一、水中氨氮的来源
水中氨氮的含量是饮用水水质的一个重要指标,氨氮含量过高的话,主要影响人体健康、生态环境、水质PH值三方面。在水源应用或进行水质处理时,有必要准确测定水中氨氮含量,指导饮用水的生产、使用,确保饮水安全、优质供水。
水中氨氮中的游离氨会对水生物起到一定的危害作用,其毒性比铵盐大几十倍,并随水体碱性的增加而增强。氨氮毒性与水体pH值及水温有密切关系,一般情况,pH值及水温愈高,毒性愈强,对鱼的危害类似于亚硝酸盐。氨氮对水生物的危害有急性和慢性之分。慢性中毒危害为:摄食降低,生长减慢,组织损伤,降低氧在组织间的输送;急性中毒危害为:水生物表现亢奋、在水中丧失平衡、抽搐,严重者甚至死亡。氨氮会与水形成弱碱,氨氮的浓度越高,水中的PH值越大。水中的氨氮可以在好氧条件和亚硝化菌的作用下转化成亚硝酸盐。水中的亚硝酸盐将和人体蛋白质结合形成亚硝胺,这是一种强致癌物质,长期饮用会影响人体健康。
氨氮废水主要来源于化肥、焦化、石化、制药、食品、垃圾填埋等,大量氨氮废水排入水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭,使水处理的难度和成本加大,甚至对人群及生物产生毒害作用。
氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮。水中含氮有机物不稳定,易分解成氨。因此,水中氨氮指以氨或铵离子形式存在的化合氮。动物性有机物的含氮量一般较植物性有机物为高,同时,人畜粪便中含氮有机物很不稳定,容易分解成氨。
二、氨氮测定注意事项
1.实验室的环境
1.1要注意避免实验室出现扬尘现象,污染水样和试剂,影响实验空白值的高低,从而影响最后的实验检测结果。
1.2硝酸盐氮测试中使用的实验氨水、总硬度测试中使用的氨-氯化铵缓冲溶液,其中氨挥发性比较强,挥发后的氨气会存在实验室中的空气中,而纳氏试剂极易吸收挥发后的氨气而使得氨氮测试结果偏高。
1.3进行氨氮测试实验所使用的试剂、玻璃器皿等实验用品要单独存放,避免交叉污染现象的出现,从而影响空白值的高低。
2.实验用水
2.1氨氮测试中需要的实验用水是无氨水,可以取纯化水1000ml,在水中加入0.10mL浓硫酸至pH<2,再进行蒸馏或者使用新制备的去离子水。为了有效保证实验空白值精密度和准确度,因此蒸馏水或去离子水中既不能含铵盐,也不能含有游离氨。实验用水空白测定吸光值不大于0.030即可满足氨氮测定无氨水的要求。
2.2为了避免空气中的氨融进实验用水中,应密闭保存实验中所用的蒸馏水或去离子水,将与铵盐有关的试剂隔离保存。
3.水样的保存和预处理
3.1水样的保存
3.1.1待测氨氮水样在进行保存时滴加硫酸可以使水样酸化至 pH 小于2,将保存时间延长。
3.1.2主要原理是当氨氮水样酸化至 pH 小于2后可以有效抑制氨氮的水解以及氧化还原反应,使得水样的成分保持稳定状态,从而延长保存时间。
3.2水样的预处理
3.2.1除去色度、浊度和一些干扰物质
为了消除色度、浊度和一些干扰物质的影响,常用蒸馏法或絮凝沉淀法对水样进行预处理。絮凝沉淀法可以对较清洁的水样进行预处理,采用的絮凝试剂主要有硫酸锌和氢氧化钠 , 在水样中加适量硫酸锌,再加入氢氧化钠使水样pH值至10.5左右,生成氢氧化锌沉淀,再经过滤除去颜色和浑浊等。如果采用絮凝沉淀法处理水样仍然浑浊或带色,就需要采用蒸馏法消除上述干扰。
3.2.2处理国产滤纸本身含铵造成实验背景值较高的问题
3.2.2.1氨氮测试中所用的国产滤纸含铵的问题可以用 3% 硼酸或5%硫酸浸泡并反复清洗来解决,人工处理滤纸使其变成中性,减少测定误差,能够很好的解决实验背景值较高的问题。
3.2.2.2实验证明也可以用砂芯漏斗代替国产滤纸,但是使用之前也需要对砂芯漏斗使用自来水清洗,放置于稀硫酸中浸泡 10min,再经自来水、无氨水冲洗后,控干或烘干,经过处理后的砂芯漏斗在使用时不必弃去初滤液,能最大程度上缩短过滤时间,提高实验效率。
3.2.3处理高氨氮含量的水样
3.2.3.1对于浓度较高的水样先稀释再絮凝沉淀或蒸馏的方法,可以克服测定过程中不显色或浑浊现象。
3.2.3.2在水样中加酒石酸钾钠溶液、纳氏试剂显色后出现颜色较深的现象,以至于吸光度值超出范围后可以采用无氨水定量稀释后在进行测定。这种测定方法比较适用于大批量的样品分析测试。
4.实验室测定
4.1纳氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例,对显色反应的灵敏度有较大影响。静置后生成的沉淀应去除。纳氏试剂配好后应储存于聚乙烯瓶中,用橡皮塞塞紧,冰箱保存1个月。
4.2滤纸中常含痕量铵盐,使用时注意用无氨水洗涤。所用玻璃器皿应避免实验室空气中氨的玷污。
4.3测定中性或碱性的水样,偏差较小,酸性水样最好用1mol/L NaOH调节pH 12±0.2,保证测定精密度和准确度。
4.4温度会影响纳氏试剂与氨氮反应速度,影响溶液颜色,显色温度控制在5℃-15℃无显著改变,20℃-25℃显色最完全,温度大于30℃时溶液褪色,吸光度偏低。
4.5显色时间不足10分钟,显色不完全,10分钟-30分钟颜色较稳定,30分钟-45分钟颜色有加深趋势,45分钟颜色逐渐减退。
4.6考虑试剂空白的影响,试剂空白吸光度值不大于0.030,如果测定值偏高,主要考虑试剂不纯、实验用水含氨高、滤纸含铵盐等。
4.7水样中含有铁、锰、镁等金属离子,因产生异色或浑浊而干扰测定,可加入络合剂或预蒸馏消除干扰。氯离子的干扰可加适量0.35%硫代硫酸钠去除,每0.5mL可除去0.25mg余氯。
4.8水中颜色和浑浊亦影响比色,可以采用预蒸馏或絮凝沉淀法消除干扰。
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