水中氨氮含量的测定专家讲座.pptx

一、目录一、目录一、目录一、目录与氮相关水质指标与氮相关水质指标与氮相关水质指标与氮相关水质指标1氨氮性质和起源氨氮性质和起源氨氮性质和起源氨氮性质和起源2对人体和生态环境影响对人体和生态环境影响对人体和生态环境影响对人体和生态环境影响3水中氨氮测定水中氨氮测定水中氨氮测定水中氨氮测定4水中氨氮含量的水中氨氮含量的测测定定专专家家讲讲座座第第1页页1 1、与氮相关水质指标、与氮相关水质指标vv（1 1）总氮总氮：水中各种形态无机和有机氮总量。包含水中各种形态无机和有机氮总量。包含水中各种形态无机和有机氮总量。包含水中各种形态无机和有机氮总量。包含NONO3-3-、NONO2-2-和和和和NHNH4+4+等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮，以每升水含等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮，以每升水含等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮，以每升水含等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮，以每升水含氮毫克数计算。常被用来表示水体受营养物质污染程度。氮毫克数计算。常被用来表示水体受营养物质污染程度。氮毫克数计算。常被用来表示水体受营养物质污染程度。氮毫克数计算。常被用来表示水体受营养物质污染程度。紫外分光光紫外分光光紫外分光光紫外分光光度法测定度法测定度法测定度法测定vv（2 2）凯式氮凯式氮：凯氏氮是指以凯氏（凯氏氮是指以凯氏（凯氏氮是指以凯氏（凯氏氮是指以凯氏（kjeldahlkjeldahl）法测得含氮量。）法测得含氮量。）法测得含氮量。）法测得含氮量。它包含了氨氮和在此条件下能被转化为铵盐而测定有机氮化合物。测它包含了氨氮和在此条件下能被转化为铵盐而测定有机氮化合物。测它包含了氨氮和在此条件下能被转化为铵盐而测定有机氮化合物。测它包含了氨氮和在此条件下能被转化为铵盐而测定有机氮化合物。测定凯氏氮或有机氮，主要是为了了解水体受污染情况，尤其是在评价定凯氏氮或有机氮，主要是为了了解水体受污染情况，尤其是在评价定凯氏氮或有机氮，主要是为了了解水体受污染情况，尤其是在评价定凯氏氮或有机氮，主要是为了了解水体受污染情况，尤其是在评价湖泊和水库富营养化时，是一个有意义指标。湖泊和水库富营养化时，是一个有意义指标。湖泊和水库富营养化时，是一个有意义指标。湖泊和水库富营养化时，是一个有意义指标。水中氨氮含量的水中氨氮含量的测测定定专专家家讲讲座座第第2页页1 1、与氮相关水质指标、与氮相关水质指标 vv（3 3）氨氮：）氨氮：）氨氮：）氨氮：NHNH3 3、NHNH4 4+氨氮是指水中以游离氨（氨氮是指水中以游离氨（氨氮是指水中以游离氨（氨氮是指水中以游离氨（NHNH3 3）和）和）和）和铵离子（铵离子（铵离子（铵离子（NHNH4 4 +）形式存在氮。）形式存在氮。）形式存在氮。）形式存在氮。（组成取决于溶液（组成取决于溶液（组成取决于溶液（组成取决于溶液pHpH值值值值)vv（4 4）亚硝酸盐氮：）亚硝酸盐氮：）亚硝酸盐氮：）亚硝酸盐氮：指亚硝酸盐中所含氮元素。指亚硝酸盐中所含氮元素。指亚硝酸盐中所含氮元素。指亚硝酸盐中所含氮元素。vv（5 5）硝酸盐氮：硝酸盐氮：硝酸盐氮：硝酸盐氮：指硝酸盐中所含氮元素，硝酸盐氮是含指硝酸盐中所含氮元素，硝酸盐氮是含指硝酸盐中所含氮元素，硝酸盐氮是含指硝酸盐中所含氮元素，硝酸盐氮是含氮有机物氧化分解最终产物。氮有机物氧化分解最终产物。氮有机物氧化分解最终产物。氮有机物氧化分解最终产物。水中氨氮含量的水中氨氮含量的测测定定专专家家讲讲座座第第3页页水处理系统中氮转化过程：水处理系统中氮转化过程：水中氨在氧作用下能够生成亚硝酸盐，并深入形成硝酸盐。同时水中亚硝水中氨在氧作用下能够生成亚硝酸盐，并深入形成硝酸盐。同时水中亚硝酸盐也能够在厌氧条件下受微生物作用转化为氨。酸盐也能够在厌氧条件下受微生物作用转化为氨。水中氨氮含量的水中氨氮含量的测测定定专专家家讲讲座座第第4页页2 2、氨氮起源和性质、氨氮起源和性质、氨氮起源和性质、氨氮起源和性质（1 1）含氮有机物在微生含氮有机物在微生物分解作用下产生氨氮物分解作用下产生氨氮（3 3）一些工业废水，）一些工业废水，如焦化废水和合成氨如焦化废水和合成氨化肥厂废水等。化肥厂废水等。氨氮起源氨氮起源（2 2）氨和亚硝酸盐能）氨和亚硝酸盐能够相互转化够相互转化 氨氮以游离氨或铵盐形式存在于水中，二者组成比取决于水氨氮以游离氨或铵盐形式存在于水中，二者组成比取决于水 pHpH值和水值和水温。当温。当 pHpH值偏高时，游离氨百分比较高。反之，则铵盐百分比高，水温则相值偏高时，游离氨百分比较高。反之，则铵盐百分比高，水温则相反反。水中氨氮含量的水中氨氮含量的测测定定专专家家讲讲座座第第5页页3 3、氨氮对人体和生态环境影响、氨氮对人体和生态环境影响、氨氮对人体和生态环境影响、氨氮对人体和生态环境影响1 1、对人体健康影响、对人体健康影响 水中氨氮能够在一定条件下转化成亚硝酸盐，假如长久饮用，水中亚硝水中氨氮能够在一定条件下转化成亚硝酸盐，假如长久饮用，水中亚硝酸盐将和蛋白质结合形成酸盐将和蛋白质结合形成亚硝胺亚硝胺，强致癌物质。，强致癌物质。2 2、对生态环境影响、对生态环境影响 氨氮对水生物起危害作用主要是氨氮对水生物起危害作用主要是游离氨游离氨，其毒性比铵盐大几十倍，并随，其毒性比铵盐大几十倍，并随碱性增强而增大。氨氮毒性与池水碱性增强而增大。氨氮毒性与池水 pHpH值及水温有亲密关系，普通情况，值及水温有亲密关系，普通情况，pHpH值及水温愈高，毒性愈强，对鱼危害类似于亚硝酸盐。值及水温愈高，毒性愈强，对鱼危害类似于亚硝酸盐。氨氮对水生物危害有急性和慢性之分氨氮对水生物危害有急性和慢性之分。慢性氨氮中毒危害为：摄食降低，。慢性氨氮中毒危害为：摄食降低，生长减慢，组织损伤，降低氧在组织间输送。鱼类对水中氨氮比较敏感，当生长减慢，组织损伤，降低氧在组织间输送。鱼类对水中氨氮比较敏感，当氨氮含量高时会造成鱼类死亡。急性氨氮中毒危害为：水生物表现为亢奋、氨氮含量高时会造成鱼类死亡。急性氨氮中毒危害为：水生物表现为亢奋、在水中丧失平衡、抽搐，严重者甚至死亡。在水中丧失平衡、抽搐，严重者甚至死亡。3 3、相关环境保护标准和环境保护工作需要、相关环境保护标准和环境保护工作需要 氨氮对水体造成了污染，使鱼类死亡，或形成亚硝酸盐危害人类健康。氨氮对水体造成了污染，使鱼类死亡，或形成亚硝酸盐危害人类健康。测定水中氨氮，测定水中氨氮，有利于评价水体被污染和有利于评价水体被污染和“自净自净”情况情况。水中氨氮含量的水中氨氮含量的测测定定专专家家讲讲座座第第6页页4 4、氨氮测定、氨氮测定、氨氮测定、氨氮测定当当发发觉觉水水中中氨氨氮氮或或有有机机氮氮浓浓度度很很高高时时，表表明明水水体体刚刚才才受受到到污污染染，其其潜潜在在危害较大。危害较大。当水中硝酸盐氮当水中硝酸盐氮浓度高时，表明水浓度高时，表明水已经过生化自净已经过生化自净。测定含氮物质原因测定含氮物质原因水中氨氮含量的水中氨氮含量的测测定定专专家家讲讲座座第第7页页试验试验原理原理(纳氏试剂比色法）纳氏试剂比色法）2 2和碘化钾碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物，其色度与氨氮含量成正比，通常可在波长410425nm 范围内测其吸光度，计算其含量。本方法最低检出浓度为0.025mg/L（光度法），测定上限为2mg/L。采取目视比色法，最低检出浓度为0.02mg/L。2K2(HgI4)+3KOH+NH3=O NH2 I+7KI+2H2OHg Hg 水中氨氮含量的水中氨氮含量的测测定定专专家家讲讲座座第第8页页纳氏试剂配制原理纳氏试剂配制原理纳氏试剂配制原理纳氏试剂配制原理vv纳氏试剂配制原理纳氏试剂正确配制纳氏试剂配制原理纳氏试剂正确配制纳氏试剂配制原理纳氏试剂正确配制纳氏试剂配制原理纳氏试剂正确配制,影响方法灵敏度。了解纳氏反应机影响方法灵敏度。了解纳氏反应机影响方法灵敏度。了解纳氏反应机影响方法灵敏度。了解纳氏反应机理理理理,是正确配制纳氏试剂关键。惯用是正确配制纳氏试剂关键。惯用是正确配制纳氏试剂关键。惯用是正确配制纳氏试剂关键。惯用2 2与反应方法配制与反应方法配制与反应方法配制与反应方法配制,其反应其反应其反应其反应过程以下过程以下过程以下过程以下vv显色基团为显色基团为显色基团为显色基团为 4 4 2-2-,它生成与它生成与它生成与它生成与-浓度亲密相关。开始时浓度亲密相关。开始时浓度亲密相关。开始时浓度亲密相关。开始时,2+2+与与与与-按反按反按反按反应应应应(1)(1)式生成红色沉淀式生成红色沉淀式生成红色沉淀式生成红色沉淀2,2,快速与过量快速与过量快速与过量快速与过量-按反应按反应按反应按反应(2)(2)式生成式生成式生成式生成 42-42-淡黄色显色基团淡黄色显色基团淡黄色显色基团淡黄色显色基团;当红色沉淀不再溶解时当红色沉淀不再溶解时当红色沉淀不再溶解时当红色沉淀不再溶解时,表明表明表明表明-不再过量不再过量不再过量不再过量,应马上停顿加入应马上停顿加入应马上停顿加入应马上停顿加入2,2,此时可取得最大量显色基团。若继续加入此时可取得最大量显色基团。若继续加入此时可取得最大量显色基团。若继续加入此时可取得最大量显色基团。若继续加入2,2,反应反应反应反应(3)(3)式式式式和和和和(4)(4)式就会显著进行式就会显著进行式就会显著进行式就会显著进行,促使显色基团不停分解促使显色基团不停分解促使显色基团不停分解促使显色基团不停分解,同时产生大量同时产生大量同时产生大量同时产生大量2 2红色沉红色沉红色沉红色沉淀淀淀淀,从而引发纳氏试剂灵敏度降低。从而引发纳氏试剂灵敏度降低。从而引发纳氏试剂灵敏度降低。从而引发纳氏试剂灵敏度降低。水中氨氮含量的水中氨氮含量的测测定定专专家家讲讲座座第第9页页（4 4 4）试剂）试剂）试剂10%10%（m/Vm/V）硫酸锌溶液）硫酸锌溶液 纳氏试剂纳氏试剂酒石酸钾钠溶液酒石酸钾钠溶液 无氨水无氨水硫代硫酸钠溶液硫代硫酸钠溶液25%25%氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液 试剂它们作用它们作用分别是什么分别是什么？水中氨氮含量的水中氨氮含量的测测定定专专家家讲讲座座第第10页页（5 5）采样及样品）采样及样品水样带色或浑浊清洁样品试验室样品水样采集在聚乙烯水样采集在聚乙烯瓶或玻璃瓶内，并瓶或玻璃瓶内，并应尽快分析，必要应尽快分析，必要时可加硫酸将水样时可加硫酸将水样酸化至酸化至pH2pH2，于，于2255下存放。酸化样下存放。酸化样品应注意预防吸收品应注意预防吸收空气中氮而遭致污空气中氮而遭致污染。染。水样带色或浑浊以及含其它一些干扰物质，影响氨氮测定。为此，在分析时需做适当预处理。对较清洁水，可采取絮凝沉淀法絮凝沉淀法，对污染严重水或工业废水，则以蒸馏法蒸馏法使之消除干扰。清洁样品可直接取50mL测定水中氨氮含量的水中氨氮含量的测测定定专专家家讲讲座座第第11页页（6 6）水样预处理）水样预处理v絮凝沉淀絮凝沉淀 每每100ml水样加入水样加入1ml硫酸锌和硫酸锌和0.1-0.2ml氢氧化钠，调整氢氧化钠，调整pH到到10.5左左右沉降后取上清液做试份右沉降后取上清液做试份 1、ZnSO4+2NaOH=Zn(OH)2+Na2SO42、Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+H2O v酒石酸钾钠掩蔽掩蔽原理 水体中常见金属离子有2+、2+、2+、2+等,若含量较高,易与纳氏试剂中-或-反应生成沉淀或浑浊,影响比色。因而在加入纳氏试剂前,需先加入酒石酸钾钠酒石酸钾钠,以掩蔽这些金属离子以掩蔽这些金属离子 水中氨氮含量的水中氨氮含量的测测定定专专家家讲讲座座第第12页页1 1、配置铵标准使用液：、配置铵标准使用液：移取移取5.00ml铵标准贮备液于铵标准贮备液于500ml容量瓶，定容。此溶液浓度为容量瓶，定容。此溶液浓度为0.010mg/ml。（77）校准曲线绘制校准曲线绘制水中氨氮含量的水中氨氮含量的测测定定专专家家讲讲座座第第13页页（77）校准曲线绘制校准曲线绘制标准色列配置：标准色列配置：移取移取0 0、0.500.50、1.001.00、3.003.00、5.005.00、7.007.00和和10.0ml10.0ml铵标准使用液于铵标准使用液于50ml50ml比色管中，加水至标线；加入比色管中，加水至标线；加入1.0ml1.0ml酒石酸钾钠溶液，混匀；加入酒石酸钾钠溶液，混匀；加入1.5ml1.5ml纳纳氏试剂，混匀；放置显色氏试剂，混匀；放置显色10min10min后，以蒸馏水为参比，测量吸光度。后，以蒸馏水为参比，测量吸光度。水中氨氮含量的水中氨氮含量的测测定定专专家家讲讲座座第第14页页（77）校准曲线绘制校准曲线绘制3 3、绘制标准曲线、绘制标准曲线 由测得吸光度，减去零浓度空白管吸光度后，得到校正吸由测得吸光度，减去零浓度空白管吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量（光度，绘制以氨氮含量（mgmg）对校正吸光度校准曲线。）对校正吸光度校准曲线。水中氨氮含量的水中氨氮含量的测测定定专专家家讲讲座座第第15页页（8 8）水样测定）水样测定）水样测定）水样测定1 1、水样测定、水样测定、水样测定、水样测定取适量经预处理后水样（使氨氮含量取适量经预处理后水样（使氨氮含量不超出不超出0.1mg），加入），加入50ml比色管中，稀释比色管中，稀释至标线，加入至标线，加入1.0 mL 酒石酸钾钠溶液，混匀；加入酒石酸钾钠溶液，混匀；加入1.5 mL纳氏试剂，混匀；纳氏试剂，混匀；放置放置10min后，在波长后，在波长420nm处，以蒸馏水为参比，测量吸光度处，以蒸馏水为参比，测量吸光度。2 2、计算、计算由水样测得吸光度由水样测得吸光度减去减去空白试验吸光度后，从校准曲线上求得氨氮含量（空白试验吸光度后，从校准曲线上求得氨氮含量（mgmg）。）。水中氨氮含量的水中氨氮含量的测测定定专专家家讲讲座座第第16页页六、注意事项六、注意事项六、注意事项六、注意事项1纳氏试剂中碘化汞纳氏试剂中碘化汞与碘化钾百分比，与碘化钾百分比，对显色反应灵敏度对显色反应灵敏度有较大影响。静置有较大影响。静置后生成沉淀应除去。后生成沉淀应除去。2滤纸中常含痕量铵滤纸中常含痕量铵盐，使用时注意用盐，使用时注意用无氨水洗涤。所用无氨水洗涤。所用玻璃器皿应避玻璃器皿应避免试免试验室空气中氨沾污。验室空气中氨沾污。3对试验影响对试验影响太低时太低时,显显色不完全色不完全,过高过高时溶液会出现浑时溶液会出现浑浊。浊。水中氨氮含量的水中氨氮含量的测测定定专专家家讲讲座座第第17页页六、注意事项六、注意事项六、注意事项六、注意事项vv试验用水对空白值影响试验用水对空白值影响氨氮试验用水要求为无氨水氨氮试验用水要求为无氨水,若空气中氨溶于水或有铵盐经过其它若空气中氨溶于水或有铵盐经过其它路径进入试验用水中路径进入试验用水中,含量到达方法检测限含量到达方法检测限,则可造成试验空白值高则可造成试验空白值高,所所以无氨水每次用后应注意密闭保留。以无氨水每次用后应注意密闭保留。vv反应温度对试验影响反应温度对试验影响温度影响纳氏试剂与氨氮反应速度温度影响纳氏试剂与氨氮反应速度温度影响纳氏试剂与氨氮反应速度温度影响纳氏试剂与氨氮反应速度,并显著影响溶液颜色并显著影响溶液颜色并显著影响溶液颜色并显著影响溶液颜色。试验表。试验表明明,反应温度为反应温度为2525时时,显色最完全显色最完全;5;51515吸光度无显著改变吸光度无显著改变,但其显但其显色不完全色不完全;当温度达当温度达3030时时,溶液褪色溶液褪色,吸光度出现显著偏低现象，因而吸光度出现显著偏低现象，因而试验显色温度应控制在试验显色温度应控制在20202525,以确保分析结果可靠性。以确保分析结果可靠性。水中氨氮含量的水中氨氮含量的测测定定专专家家讲讲座座第第18页页六、注意事项六、注意事项六、注意事项六、注意事项vv反应时间对试验影响反应时间对试验影响反应时间对试验影响反应时间对试验影响试验表明试验表明,反应时间在反应时间在1010之前之前,溶液显色不完全溶液显色不完全;10;103030颜色较颜色较稳定稳定;30;304545颜色有加深趋势颜色有加深趋势;45;459090颜色逐步减褪。因而颜色逐步减褪。因而,用纳用纳氏试剂光度法测定水中氨氮时氏试剂光度法测定水中氨氮时,显色时间应控制在显色时间应控制在10103030,以尽快速度以尽快速度进行比色进行比色,到达分析精密度和准确度。到达分析精密度和准确度。vv样品稀释样品稀释样品稀释样品稀释纳氏试剂光度法测定氨氮纳氏试剂光度法测定氨氮,当水样氨氮浓度大于当水样氨氮浓度大于2.02.0/时时,则需将水样稀则需将水样稀释后测定。释后测定。另一个稀释方法是直接将显色后样品进行稀释比色。有研究表明另一个稀释方法是直接将显色后样品进行稀释比色。有研究表明,对于难以对于难以预料超出浓度测定线性范围含量含氨氮废水样品预料超出浓度测定线性范围含量含氨氮废水样品,用事后稀释得到对比试验结用事后稀释得到对比试验结果果,相对误差满足环境监测分析要求。但配制一定量空白溶液作稀释溶剂可抵相对误差满足环境监测分析要求。但配制一定量空白溶液作稀释溶剂可抵消一部分负误差消一部分负误差 水中氨氮含量的水中氨氮含量的测测定定专专家家讲讲座座第第19页页