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工作曲线中的参比与空白
(2006-09-01 10:42:17)
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分类：专业知识
    工作曲线中参比（空白）有好多种，如溶剂参比，试剂参比，样品参比，褪色参比等等，溶剂参比是指用纯溶剂作为参比，如你测定的样品的溶剂是水，那么溶剂参比就是用水做参比，溶剂是丙酮，那么溶剂参比就是指用丙酮做参比。
一般我们选择溶剂参比的时候比较少，一般都用试剂做参比，试剂参比是指参比与样品溶液平行操作，样品溶液里面加什么参比中就加什么，只是不加样品的混合液，也就是不加含有待测样品的物质。   
  其实，参比和空白是一个概念的不同说法，在做工作曲线时用水（溶剂）做参比调节仪器的满度，那么这时你测定的工作曲线上浓度为0的那一个吸光度读数可能不为零（也可能为零），那么你的工作曲线（标准曲线）就可能不过零点，如果你在做工作曲线时以你配制的工作曲线中浓度为零的那一个为参比的话，那么浓度为零的这一溶液吸光度一定也为零，曲线就应该过零点。
  在测定吸光度时，应根据不同的情况选择不同的参比溶液。（1）如果被测试液、显色剂及所用的其它试剂均无颜色，可选用蒸馏水做参比溶液。（2）如果显色剂有颜色而被测试液和其它试剂无色时，可用不加被测试液的显色剂溶液作参比溶液。（3）如果显色剂无颜色，而被测试液中存在其它有色离子，可用不加显色剂的被测试液作参比溶液。（4）如果显色剂和被测试液均有颜色，可将一份试液加入适当的掩蔽剂，将被测组分掩蔽起来，使之不再与显色剂作用，而显色剂和其它试剂均按照操作手续加入，以此作为参比溶液，这样可以消除显色剂和一些共存组分的干扰。

工作曲线法又称标准曲线法，它是实际工作中使用最多的一种定量方法。工作曲线的绘制方法是：配制四个以上浓度不同的待测组分的标准溶液，以空白溶液为参比溶液，在选定的波长下，分别测定各标准溶液的吸光度。以标准溶液浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，在坐标纸上绘制曲线（如图1-19），此曲线即称为工作曲线（或称标准曲线）。实际工作中，为了避免使用时出差错，在所作的工作曲线上还必须标明标准曲线的名称、所用标准溶液（或标样）名称和浓度、坐标分度和单位、测量条件（仪器型号、入射光波长、吸收池厚度、参比液名称）以及制作日期和制作者姓名。
给你个氨氮标准曲线的例子
标准曲线的绘制
吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10 mL铵标准液于50 mL比色管中，加1.0 mL酒石酸钾钠溶液混匀。加1.5 mL纳氏试剂，加水至标线，混匀。放置10 min后，在波长420 nm处，用光程20 mm比色皿，以水为参比测定吸光度。
由测得的吸光度—零浓度空白管的吸光度=校正吸光度，绘制以氨氮含量（mg/mL）对校正吸光度的标准曲线。
实验一  空气中氮氧化物的日变化曲线

       大气中主要含氮化合物有N2O、NO、NO2、NH3、HNO2、HNO3、亚硝酸酯、硝酸酯、亚硝酸盐、硝酸盐和铵盐等。大气污染化学中所说的氮氧化物主要指一氧化氮和二氧化氮，用NOx表示。NOx是大气中主要的气态污染物之一，它的天然来源主要是生物有机体腐败过程中微生物将有机氮转化为NO，NO继续被氧化成NO2；另外有机体中的氨基酸分解产生的氨也可被HO·氧化成NOx；闪电亦可产生NOx。NOx的人为来源主要是矿物燃料的燃烧，包括汽车及一切内燃机所排放的尾气，也有一部分来自生产和使用硝酸的化工厂、钢铁厂、金属冶炼厂等排放的废气，其中以工业窑炉、氮肥生产和汽车排放的NOx量最多。矿物燃烧过程中所产生的NOx以NO为主，通常占90%以上，其余为NO2。城市大气中三分之二的NOx来自汽车尾气等的排放，交通干线空气中NOx的浓度与汽车流量密切相关，而汽车流量往往随时间而变化，因此，交通干线空气中NOx的浓度也随时间而变化。
        NOx在大气气相反应中具有特殊重要性。NO2的光解反应是其在大气中最重要的化学反应，是大气中O3生成的引发反应，也是O3唯一的认为来源。NOx能在大气和云雾颗粒中转化成硝酸和亚硝酸，通过颗粒物吸附和降水、雨刷过程带到地面。NOx与光化学烟雾有着密切的关系，其形成条件是大气中有NOx和碳氢化合物的存在，大气温度较低，而且有强的阳光照射；O3浓度升高是光化学烟雾污染的标志；光化学烟雾是一个链反应，链引发反应主要是NO2的光解。
       NOx对呼吸道和呼吸器官有刺激作用，是导致支气管哮喘等疾病不断增加的原因之一NO2、SO2、悬浮颗粒物共存时，能产生协同作用，对人体健康的危害不仅比单独NOx严重得多，而且大于各污染物的影响之和。

       1 掌握氮氧化物测定的基本原理和方法。
       2 绘制城市交通干线空气中氮氧化物的日变化曲线。

       在测定NOx时，先用三氧化铬将NO等低价氮氧化物转化成NO2；二氧化氮被吸收在溶液中形成亚硝酸，与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，在与盐酸萘乙二铵偶合，生成玫瑰红色偶氮染料，用比色法在540nm波长处测定吸光度值。方法的检出限为0.01 μg/mL（按与吸光度0.01相应的亚硝酸盐含量计）。线性范围为0.03～1.6 μg/mL。

       1. 仪器
       （1）大气采样器：青岛产 KC–6D型大气采样器
       （2） 分光光度计：上海产722型数显分光光度计
       （3） 棕色多孔玻板吸收管
       （4） 双球玻璃管（装氧化剂）
       （5） 干燥管
       （6） 比色管：10 mL
       （7） 移液管：1 mL
       2. 试剂
       （1） 对氨基苯磺酸-盐酸萘乙二胺吸收原液：称取5.0 g对氨基苯磺酸于烧杯中，将50 mL冰醋酸与900 mL水混合，分数次加入烧杯中，搅拌使之溶解，并迅速转入1000 mL容量瓶中，待对氨基苯磺酸溶解完全后，加入0.050 g盐酸萘乙二胺，溶解后，用水稀释至刻度。储存于棕色瓶中，低温避光保存。
       （2）对氨基苯磺酸-盐酸萘乙二胺吸收液：采样当天用取4份吸收原液于1份水混合 配制。
       （3） 三氧化铬-石英砂氧化管：取约20 g 20～40目的石英砂，用1︰2盐酸溶液浸泡过夜，用水洗至中性，烘干。把三氧化铬及石英砂按重量比1︰40混合，加少量水调匀，放在烘箱里于105℃烘干，烘干过程中应搅拌几次。制好的三氧化铬-石英砂应是松散的；若粘在一起，可适当增加一些石英砂重新制备。将此砂装入双球氧化管中，两端用少量脱脂棉塞好，放在干燥器中保存。
       （4）亚硝酸钠标准溶液：准确称取0.1500 g亚硝酸钠（预先在干燥器内放置24 h）溶于水，移入1000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，即配得100 μg/mL亚硝酸根溶液，将其贮于棕色瓶中，在冰箱中保存可稳定3个月。
       （5）亚硝酸根工作液：取亚硝酸钠标准溶液25.00 mL于500 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，即得5 μg/mL亚硝酸根工作液。

       1. 采样
       在多孔玻板吸收管内装5 mL吸收液，接上氧化管、干燥管，并使管口微向下倾斜，朝上风口，如图1.所示。以0.3 L/min的流量抽取空气30～40 min。将采样点设于人行道上，距马路1.5 m，采样高度为1.5 m，同时统计车流量。记录采样时间和地点，根据采样时间和流量，计算出采样体积。把一天分为7:00～7:30、8:00～8:30、9:00～9:30、10:30～11:00、12:00～12:30、13:30～14:00、15:00～15:30、16:30～17:00、17:30～18:00几个时间段进行采样。
       2. 标准曲线的绘制
       取7只10 mL比色管，配制为NO2-含量分别为0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 μg，将各管摇匀，避免阳光直射，放置15 min。以蒸馏水为参比，用1 cm比色皿，在540 nm波长处测定吸光度。根据吸光度与浓度的对应关系，用最小二乘法计算标准曲线的回归方程式： 　

       式中：y ——（A－A0），标准溶液吸光度（A）与试剂空白吸光度（A0）之差；
       x ——NO2- 含量，μg；
       a、b ——回归方程式中的截距和斜率。
       3. 样品的测定
       采样后放置15 min，将吸收液直接倒进1 cm比色皿中，在540 nm处测定吸光度。

       根据标准曲线回归方程和样品的吸光度值，计算出不同时间空气样品中氮氧化物的浓度，绘制氮氧化物浓度随时间变化的曲线，并说明汽车流量对交通干线空气中氮氧化物浓度变化的影响。

       式中：ρNOx——氮氧化物浓度，mg/ m3；
       A ——样品溶液的吸光度；
       A、A0、a、b ——意义同上式；
       V ——标准状态下（25℃，760 mmHg）的采样体积，
       L；0.76 ——NO2（气）装换乘NO2-（液）的转换系数。

       1. 氮氧化物与光化学烟雾有什么关系？产生光化学烟雾需要哪些条件？
       2. 通过实验测定结果，你认为交通干线空气中氮氧化物的污染状况如何？
       3. 空气中氮氧化物日变化曲线说明什么？
       4. CrO3氧化管起什么作用？
       5.二氧化氮被吸收液吸收，是否可能全部转化为亚硝酸？公式中的转化系数0.76从理论上怎样解释？

       1.本实验用水为不含亚硝酸盐的重蒸水或电导水。
       2.实验过程中要读取气温值，以便将采样体积换算为标准状态下的体积。
       3.采样过程中，若氮氧化物含量较低，可适当增加采样量，采样至吸收液呈浅玫瑰红色为止。
       4.在采样、运送和存放过程中，吸收管要注意避光保存，并及时测定。
       5.在采样过程中，如吸收液体积缩小明显，应用水补充到原来的体积（事先做好标线）。

实验二  空气中挥发性有机物的污染

       挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds)是指沸点在50～260℃之间、室温下饱和蒸气压超过1 mmHg的易挥发性化合物，是室内外空气中普遍存在且组成复杂的一类有机污染物。它主要来自有机化工原料的加工和使用过程，木材、烟草等有机物的不完全燃烧过程，汽车尾气的排放。此外，植物的自然排放物也会产生VOCs。
       随着工业迅速发展，建筑物结构发生了较大变化，使得新型建材、保温材料及室内装璜材料被广泛使用；同时各种化妆品、除臭剂、杀虫剂和品种繁多的洗涤剂也大量应用于家庭。其中有机化合物有的可直接挥发，有的可在长期降解过程中释放出低分子有机化合物，由此造成环境空气有机物的污染。由于VOCs的成分复杂，其毒性、刺激性、致癌作用等对人体健康造成较大的影响。因此，研究环境中VOCs的存在、来源、分布规律、迁移转化及其对人体健康的影响一直受到人们的重视，并成为国内外研究的热点。

       1. 了解VOCs的成分、特点。
       2. 了解气相色谱法测定环境中VOCs的原理，掌握其基本操作。

       将空气中苯、甲苯、乙苯、二甲苯等挥发性有机化合物吸附在活性炭采样管上，用二硫化碳洗脱后，经色谱柱分离，火焰离子化检测器测定，以保留时间定性，峰高（或峰面积）外标法定量。
       本法检出限：苯1.25ng；甲苯1.00ng；二甲苯（包括邻、间、对）及乙苯均为2.50ng。当采样体积为100L时，最低检出浓度苯为0.005mg/m3；甲苯为0.004 mg/m3；二甲苯（包括邻、间、对）及乙苯均为0.010 mg/m3。

       1. 仪器
       (1) 容量瓶：5 mL、100 mL。
       (2) 移液管：1 mL、5 mL、10 mL、15 mL及20 ml。
       (3) 微量注射器：10 μL。
       (4) 带火焰离子化检测器（FID）气相色谱仪。
       (5) 空气采样器：流量范围0.0～1.0 L/min。
       (6) 采样管：取长10 cm，内径6 mm玻璃管，洗净烘干，每支内装20～50目粒状活性炭0.5 g（活性炭应预先在马福炉内经350℃通高纯氮灼烧3 h，放冷后备用）分A，B二段，中间用玻璃棉隔开，见图2-1。

图 2-1 活性炭吸附采样管
1，2，3 玻璃棉； 4，5 粒状活性炭  
       2. 试剂
       (1) 苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯均为色谱纯试剂。
       (2) 二硫化碳：使用前须纯化，并经色谱检验。进样5μL，在苯与甲苯峰之间不出峰方可使用。
       (3) 苯系物标准贮备液：分别吸取苯、甲苯、乙苯、邻、间、对二甲苯各10.0 μL于装有90 mL经纯化的二硫化碳的100 mL容量瓶中，用二硫化碳稀释至标线，再取上述标液10.0 mL于装有80 mL纯化过的二硫化碳的100 mL容量瓶中，并稀释至标线，摇匀，此贮备液在4℃ 可保存一个月。此贮备液含苯8.8 μg/mL；乙苯8.7 μg/ml；甲苯8.7 μg/mL；对二甲苯8.6 μg/mL；间二甲苯8.7 μg/mL；邻二甲苯8.8 μg/mL。 储备液中苯系物含量计算公式如下：

       式中，苯系物浓度，μg/mL；ρ为苯系物的密度，g/mL。

       1. 采样
       用乳胶管连接采样管B端与空气采样器的进气口。A端垂直向上，处于采样位置。以0.5 L/min流量，采样100～400 min。采样后，用乳胶管将采样管两端套封，样品放置不能超过10天。
       2. 标准曲线的绘制
       分别取苯系物贮备液0、0.5、10.0、15.0、20.0、25.0 mL于100 mL容量瓶中，用纯化过的二硫化碳稀释至标线，摇匀。其浓度见表2-1。另取6只5 mL容量瓶，各加入0.25 g粒状活性炭及1～6号的苯系物标液2.00 mL，振荡2 min，放置20 min后，进行色谱分析。色谱进行条如件下：
       色谱柱：长2 m, 内径3 mm不锈钢柱，柱内填充涂附2.5%DNP及2.5%Bentane的Chromosorb W HP DMCS。
       柱温：64℃；气化室温度：150℃；检测室温度：150℃。
       >载气(氮气)流量：50 mL/min；燃气(氢气)流量：46 mL/min；助燃气(空气)流量：320 mL/min。
       进样量5.0 μL。测定标样的保留时间及峰高（或峰面积），以峰高（峰面积）对含量绘制标准曲线。

      3. 样品测定 将采样管A段和B段活性炭，分别移入2只5 mL容量瓶中，加入纯化过的二硫化碳2.00 mL，振荡2 min。放置20 min后，吸取5.0 μL解吸液注入色谱仪，记录保留时间和峰高（或峰面积），以保留时间定性，峰高（或峰面积）定量。

       根据标准曲线回归方程和样品的吸光度值，计算出不同时间空气样品中氮氧化物的浓度，绘制氮氧化物浓度随时间变化的曲线，并说明汽车流量对交通干线空气中氮氧化物浓度变化的影响。

式中：苯系物浓度，mg/m3；W1为A段活性炭解吸液中苯系物的含量，μg；W2为B段活性炭解吸液中苯系物的含量，μg；Vn为标准状况下的采样体积，L。

       1. 根据测定的结果，评价环境空气中VOCs的污染状况。
       2. 除气相色谱外，VOCs还有哪些测定方法，它们各有哪些特点?

       1.本实验模拟在室内通风条件较差的情况下，进行油漆的喷涂操作，并测定此条件下的室内空气VOCs（苯系物）污染。
       2. 二硫化碳和苯系物属有毒、易燃物质，在利用其配置标准样品以及对进行其保管时应注意安全。
       3. 利用公式进行计算时，应将采样体积换算成标准状态下的体积

实验三  室内空气中多环芳烃的污染分析

       多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)是指两个以上苯环以稠环形式相连的化合物。它是环境中广泛存在的一类有机污染物，是石油、煤炭等化石燃料及木材、烟草等有机质在不完全燃烧时产生的，具有致癌性、致畸性和致突变性。在已知的1000多种致癌物中，PAHs占1/3以上。PAHs的存在形态及分布主要受其本身物理化学性质、气温以及其它共存污染物如飘尘、臭氧等影响。空气中PAHs主要以气态、颗粒态（吸附在颗粒物上）两种形式存在，但在一定条件下两者间可以相互转化。空气中PAHs可以与臭氧、氮氧化物和硝酸等反应，生成致癌活性或诱变性更强的化合物。
        人们绝大部分时间在室内生活或工作。一方面室外空气中的PAHs会进入室内；另一方面室内本身也有不少PAHs的污染源，如抽烟、采暖、烹调等。因此，室内空气PAHs污染往往比室外更严重，对人体健康有很大的影响。

       1. 掌握室内空气中PAHs样品采集、提取、分析常用的方法。
       2. 掌握高效液相色谱仪的测定原理及使用方法。
       3. 分析评价室内空气中PAHs的浓度现状及形态分布。

       室内空气中PAHs的污染现状分析包括样品的采集，前处理及分析。本实验用XAD-2和玻璃纤维滤膜分别采集空气中气态、颗粒态PAHs；用二氯甲烷作萃取剂，超声提取样品中PAHs，氮气吹干浓缩样品中PAHs；采用梯度淋洗结合可波长切换荧光检测器的高效液相色谱法测定样品中痕量PAHs峰高或峰面积，以外标法进行定量。通过测定分析，评价室内空气中PAHs的污染水平及形态分布。

 1. 仪器
       (1) 高效液相色谱仪：带荧光检测器或紫外检测器。
       (2) 小体积气体采样泵
       (3) 超声振荡器
       (4) 电动离心机。
       (5) 比色管：10 mL、25 mL。
       (6) 离心管：10 mL。
       (7) 移液管：10 mL、25 mL。
       (8) 采样管：自制。
       (9) XAD-2：用甲醇在65℃下恒温回流洗净至无PAHs。
       (10) 玻璃纤维滤膜：Ф25 mm，使用前用二氯甲烷洗净。
       (11) 过滤器：0.22 μm。
       (12) 密封膜。
2. 试剂
      (1)PAHs标准储备液：芴 、菲、蒽、1-甲基芘、芘、荧蒽、苯并(e)芘、屈、苯并(a)芘均为200 μg/mL。
      (2)PAHs标准工作液：根据HPLC的灵敏度及样品的浓度配制。
      (3) 二氯甲烷、乙氰：分析纯，经重蒸，0.22 μm过滤器过滤后使用。
      (4) 甲醇：色谱纯，使用前经0.22 μm过滤器过滤，超声脱气。
      (5) 二甲亚枫：分析纯。
      (6) 高纯氮气。
      (7) 重蒸水：使用前经0.22 μm过滤器过滤，超声脱气。       

1. 采样点选择
       选三个学生寝室作为采样点：一号点设在吸烟的学生寝室；二号点设在不吸烟的学生寝室；三号点设在寝室外的窗台上（关闭窗门）。

2. PAHs样品的采集
       依次在玻璃采样管中放入塑料垫圈、金属网、2.0 g XAD-2、海绵、0.5 g XAD-2、金属网，压牢；把玻璃纤维滤膜放入采样头中用垫圈密封好；用乳胶管把采样头、采样管连接起来（见图5-1）。采用低噪声、小体积采样泵同时采集气态、颗粒态PAHs，即分别用Ф25 mm玻璃纤维滤膜、XAD-2采集气态、颗粒态PAHs；采集时间为24 h，流量为0.50 L/min，采样泵的高度为离地面1.5 m。

3. 样品的预处理
       (1) 气态PAHs：采样后的XAD-2转移至20 mL二氯甲烷和乙氰的混合液（V二氯甲烷 : V乙氰 =3 : 2）中，超声提取30 min，移取10 mL上清液至10 mL试管中，加入30 μL二甲基亚砜，用高纯氮气吹干浓缩，加入970 μL乙氰稀释至1.0 mL。经0.22 μm过滤器过滤，然后用HPLC进行分析。
       (2) 颗粒态PAHs：采样后的玻璃纤维滤膜剪碎后加入10 mL二氯甲烷，超声提取20 min，离心分离，取 5 mL上清液至10 mL试管中，加入30 μL二甲基亚砜，用高纯氮气吹干浓缩，加入970 μL乙氰稀释至1.0 mL。经0.22 μm过滤器过滤，然后用HPLC进行分析。

4. 样品的测定
       色谱柱：Wakosoil 5C-18 4.6Φ×250 mm AR色谱柱，Supelco 5C-18 4.6Φ×250 mm预柱；柱温：40℃；流动相：甲醇/水，流量：1.0 mL/min；进样量：100 μL；检测器：程序化可变波长荧光/紫外检测器。AHs的HPLC自动分析系统由两个高压输液泵、荧光/紫外检测器、自动进样器、控制界面、计算机等组成（见图5-2）。由教师根据色谱测定条件调好仪器，表5-1、5-2分别列出了HPLC-荧光检测器测定9种PAHs的流动相和检测器条件，以备参考。
       将处理好的样品放入自动进样器中（根据编号顺序自动进样），样品中PAHs先用短预柱浓缩，用主柱进行分离，用甲醇-水作流动相进行梯度淋洗；同时用程序化荧光或紫外检测器测定，荧光激发波长及发射波长或紫外测定波长可根据相应PAHs的保留时间而变，从而选择最佳的波长进行测定。样品分析全过程及数据处理均由计算机控制完成。

5. 工作曲线的绘制
       以峰高（或峰面积）为纵坐标，PAHs浓度为横坐标，绘制每一种多环芳烃的工作曲线。多环芳烃的浓度范围应根据HPLC的灵敏度及样品的浓度而定。

       按各PAH的回归方程（以峰高或峰面积定量）计算其气态、颗粒态中PAH浓度，总PAH 浓度，气、固两态所占的比例，及各PAH在总量中所占的比例。数据填在表5-3中。

       表中，C i气态 、C i颗粒态分别是空气中i种PAH在气态、颗粒态中的浓度；i种PAH总浓度 C i总=C i气态 + C i颗粒态；i种PAH在气态、颗粒态中所占比例分别为C i气态/ C i总、C i颗粒态/C i总;i种PAH在总量中所占比例为C i总/ C总，其中C总为一个样品中所有PAHs的C i总之和。

      1. 室内空气中PAHs的污染程度如何？
      2. 根据实验数据分析，说明室内空气中PAHs的主要来源。
      3. 试述影响室内空气中PAHs存在形态的主要因素。
      4. 为什么细颗粒对人体健康危害更大？

实验四  水体自净程度的指标

       各种形态的氮相互转化和氮循环的平衡变化是环境化学和生态系统研究的重要内容之一。水体中氮产物的主要来源是生活污水和某些工业废水及农业面源。当水体受到含氮有机物污染时，其中的含氮化合物由于水中微生物和氧的作用，可以逐步分解氧化为无机的氨 (NH3)或铵 (NH4+)、亚硝酸盐 (NO2-)、硝酸盐 (NO3-)等简单的无机氮化物。氨和铵中的氮称为氨氮；亚硝酸盐中的氮称为亚硝酸盐氮；硝酸盐中的氮称为硝酸盐氮。通常把氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮称为三氮。这几种形态氮的含量都可以作为水质指标，分别代表有机氮转化为无机氮的各个不同阶段。在有氧条件下，氮产物的生物氧化分解一般按氨或铵、亚硝酸盐、硝酸盐的顺序进行，硝酸盐是氧化分解的最终产物。随着含氮化合物的逐步氧化分解，水体中的细菌和其它有机污染物也逐步分解破坏，因而达到水体的净化作用。
       有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的相对含量，在一定程度上可以反映含氮有机物污染的时间长短，对了解水体污染历史以及分解趋势和水体自净状况等有很高的参考价值，见表6-1。目前应用较广的测定三氮方法是比色法，其中最常用的是：纳氏试剂比色法测定氨氮，盐酸萘乙二胺比色法测定亚硝酸盐氮，二磺酸酚比色法测定硝酸盐氮。

       1. 掌握测定三氮的基本原理和方法。
       2.了解测定三氮对环境化学研究的作用和意义。

      (1) 玻璃蒸馏装置。
      (2) pH 计。
      (3) 恒温水浴。
      (4) 分光光度计。
      (5) 电炉：220V/1KW。
      (6) 比色管：50 mL。
      (7) 陶瓷蒸发皿：100或200 mL。
      (8) 移液管：1 mL、2 mL、5 mL。容量瓶：250 mL。

       1. 氨氮的测定——纳氏试剂比色法
       (1) 原理
       氨与纳氏试剂反应可生成黄色的络合物，其色度与氨的含量成正比，可在425 nm波长下比色测定，检出限为0.02 μg/mL。如水样污染严重，需在pH为7.4的磷酸盐缓冲溶液中预蒸馏分离。
       (2) 试剂
       ①不含氨的蒸馏水：水样稀释及试剂配制均用无氨蒸馏水。配制方法包括蒸馏法（每升蒸馏水中加入0.1 mL浓硫酸，进行重蒸馏，流出物接受于玻璃容器中）和离子交换法（让蒸馏水通过强酸型阳离子交换树脂来制备较大量的无氨水）。
       ②磷酸盐缓冲溶液（pH为7.4）：称14.3 g 磷酸二氢钾和68.8 g 磷酸氢二钾，溶于水中并稀释至1 L。配制后用pH计测定其pH值，并用磷酸二氢钾或磷酸氢二钾调至pH为7.4。
       ③吸收液：2%硼酸或0.01 mol/L 硫酸。
       2%硼酸溶液：溶解20 g 硼酸于水中，稀释至1 L。
       0.01 mol/L硫酸：量取20 mL 0.5 mol/L 的硫酸，用水稀释至1 L。
       ④纳氏试剂：称取5 g碘化钾，溶于5 mL水中，分别加入少量氯化汞（HgCl2）溶液（2.5 g HgCl2溶于40 mL水中，必要时可微热溶解），不断搅拌至微有朱红色沉淀为止。冷却后加入氢氧化钾溶液（15 g 氢氧化钾溶于30 mL水中），充分冷却，加水稀释至100 mL。静置一天，取上层清液贮于塑料瓶中，盖紧瓶盖，可保存数月。
       ⑤酒石酸钾钠溶液：称取50 g 酒石酸钾钠（KNaC4H4O6·4H2O）溶于水中，加热煮沸以驱除氨，冷却后稀释至100 mL。
       ⑥氨标准溶液：称取3.819 g无水氯化铵（NH4Cl）（预先在100℃干燥至衡重），溶于水中，转入1000 mL容量瓶中，稀释至刻度，即配得1.00 mg NH3-N/mL 的标准储备液。取此溶液10.00 mL稀释至1000 mL，即为10 μg NH3-N/mL的标准溶液。
       (3) 步骤
较清洁水样可直接测定，如水样受污染一般按下列步骤进行。
       ①水样蒸馏：为保证蒸馏装置不含氨，须先在蒸馏瓶中加200 mL无氨水，加10 mL磷酸盐缓冲溶液、几粒玻璃珠，加热蒸馏至流出液中不含氨为止（用纳氏试剂检验），冷却。然后将此蒸馏瓶中的蒸馏液倾出（但仍留下玻璃珠），量取水样200 mL，放入此蒸馏瓶中（如预先试验水样含氨量较大，则取适量的水样，用无氨水稀释至200 mL，然后加入10 mL磷酸盐缓冲液）。另准备一只250 mL的容量瓶，移入50 mL吸收液（吸收液为0.01 mol/L硫酸或2%硼酸溶液），然后将导管末端浸入吸收液中，加热蒸馏，蒸馏速度为每分钟6～8 mL，至少收集150 mL馏出液，蒸馏至最后1～2 min时，把容量瓶放低，使吸收液的液面脱离冷凝管出口，再蒸馏几分钟以洗净冷凝管和导管，用无氨水稀释至250 mL，混匀，以备比色测定。
       ②测定：如为较清洁的水样，直接取50 mL澄清水样置于50 mL比色管中。一般水样则取用上述方法蒸馏出的水样50 mL，置于50 mL比色管中。若氨氮含量太高可酌情取适量水样用无氨水稀释至50 mL。
       另取8支50 mL比色管，分别加入铵标准溶液（含氨氮10 μg/mL）0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、5.00、7.00、10.00 mL，加无氨水稀释至刻度。
在上述各比色管中，分别加入1.0 mL酒石酸钾钠，摇匀，再加1.5 mL纳氏试剂，摇匀放置10 min，用1 cm比色管，在波长425 nm处，以试剂空白为参比测定吸光度，绘制标准曲线，并从标准曲线上查得水样中氨氮的含量（μg/mL）。
       2. 亚硝酸盐氮的测定——盐酸萘乙二胺比色法
       (1) 原理
       在pH 2.0～2.5时，水中亚硝酸盐与对氨基苯磺酸生成重氮盐，再与盐酸萘乙二胺偶联生成红色染料，最大吸收波长为543 nm，其色度深浅与亚硝酸盐含量成正比，可用比色法测定，检出限为0.005 μg/mL，测定上限为0.1 μg/mL。
       (2)试剂
       ①不含亚硝酸盐的蒸馏水：蒸馏水中加入少量高锰酸钾晶体，使呈红色，再加氢氧化钡（或氢氧化钙），使呈碱性，重蒸馏。弃去50 mL初馏液，收集中间70%的无锰部分。也可于每升蒸馏水中加入1 mL浓硫酸和0.2 mL硫酸锰溶液（每100 mL蒸馏水中含有36.4 g MnSO4·H2O），及1～3 mL 0.04%高锰酸钾溶液使呈红色，然后重蒸馏。
       ②亚硝酸盐标准储备液：称取1.232 g 亚硝酸钠溶于水中，加入1 mL氯仿，稀释至1000 mL 。此溶液每毫升含亚硝酸盐氮约为0.25 mg。由于亚硝酸盐氮在湿空气中易被氧化，所以储备液需标定。
       标定方法：吸取50.00 mL 0.050 mol/L高锰酸钾溶液，加5 mL浓硫酸及50.00 mL亚硝酸钠储备液于300 mL具塞锥型瓶中（加亚硝酸钠贮备液时需将吸管插入高锰酸钾溶液液面以下）混合均匀，置于水浴中加热至70～80℃，按每次10.00 mL的量加入足够的0.050 mol/L草酸钠标准溶液，使高锰酸钾溶液褪色并过量，记录草酸钠标准溶液用量（V2）；再高锰酸钾溶液滴定过量的草酸钠到溶液呈微红色，记录高锰酸钾溶液用量（V1）。用50 mL不含亚硝酸盐的水代替亚硝酸钠贮备液，如上操作，用草酸钠标准溶液标定高锰酸钾溶的浓度（c1），按下式计算高锰酸钾溶液浓度（mol/L）：

按下式计算亚硝酸盐氮标准储备液的浓度：

       式中，c1是经标定的高锰酸钾标准溶液的浓度，mol/L；V1是滴定亚硝酸盐氮标准储备液时，加入高锰酸钾标准溶液总量，mL；V2是滴定亚硝酸盐氮标准储备液时，加入草酸钠标准溶液总量，mL；V3是滴定水时，加入高锰酸钾标准溶液总量，mL；V4是滴定水时，加入草酸钠标准溶液总量，mL；7.00是亚硝酸盐氮（1/2 N）的摩尔质量，g/mol；50.00是亚硝酸盐标准储备液取用量，mL；0.0500是草酸钠标准溶液浓度（1/2 Na2C2O4，0.0500 mol/L）。
       ③亚硝酸盐使用液：临用时将标准贮备液配制成每毫升含1.0 μg的亚硝酸盐氮的标准使用液。
       ④草酸钠标准溶液（1/2 Na2C2O4，0.0500 mol/L）：称取3.350 g 经105℃干燥 2 h的优级纯无水草酸钠溶于水中，转入1000 mL容量瓶中加水稀释至刻度。
       ⑤高锰酸钾溶液（1/5 KMnO4，0.050 mol/L）：溶解1.6 g 高锰酸钾于约1.2 L水中，煮沸0.5 h 至1 h，使体积减小至1000 mL左右，放置过夜，用G3号熔结玻璃漏斗过滤后，滤液贮于棕色试剂瓶中，用上述草酸钠标准溶液标定其准确浓度。
       ⑥氢氧化铝悬浮液：溶解125 g硫酸铝钾[KAl (SO4)2·12H2O]或硫酸铝铵[NH4Al (SO4)2·12H2O]于1 L水中，加热到60℃，在不断搅拌下慢慢加入55 mL浓氨水，放置约1 h，转入试剂瓶内，用水反复洗涤沉淀，至洗液中不含氨、氯化物、硝酸盐和亚硝酸盐为止。澄清后，把上层清液尽量全部倾出，只留浓的悬浮物，最后加100 mL水。使用前应振荡均匀。
       ⑦盐酸萘乙二胺显色剂：50 mL冰醋酸与900 mL水混合，加入5.0 g 对氨基苯磺酸，加热使其全部溶解，再加入0.05 g 盐酸萘乙二胺，搅拌溶解后用水稀释至1 L。溶液无色，贮存于棕色瓶中，在冰箱中保存可稳定一个月（当有颜色时应重新配制）。
       (3)步骤
       ①水样如有颜色和悬浮物，可在每100 mL水样中加入2 mL 氢氧化铝悬浮液，搅拌后，静置过滤，弃去25 mL初滤液。
       ②取50.00 mL澄清水样于50 mL比色管中（如亚硝酸盐氮含量高，可酌情少取水样，用无亚硝酸盐蒸馏水稀释至刻度）。
       ③取7支50 mL比色管，分别加入含亚硝酸盐氮1 μg / mL的标准溶液0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL，用水稀释至刻度。
       ④在上述各比色管中分别加入2 mL显色剂，20 min后在540 nm处，用2 cm比色皿，以试剂空白作参比测定其吸光度，绘制标准曲线。从标准曲线上查得水样中亚硝酸盐氮的含量（μg/mL）。

3.硝酸盐氮的测定——二磺酸酚比色法
       (1)原理
       浓硫酸与酚作用生成二磺酸酚，在无水条件下二磺酸酚与硝酸盐作用生成二磺酸硝基酚，二磺酸硝基酚在碱性溶液中发生分子重排生成黄色化合物，最大吸收波长在410 nm处，利用其色度和硝酸盐含量成正比，可进行比色测定。少量的氯化物即能引起硝酸盐的损失，使结果偏低。可加硫酸银，使其形成氯化银沉淀，过滤去除，以消除氯化物的干扰，（允许氯离子存在的最高浓度为10 μg/mL，超过此浓度就要干扰测定）。亚硝酸盐氮含量超过0.2 μg/mL时，将使结果偏高，可用高锰酸钾将亚硝酸盐氧化成硝酸盐，再从测定结果中减去亚硝酸盐的含量。