水质硝酸盐氮的测定酚二磺酸分光光度法.doc

水质硝酸盐氮的测定酚二磺酸分光光度法
1 适用范围
本标准适用于测定饮用水、地下水和清洁地面水中的硝酸盐氮。
1．1 测定范围
本方法适用于测定硝酸盐氮浓度范围在0．02-2．0mg／L之间。浓度更高时，可分取较少的试份测定。
1．2 最低检出浓度
采用光程为30mm的比色皿，试份体积为50ml时，最低检出浓度为0．02mg／L。
1．3 灵敏度
当使用光程为30mm的比色皿，试份体积为50ml，硝酸盐氮含量为0．60mg／L时，吸光度约0．6单位。
使用光程为10mm的比色皿，试份体积为50ml，硝酸盐氮含量为2．0mg／L时，其吸光度约0．7单位。
1．4 干扰
水中含氯化物、亚硝酸盐、铵盐、有机物和碳酸盐时，可产生干扰。含此类物质时，应作适当的前处理，以消除对测定的影响。
2 原理
硝酸盐在无水情况下与酚二磺酸反应，生成硝基二磺酸酚，在碱性溶液中，生成黄色化合物，于410nm波长处进行分光光度测定。
3 试剂
本标准所用试剂除另有说明外，均为分析纯试剂，实验中所用的水，均应用蒸馏水或同等纯度的水。
3．1 硫酸：?=1．84g／ml。
3．2 发烟硫酸(H2SO4·SO3)：含13％三氧化硫(SO3)。
注：(1)发烟硫酸在室温较低时凝固，取用时，可先在40-50℃隔水浴中加温使熔化，不能将盛装发烟硫酸的玻璃瓶直接置入水浴中，以免瓶裂引起危险。
(2)发烟硫酸中含三氧化硫(SO3)浓度超过13％时，可用硫酸(3．1)按计算量进行稀释。
3．3 酚二磺酸(C6H3(OH)(SO3H)2)。
称取25g苯酚置于500ml锥形瓶中，加150ml硫酸(3．1)使之溶解，再加75ml发烟硫酸(3．2)，充分混和。瓶口插一小漏斗，置瓶于沸水浴中加热2h，得淡棕色稠液，贮于棕色瓶中，密塞保存。
注：(1)当苯酚色泽变深时，应进行蒸馏精制。
国家环境保护局1987-03-14批准 1987-08-01实施
(2)无发烟硫酸时，亦可用硫酸(3．1)代替，但应增加在沸水浴中加热时间至6h，制得的试剂尤应注意防止吸收空气中的水分，以免因硫酸浓度的降低，影响硝基化反应的进行，使测定结果偏低。
3．4 氨水(NH3·H2O)：?=0．90g／ml。
3．5 硝酸盐氮标准溶液：cN=100mg／L。
将0．7218g经105-110℃干燥2h的硝酸钾(KNO3)溶于水中，移入1000ml容量瓶，用水稀释至标线，混匀。加2ml氯仿作保存剂，至少可稳定6个月。
每毫升本标准溶液含0．10mg硝酸盐氮。
3．6 硝酸盐氮标准溶液：cN=10．0mg／L。
吸取50．0ml硝酸盐氮标准溶液(3．5)，置蒸发皿内，加氢氧化钠溶液(3．9)使调至pH8，在水浴上蒸发至于。加2ml酚二磺酸试剂(3．3)，用玻璃棒研磨蒸发皿内壁，使残渣与试剂充分接触，放置片刻，重复研磨一次，放置10min，加入少量水，定量移入500ml容量瓶中，加水至标线，混匀。
每毫升本标准溶液含0．010mg硝酸盐氮。
贮于棕色瓶中，此溶液至少稳定6个月。
注：本标准溶液应同时制备两份，如发现浓度存在差异时，应重新吸取硝酸盐氮标准溶液(3．5)进行制备。
3．7 硫酸银溶液
称取4．397g硫酸银(Ag2SO4)溶于水，稀释至1000ml。
1．00ml此溶液可去除1．00mg氯离子(C1-)。
3．8 硫酸溶液：0．5mol／L。
3．9 氢氧化钠溶液：0．1mol／L。
3．10 EDTA二钠溶液。
称取50gEDTA二钠盐的二水合物(C10H14N2O3Na2·2H2O)，溶于20ml水中，使调成糊状，加入60ml氨水(3．4)充分混合，使之溶解。
3．11 氢氧化铝悬浮液。
称取125g硫酸铝钾(Kal(SO4)2·12H2O)或硫酸铝铵(NH4Al(SO4)2·12H2O)溶于1L水中，加热到60℃，在不断搅拌下徐徐加入55ml氨水(3．4)，使生成氢氧化铝沉淀，充分搅拌后静置，弃去上清液。反复用水洗涤沉淀，至倾出液无氯离子和铵盐。最后加入300ml水使成悬浮液。
使用前振摇均匀。
3．12 高锰酸钾溶液：3．16g／L。
4 仪器
常用实验室仪器及：
4．1 瓷蒸发皿：75～100ml容量。
4．2 具塞比色管：50ml。
4．3 分光光度汁：适用于测量波长410nm，并配有光程10mm和30mm的比色皿。
5采样和样品
按照国家标准规定及根据待测水的类型提出的特殊建议进行采样。实验室样品可贮于玻璃瓶或聚乙烯瓶中。
硝酸盐氮的测定应在水样采集后立即进行，必要时，应保存在4℃下，但不得超过24h。
6 步骤
6．1 试份体积的选择
最大试份体积为50m1，可测定硝酸盐氮浓度至2．0mg／L。
6．2 空白试验
取50ml水，以与试份测定完全相同的步骤、试剂和用量，进行平行操作。
6．3 干扰的排除
6．3．1 带色物质
取100ml试样移入100ml具塞量筒中，加2ml氢氧化铝悬浮液(3．11)，密塞充分振摇，静置数分钟澄清后，过滤，弃去最初滤液的20ml。
6．3．2 氯离子
取100ml试样移入100ml具塞量筒中，根据已测定的氯离子含量，加入相当量的硫酸银溶液(3．7)，充分混合，在暗处放置30min，使氯化银沉淀凝聚，然后用慢速滤纸过滤，弃去最初滤液20ml。
注：(1)如不能获得澄清滤液，可将已加过硫酸银溶液后的试样在近80℃的水浴中加热，并用力振摇，使沉淀充分凝聚，冷却后再进行过滤。
(2)如同时需去除带色物质，则可在加入硫酸银溶液并混匀后，再加入2ml氢氧化铝悬浮液，充分振摇，放置片刻待沉淀后，过滤。
6．3．3 亚硝酸盐
当亚硝酸盐氮含量超过0．2mg／L时，可取100ml试样，加1ml硫酸溶液(3．8)，混匀后，滴加高锰酸钾溶液(3．12)，至淡红色保持15min不褪为止，使亚硝酸盐氧化为硝酸盐，最后从硝酸盐氮测定结果中减去亚硝酸盐氮量。
6．4 测定
6．4．1 蒸发
取50．0ml试份入蒸发皿中，用pH试纸检查，必要时用硫酸溶液(3．8)或氢氧化钠溶液(3．9)，调节至微碱性(pH≈8)，置水浴上蒸发至干。
6．4．2 硝化反应
加1．0ml酚二磺酸试剂(3．3)，用玻璃棒研磨，使试剂与蒸发皿内残渣充分接触，放置片刻，再研磨一次，放置10min，加入约10ml水。
6．4．3 显色
在搅拌下加入3～4ml氨水(3．4)，使溶液呈现最深的颜色。如有沉淀产生，过滤；或滴加EDTA二钠溶液(3．10)，并搅拌至沉淀溶解。将溶液移入比色管(4．2)中，用水稀释至标线，混匀。
6．4．4 分光光度测定
于410nm波长，选用合适光程长的比色皿，以水为参比，测量溶液的吸光度。
6．5 校准
6．5．1 校准系列的制备
用分度吸管向一组10支50ml比色管中，加入硝酸盐氮标准溶液，所加体积如下表，加水至约40ml，加3ml氨水(3．4)使成碱性，再加水至标线，混匀。
按6．4．4进行分光光度测定。所用比色皿的光程长亦如表所示。
校准系列中所用标准溶液体积
标准溶液(3．6)体积ml
硝酸盐氮含量 mg
比色皿光程长 mm
0
0
10、30
0.1
0.001
30
0.3
0.003
30
0.5
0.005
30
0.7
0.007
30
1
0.01
10、30
3
0.03
10
5
0.05
10
7
0.07
10
10
0.1
10
6．5．2 校准曲线的绘制
由除零管外的其他校准系列测得的吸光度值减去零管的吸光度值，分别绘制不同比色皿光程长的吸光度对硝酸盐氮含量(mg)的校准曲线。
7 结果的表示
7．1 计算方法
试份中硝酸盐氮的吸光度Ar用式(1)计算：
Ar=As-Ab …………………………………(1)
式中：As--试份溶液(6．4)的吸光度；
Ab--空白试验溶液(6．2)的吸光度。
注：对某种特定样品，As和Ab应在同一种光程长的比色皿中测定。
硝酸盐氮含量cNmg／L表示。
7．1．1 未经去除氯离子的试样，按式(2)计算：
cN=m／V×1000 ……………………………………(2)
式中：m--硝酸盐氮质量，mg，由Ar值和相应比色皿光程的校准曲线(6．5．2)确定；
V--试份体积，ml；
1000--换算为每升试样计。
7．1．2 经去除氯离子的试样，按式(3)计算：
CN=(m／V)×1000×［(V1+V2)／V1］ …………………………………………(3)
式中：V1--供去氯离子的试样取用量，ml；
V2--硫酸银溶液加入量，ml。
7．2 精密度和准确度
7．2．1 经5个实验室的分析方法协作试验结果如下：
7．2．1．1 实验室内
浓度范围为0.2～0.4mg/L的加标地面水，最大总相对标准偏差6.4％，回收率平均值78％。
浓度范围1.8～2.0mg/L的加标地面水，最大总相对标准偏差5.4％，回收率平均值98.6％。
7．2. 1. 2 实验室间
a. 分析含硝酸盐氮1.20mg/L的统一分发标准样，实验室间总相对标准偏差为9.4％，相对误差为-6.7％。
b. 52个实验室测定含硝酸盐氮1．59mg／L的合成水样，相对标准偏差为11.0％，相对误差为8．8％。
附加说明：
本标准由国家环境保护局规划标准处提出。本标准由杭州市环境保护监测站负责起草。本标准主要起草人沈叔平。本标准由中国环境监测总站负责解释。