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摘要:纳氏试剂分光光度法是测量水中氨氮的常用测定方法,由于测定试验涉及较多外在因素的影响,针对于此,本文结合具体试验操作,对影响纳氏试剂分光光度法测定水中氨氮的因素进行探究,并提出了具体消除影响的有效措施,以期为有关方面提供参考借鉴。
关键词:氨氮;纳氏试剂;测定;影响;消除
水中氨氮物的多少,可作为水体受污染程度的考核指标。其中纳氏试剂分光光度法因其灵敏、操作简便等特点,广泛应用于工业废水、生活污水、地表水、地下水的测定。为进一步准确测得水中氨氮含量,需要针对其测定影响因素进行控制及消除,以使测定结果更加精确,为防污调度提供更准确的数据资料。
1 实验用水及药品试剂的影响
1.1 实验用水的影响
用无氨水与新鲜蒸馏水做空白用水,测定吸光度。结果见表1
环境中有氨或铵盐通过其它途径进入实验用水中,导致空白增高,标准中规定试验用水为无氨水。表1测定数据表明,无氨水与新鲜蒸馏水空白吸光度相对偏差最大4.2%,两者测定结果没有显著差别。只要空白吸光度小于0.030,就不影响测定结果,实验中可用新鲜蒸馏水代替无氨水。
1.2 药品试剂的影响
酒石酸钾钠、碘化汞纯度不够,会给实验造成空白值偏高和引起测试水样浑浊等不良影响。
1.2.1 酒石酸钾钠的影响
酒石酸钾钠是钙、镁、铁等金属离子的掩蔽剂,其掩蔽机理为酒石酸钾钠和金属离子络合,避免加入纳氏试剂后形成沉淀,影响测定。市售的酒石酸钾钠一般含铵盐、钙、镁等杂质比较多,使得标准曲线截距值、空白值偏高。实验证明向定容的酒石酸钾钠溶液中加入5ml纳氏试剂搅拌均匀,静置取上清液,置于冰箱冷藏保存,可以減小空白值,延长保存时间。
1.2.2 纳氏试剂的影响
纳氏试剂是氨氮测定中的显色剂,决定着曲线的灵敏度,直接影响显色效果和测定值。纳氏试剂主要有两种配制方法:一种是二氯化汞―碘化钾―氢氧化钾,另一种是碘化汞―碘化钾―氢氧化钠。第一种配制方法复杂,但准确度高。本实验选取第一种配置方法,配制后静置24小时,取上清液,其余弃去不用,移入聚乙烯瓶中,用橡皮塞或聚乙烯盖子密闭贮于冰箱内保存,可以存放一年。若存放于棕色玻璃瓶,兩个月以后瓶底即出现棕褐色的沉淀,此时纳氏试剂的灵敏度降低,测定结果准确度降低,不可再用。
2 水样自身因素的影响
2.1 水样体系pH值的影响
根据纳氏试剂反应机理:
2﹝HgI4﹞2-+NH3+3OH-==NH2HgIO↓+7I-+2H2O
(淡红棕色)
可以看出OH-浓度对显色反应有明显影响。取同一浓度的标液加入不同量的纳氏试剂调节溶液pH值,对显色的影响如下。
表2表明,pH对反应体系的显色程度有显著影响。pH值小于11显色不完全,pH值大于13溶液出现浑浊,最佳反应pH值范围在11-12之间。
地表水、地下水pH值一般为7左右,测定前可以不调试水样酸碱性。有些企业工业废水水质偏酸或偏碱性,测定前用pH试纸值测试pH,若值过低或过高用氢氧化钠颗粒或硫酸调节pH值到合适的范围,再测定。
2.2 水样色度、浑浊的影响
水样有色、浑浊使测定值偏高。
去除方法:
若有色不浑浊则可以用扣除原液的吸光度方法去除色度影响。
若水样有色且浑浊则需进行絮凝沉淀或蒸馏后测定,絮凝、蒸馏方法按标准执行。
水样的浊度往往会对纳氏试剂比色测定结果产生影响,建议做补偿校正。在50ml比色管中,水样定容后加1.0ml酒石酸钾钠溶液,混匀.加1.5ml15%氢氧化钾溶液,测量吸光度(此为校正吸光度)。然后从水样经纳氏试剂比色测得吸光度中减去校正吸光度。
2.3 水样中其它干扰物质的影响
2.3.1 余氯的影响
经消毒处理的水样中存在余氯,如果浓度超出一定值,氨离子会优先与其反应,余氯和氨氮可形成氯胺,使得氨氮和纳氏试剂的反应减弱或无法完成,导致无法测出结果或测定值偏低。氯离子浓度越高,影响越大。
去除方法:水样采集后应尽快分析,并立即破坏余氯,以防止与氨反应。氯离子浓度低于1100mg/L时,可以忽略它的影响,但当氯离子浓度超过1100mg/L以上,可用硫代硫酸钠去除,0.5ml1.35%硫代硫酸钠可除去0.25mg余氯。
2.3.2 水样中锰的影响
水中锰浓度高时,氨氮测定结果有偏高的趋势.实验中虽加入掩蔽剂,却未能消除锰对氨氮检出的影响,锰的影响机理是棕黄色或棕色沉淀物MnO(OH)2,与氨氮显色后的色泽一致是主要影响因素。
消除方法:用50%酒石酸钾钠1.0ml+0.2%Na2-EDTA1.0ml代替纯酒石酸钾钠能掩蔽Mn2+干扰。
3 外界因素影响
3.1 过滤用滤纸影响
经试验分析证明,滤料中含有可溶性氨,尤以定量滤纸为甚。采用絮凝沉淀预处理时,最好选用含可溶性氨氮低的定性滤纸和超细玻纤滤膜过滤,滤前应用蒸馏水充分洗涤以除去可溶性氨氮。为避免滤纸清洗不净引入的误差,实验中絮凝后可取上清液进行测定。
3.2 实验室环境条件的影响
实验环境对氨氮的测定影响很大。首先,要避免项目的交叉污染,比如总硬度、挥发酚、氨氮、亚硝酸盐氮等分析项目都使用氨水,会使氨氮的空白值大幅增大。其次,对所用的器皿均应清洗干净,特别是做完高浓度样品测定后,影响更大,必要时可用盐酸浸泡。
3.3 反应时间的影响
标准中显色反应时间为10min,显色时间的长短对显色有一定影响,把握显色时间是准确测定的关键。经过比对分析表明:0-10min,溶液显色不完全,10-30min,溶液颜色较稳定,30min后,溶液颜色逐渐加深,40-60min,溶液颜色逐渐减褪。最后出现红色沉淀。所以显色10min后应迅速测定,尽量在10-30min内完成。
3.4 水样保存时间的影响
水中的氮主要以氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和有机氮等形态存在。在特定条件下,如氧化和微生物活动,有机氮可转化为氨氮。有机废水由于有机物分解,有机氮转化为氨氮,使氨氮测定值随着时间的推移快速升高,所以为了测定的准确性,有机废水应尽快测定;无机废水在酸性条件下,氨氮转化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的速度缓慢,故氨氮测定值随着时间的推移缓慢下降,所以无机废水放置数天测定,对结果的影响不大。
4 结语
总之,针对氨氮测定的诸多影响因素,若要保证测得的结果准确度,应在测定过程中终坚持严谨认真的工作态度,针对可能存在的影响因素,选择正确的消除方法,采取有效措施降低或避免氨氮测定引入的误差,进而增强环境水质监测工作水平。
参考文献:
[1]刘晖.氨氮测定中的影响因素[J].煤炭与化工.2013(11).
[2]许卫娟.浅谈纳氏试剂光度法测定水体中氨氮的影响因素及消除方法[J].环境科学导刊.2013(06).
关键词:氨氮;纳氏试剂;测定;影响;消除
水中氨氮物的多少,可作为水体受污染程度的考核指标。其中纳氏试剂分光光度法因其灵敏、操作简便等特点,广泛应用于工业废水、生活污水、地表水、地下水的测定。为进一步准确测得水中氨氮含量,需要针对其测定影响因素进行控制及消除,以使测定结果更加精确,为防污调度提供更准确的数据资料。
1 实验用水及药品试剂的影响
1.1 实验用水的影响
用无氨水与新鲜蒸馏水做空白用水,测定吸光度。结果见表1
环境中有氨或铵盐通过其它途径进入实验用水中,导致空白增高,标准中规定试验用水为无氨水。表1测定数据表明,无氨水与新鲜蒸馏水空白吸光度相对偏差最大4.2%,两者测定结果没有显著差别。只要空白吸光度小于0.030,就不影响测定结果,实验中可用新鲜蒸馏水代替无氨水。
1.2 药品试剂的影响
酒石酸钾钠、碘化汞纯度不够,会给实验造成空白值偏高和引起测试水样浑浊等不良影响。
1.2.1 酒石酸钾钠的影响
酒石酸钾钠是钙、镁、铁等金属离子的掩蔽剂,其掩蔽机理为酒石酸钾钠和金属离子络合,避免加入纳氏试剂后形成沉淀,影响测定。市售的酒石酸钾钠一般含铵盐、钙、镁等杂质比较多,使得标准曲线截距值、空白值偏高。实验证明向定容的酒石酸钾钠溶液中加入5ml纳氏试剂搅拌均匀,静置取上清液,置于冰箱冷藏保存,可以減小空白值,延长保存时间。
1.2.2 纳氏试剂的影响
纳氏试剂是氨氮测定中的显色剂,决定着曲线的灵敏度,直接影响显色效果和测定值。纳氏试剂主要有两种配制方法:一种是二氯化汞―碘化钾―氢氧化钾,另一种是碘化汞―碘化钾―氢氧化钠。第一种配制方法复杂,但准确度高。本实验选取第一种配置方法,配制后静置24小时,取上清液,其余弃去不用,移入聚乙烯瓶中,用橡皮塞或聚乙烯盖子密闭贮于冰箱内保存,可以存放一年。若存放于棕色玻璃瓶,兩个月以后瓶底即出现棕褐色的沉淀,此时纳氏试剂的灵敏度降低,测定结果准确度降低,不可再用。
2 水样自身因素的影响
2.1 水样体系pH值的影响
根据纳氏试剂反应机理:
2﹝HgI4﹞2-+NH3+3OH-==NH2HgIO↓+7I-+2H2O
(淡红棕色)
可以看出OH-浓度对显色反应有明显影响。取同一浓度的标液加入不同量的纳氏试剂调节溶液pH值,对显色的影响如下。
表2表明,pH对反应体系的显色程度有显著影响。pH值小于11显色不完全,pH值大于13溶液出现浑浊,最佳反应pH值范围在11-12之间。
地表水、地下水pH值一般为7左右,测定前可以不调试水样酸碱性。有些企业工业废水水质偏酸或偏碱性,测定前用pH试纸值测试pH,若值过低或过高用氢氧化钠颗粒或硫酸调节pH值到合适的范围,再测定。
2.2 水样色度、浑浊的影响
水样有色、浑浊使测定值偏高。
去除方法:
若有色不浑浊则可以用扣除原液的吸光度方法去除色度影响。
若水样有色且浑浊则需进行絮凝沉淀或蒸馏后测定,絮凝、蒸馏方法按标准执行。
水样的浊度往往会对纳氏试剂比色测定结果产生影响,建议做补偿校正。在50ml比色管中,水样定容后加1.0ml酒石酸钾钠溶液,混匀.加1.5ml15%氢氧化钾溶液,测量吸光度(此为校正吸光度)。然后从水样经纳氏试剂比色测得吸光度中减去校正吸光度。
2.3 水样中其它干扰物质的影响
2.3.1 余氯的影响
经消毒处理的水样中存在余氯,如果浓度超出一定值,氨离子会优先与其反应,余氯和氨氮可形成氯胺,使得氨氮和纳氏试剂的反应减弱或无法完成,导致无法测出结果或测定值偏低。氯离子浓度越高,影响越大。
去除方法:水样采集后应尽快分析,并立即破坏余氯,以防止与氨反应。氯离子浓度低于1100mg/L时,可以忽略它的影响,但当氯离子浓度超过1100mg/L以上,可用硫代硫酸钠去除,0.5ml1.35%硫代硫酸钠可除去0.25mg余氯。
2.3.2 水样中锰的影响
水中锰浓度高时,氨氮测定结果有偏高的趋势.实验中虽加入掩蔽剂,却未能消除锰对氨氮检出的影响,锰的影响机理是棕黄色或棕色沉淀物MnO(OH)2,与氨氮显色后的色泽一致是主要影响因素。
消除方法:用50%酒石酸钾钠1.0ml+0.2%Na2-EDTA1.0ml代替纯酒石酸钾钠能掩蔽Mn2+干扰。
3 外界因素影响
3.1 过滤用滤纸影响
经试验分析证明,滤料中含有可溶性氨,尤以定量滤纸为甚。采用絮凝沉淀预处理时,最好选用含可溶性氨氮低的定性滤纸和超细玻纤滤膜过滤,滤前应用蒸馏水充分洗涤以除去可溶性氨氮。为避免滤纸清洗不净引入的误差,实验中絮凝后可取上清液进行测定。
3.2 实验室环境条件的影响
实验环境对氨氮的测定影响很大。首先,要避免项目的交叉污染,比如总硬度、挥发酚、氨氮、亚硝酸盐氮等分析项目都使用氨水,会使氨氮的空白值大幅增大。其次,对所用的器皿均应清洗干净,特别是做完高浓度样品测定后,影响更大,必要时可用盐酸浸泡。
3.3 反应时间的影响
标准中显色反应时间为10min,显色时间的长短对显色有一定影响,把握显色时间是准确测定的关键。经过比对分析表明:0-10min,溶液显色不完全,10-30min,溶液颜色较稳定,30min后,溶液颜色逐渐加深,40-60min,溶液颜色逐渐减褪。最后出现红色沉淀。所以显色10min后应迅速测定,尽量在10-30min内完成。
3.4 水样保存时间的影响
水中的氮主要以氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和有机氮等形态存在。在特定条件下,如氧化和微生物活动,有机氮可转化为氨氮。有机废水由于有机物分解,有机氮转化为氨氮,使氨氮测定值随着时间的推移快速升高,所以为了测定的准确性,有机废水应尽快测定;无机废水在酸性条件下,氨氮转化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的速度缓慢,故氨氮测定值随着时间的推移缓慢下降,所以无机废水放置数天测定,对结果的影响不大。
4 结语
总之,针对氨氮测定的诸多影响因素,若要保证测得的结果准确度,应在测定过程中终坚持严谨认真的工作态度,针对可能存在的影响因素,选择正确的消除方法,采取有效措施降低或避免氨氮测定引入的误差,进而增强环境水质监测工作水平。
参考文献:
[1]刘晖.氨氮测定中的影响因素[J].煤炭与化工.2013(11).
[2]许卫娟.浅谈纳氏试剂光度法测定水体中氨氮的影响因素及消除方法[J].环境科学导刊.2013(06).