废水中总氮测定的方法原理
在60℃以上的溶液中,过硫酸钾按以下反应式分解,生成氢离子和氧:
K2S2O8+H2O→2KHSO4+1/2O2
KHSO4→K++HSO4-
HSO4-→H++SO42-
加入氢氧化钠可中和掉氢离子,使过硫酸钾完全分解。
在120-140℃的碱性介质条件下,用过硫酸钾作氧化剂,不仅可以将水样中的氨氮和亚硝酸盐氧化为硝酸盐,同时还能将水样中大部分有机氮也氧化为硝酸盐。硝酸根离子对220nm波长光具有特征吸收,可用标准溶液进行定量。
由于溶解性有机物在220nm处也有吸收,故根据实践引入一个经验校正值,该校正值为在275nm处测得吸光度的2倍(2A275)。在220nm处的吸光值减去该经验校正值,即为硝酸盐离子的净吸光值。
干扰因素及消除方法
水样中含有六价铬及三价铬时,可加入5%盐酸羟胺溶液1-2ml予以消除。
碳酸盐和碳酸氢盐对测定的影响,在加入一定量盐酸后也可消除。
方法的测定范围
该方法适用于地面水,测定范围为0.05-4mg/L。
所需仪器
- 紫外分光光度计;
- 压力锅,压力1.1-1.3kg/cm²,相应温度为120-124℃;
- 25ml具塞比色管,每组3个,2组各作曲线共16只,合计38个;
- 移液管、容量瓶等玻璃仪器。
试剂配制
- 无氨水:用新制备的去离子水,或每升水中加入0.1ml试剂后蒸馏;
- 20%氢氧化钠:称取20g氢氧化钠,溶于无氨水中并定容至100ml;
- 碱性过硫酸钾溶液:称取40g过硫酸钾、15g氢氧化钠,溶于无氨水中并定容至1000ml,存于塑料瓶中,可保存一周;
- 1+9盐酸;
- 硝酸钾标准溶液:储备液为称取0.7218g经105-110℃烘干4小时的优级纯硝酸钾,溶于无氨水中,移至1000ml容量瓶定容,此溶液为100μg/ml硝酸盐氮,加入2ml三氯甲烷作保护剂,可稳定6个月;使用液则将储备液稀释10倍,取10ml稀释至100ml,含硝酸盐氮10μg/ml。
测定步骤
校准曲线绘制
分别吸取0、0.5、1.00、2.00、3.00、5.00、7.00、8.00ml硝酸钾标准使用液于25ml比色管中,用无氨水稀释至10ml标线。
加入5ml碱性过硫酸钾溶液,塞紧磨口塞,用纱布和纱绳裹紧管塞,以防溅出。
将比色管置于压力锅中,升温至120-124℃开始计时,加热0.5h。
自然冷却后,开阀放气,移去外盖,取出比色管冷却至室温。
加入盐酸1ml,用无氨水稀释至25ml标线。
在紫外分光光度计上,以无氨水作参比,用10mm比色皿分别在220nm和275nm波长处测定吸光度,用校正后的吸光度绘制校准曲线。
样品测定
取10ml水样,或取适量水样,按校准曲线步骤操作。然后以校正吸光度在曲线上查出相应的总氮量m,用下列公式计算总氮含量:
总氮=m/v
式中:m为从校准曲线上查出的相应总氮量;v为所取水样的体积。
精密度和准确度
21个实验室对3种含总氮1.15-2.6mg/L的统一样品进行了测定,室内相对标准偏差为1.6-2.5%,室间相对标准偏差为1.9-4.9%。
21个实验室共测64种水样,每种重复测定6次,回收率为95-105%。
注意事项
- 比色管密封应良好,勿将溶液滴到磨口上,冷却放气要缓慢;
- 玻璃器皿可用10%的盐酸浸洗,用蒸馏水冲洗后再用无氨水冲洗;
- 氧化后如有沉淀,应吸取上清液进行紫外分光光度法测定。
总氮测定是判断水体富营养化风险与污水处理效果的重要指标之一。山东中耀康威环保设备持续关注环保设备行业相关技术与应用资讯,上述方法可为废水监测与工艺运行管理提供参考。