ρ（mg/L ），按下式计

算水样中硝酸盐浓度（mg/L ）：

--NO -N NO -N 32=-ρρρ

式中，-NO -N 3ρ为水样中硝酸盐氮的浓度

（mg/L ）；ρ总为查工作曲线（包括亚硝酸盐氮）的浓度；-

NO -N 2ρ为水样中原有亚硝酸盐氮的浓度