硝酸盐氮的测定与分析

实验四　硝酸盐氮的测定与分析

一、实验目的和要求

在生物脱氮工艺中，硝酸盐是生物硝化的最终产物，常与氨氮和亚硝酸盐共同来分析硝化过程和硝化效果，也是判断硝酸菌存在的间接证据。

二、实验原理

利用硝酸根离子在220nm波长处的吸收而定量测定硝酸盐氮。溶解的有机物在220nm处也会有吸收，而硝酸根离子在275nm处没有吸收，因此，在275nm处作另一次测量，以校正硝酸盐氮值。

三、适用范围

本标准适用于地表水、地下水中硝酸盐氮的测定，方法最低检出浓度为0.08mg/L，测定下限为0.32mg/L，测定上限为4mg/L。

四、试剂

本标准所用试剂除另有注明外，均为符合国家标准的分析化学试剂；实验用水是新制备的去离子水。

（1）氢氧化铝悬浮液

溶解125g硫酸铝钾［KAl（SO₄）₂·12H₂O］或硫酸铝铵［NH₄Al（SO₄）₂·12H₂O］于1 000mL水中，加热至60℃，在不断搅拌下，徐徐加入55mL浓氨水，放置约1h后，移入1 000mL量筒内，用水反复洗涤沉淀，最后至洗涤液中不含硝酸盐氮为止。澄清后，把上清液尽量全部倾出，只留稠的悬浮液，最后加入100mL水，使用前应振荡均匀。

（2）硫酸锌溶液:10%硫酸锌水溶液。

（3）氢氧化钠溶液:c（NaOH）＝5mol/L。

（4）大孔径中性树脂:CAD-40或XAD-2型及类似性能的树脂。

（5）甲醇:分析纯。

（6）盐酸:c（HCl）＝1mol/L。

（7）硝酸盐氮标准储备液:称取0.722g经105～110℃干燥2h的优级纯硝酸钾（KNO₃）溶于水，移入1 000mL容量瓶中，稀释至标线，加2mL三氯甲烷作保存剂，混匀，至少可稳定6个月，该标准储备液每毫升含0.100mg硝酸盐氮。

（8）0.8%氨基磺酸溶液:避光保存于冰箱中。

五、仪器

（1）紫外分光光度计。

（2）离子交换柱（φ1.4cm装树脂高5～8cm）。

六、干扰的消除

溶解的有机物、表面活性剂、六价铬、溴化物、碳酸氢盐和碳酸盐等干扰测定，需进行适当的预处理。本法采用絮凝共沉淀和大孔中性吸附树脂进行处理，以排除水样中大部分常见有机物、浊度和Fe^3＋、Cr^6＋对测定的干扰。

七、实验步骤

吸附柱的制备:新的大孔径中性树脂先用200mL水分两次洗涤，用甲醇浸泡过夜，弃去甲醇，再用40mL甲醇分两次洗涤，然后用新鲜去离子水洗到柱中流出液滴落于烧杯中无乳白色为止。树脂装入柱中时，树脂间决不允许存在气泡。

量取200mL水样置于锥形瓶或烧杯中，加入2mL硫酸锌溶液，再搅拌下滴加氢氧化钠溶液，调至pH＝7。或将200mL水样调至pH＝7后，加4mL氢氧化铝悬浮液。待絮凝胶团下沉后，或经离心分离，吸取100mL上层液分两次洗涤吸附树脂柱，以每秒1～2滴流速流出，各个样品间流速保持一致。弃去流出液。再继续使水样上清液通过柱子，收集50mL于比色管中，预备测定用。树脂用150mL水分三次洗涤，备用。树脂吸附容量较大，可处理50～100个地表水水样，应视有机物含量而异。使用多次后，可用未接触过橡胶制品的新鲜去离子水作参比，在220nm和275nm波长处检测，测得吸光度应接近零。超过仪器允许误差时，需以甲醇再生。

加1.0mL盐酸溶液，0.1mL氨基磺酸溶液于比色管中，当亚硝酸盐氮低于0.1mg/L时，可不加氨基磺酸溶液。

用光程长10mm的石英比色皿，在220nm和275nm波长处，以经过树脂吸附的新鲜去离子水50mL加1mL盐酸为参比，测量吸光度。

校准曲线的绘制:于5个200mL容量瓶中分别加入0.50mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL硝酸盐氮标准储备液，用新鲜去离子水稀释至标线，其浓度分别为0.25mg/mL、0.50mg/mL、1.00mg/mL、1.50mg/mL、2.00mg/mL硝酸盐氮。按水样测定相同操作步骤测量吸光度。

八、结果的计算

硝酸盐氮的含量按下式计算:

A校＝A₂₂₀—2A₂₇₅

式中　A₂₂₀——220nm波长测得的吸光度；

　A₂₇₅——275nm波长测得的吸光度。

求得吸光度的校正值（A校）以后，从校准曲线中查得相应的硝酸盐氮量，即为水样测定结果（mg/L），水样若经稀释后测定，则结果应乘以稀释倍数。

九、精密度与准确度

4个实验室分析含1.80mg/L硝酸盐氮的统一标准样品，实验室内相对标准偏差为2.6%；实验室间总相对标准偏差为5.1%；相对误差为1.1%。