实验十三 水体自净程度监测─水中氮素含量测定

1、课程名称：环境监测实验实验类型:综合实验实验项目名称：水体自净程度监测一水中氮素含量测定实验地点：环资B座实验日期:2018年12月型日一、实验目的和要求(必填)了解水体中三氮间的转换与其环境学意义熟悉水体中三氮含量的测定熟悉水质分析仪的使用选定自然水体(河流或小型湖泊等)作为研究对象，按照水体布点、采样、样品保存原则与规范进行样品采集、“三氮”各指标的测定。了解测定三氨对环境化学研究的作用和意义，根据监测数据平价研完水体的自净程度。二、实验内容和原理(必填)各种形态氮的相互转化和氮循环的平衡变化是环境化学和生态系统研究的重要内容之一。水体中含氮类化合物的主要来源是生活污水和某些工业废水及农业

2、面源。当水体受到含氮有机物污染时，其中的含氮化合物由于水中微生物和氧的作用，可逐步分解氧化为无机的氨(NH3)或铵(NH4)、亚硝酸盐(N02)、硝酸盐(N03)等简单的无机氮化物。氨和铵中的氮称为氨氮(NH4-N);亚硝酸盐中的氮称为亚硝酸盐氮(N02-N);硝酸盐中的氮称为硝酸盐氮(N03-N)。通常把氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮称为三氮。这几种形态氮的含量都可作为水质指标，分别代表有机氮转化为无机氮的各个不同阶段。在有氧条件下，氮产物的生物氧化分解一般按氨或铵、亚硝酸盐、硝酸盐的顺序进行，硝酸盐是氧化分解的最终产物。随着含氮化合物的逐步氧化分解，水体中的细菌和其它有机污染物也逐步分解破坏，

3、因而达到水体的净化作用。有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的相对含量，在一定程度上可以反映含氮有机物污染的时间长短，对了解水体污染历史以及分解趋势和水体自净状况等有很高的参考价值，见表1。表一水体中三氮检出的环境化学意义NHj-NNO2-NNOj-N三氮检出的坏境化学意义清洁水+表示水体受到新近污染+水体受到污染不久，且正在分解中十污染物己分解，但未完全自净+一污染物己基本分解完全，但未自净一污染物己无机化，水体己基本自净+一有新的污染，在此前的污染己基本自净+以前受到污染，正在自净过程，且又有新的污染水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法过硫酸钾是强氧化剂，在60C以上水溶液中可进行如

4、下分解产生原子态氧：KSO+HO2KHO+O2282S4分解出的原子态氧在120140C高压水蒸气条件下可将大部分有机氮化合物及氨氮、亚硝酸盐氮氧化成硝酸盐。以CO（NH2）2代表可溶有机氮合物，各形态氧化示意式如下：CO（NH）+2NaOH+8O2NaNO3+3HO+CO2222（NH）2SO+4NaOH+8O2NaNO+NaSO+6H2O443242NaNO+ONaNO23硝酸根离子在紫外线波长220nm有特征性的最大吸收，而在275nm波长则基本没有吸收值。因此，可分别于220和275nm处测出吸收光度。A220及A275按下式求出校正吸光度A：A=A-2A（1）220275按A的值查校

5、准曲线并计算总氮（以NO3-N）含量。水杨酸分光光度法测定水中氨氮含量在亚硝基铁氰化钠存在下，铵与水杨酸盐和次氯酸离子反应生成蓝色化合物，在约697nm处用分光光度法加以测定。需要注意的是，在pH11.7有亚硝基五氰络铁（III）酸钠存在时，氯铵与水杨酸也要发生反应，从而样品中所有的氯铵都定量地被测定。当取样体积为&0ml,使用10mm比色皿时，检出限为0.01mg/l,测定下限为0.04mg/l,测定上限为1.0mg/L（均以N计），当取样体积为8.0ml，使用30mm比色皿时，检出限为0.004mg/l，测定下限为0.016mg/l，测定上限为0.25mg/L（均以N计）本法已定为国家标准

6、分析方法（町536-2009）。干扰：本方法用于水样分析时可能遇到的干扰物质及限量，详见表2。加酒石酸钾钠可掩蔽阳离子，特别是钙镁离子的干扰。苯胺和乙醇胺产生的严重干扰不多见，干扰通常由伯胺产生。氯胺、过高的酸度、碱度以及含有使次氯酸根离子还原的物质时也会产生干扰。如果水样的颜色过深、含盐量过多,酒石酸钾盐对水样中的金属离子掩蔽能力不够，或水样中存在高浓度的钙、镁和氯化物时，需要预蒸馏。表2共存离子的影响及消除允许量允许量ug共存离子允许量ug共存离子ug共存离子钙（II）500钳(VI)100硼（III）250镁（II）500钻（11）50硫酸根2xl04铝（III）50(II)1000磷酸

7、根500(11)20披（11）100硝酸根500铜（II）250钛（IV）20亚硝酸根200铅（II）50饥（V）500氟离子500锌（II）100W(III)500氯离子lxlO5镉（11）50肺(IV)50二苯胺50铁(III)250亂(III)500三乙醇胺50汞（II）10银（I）50苯胺1锯(VI)200讳(III)100乙醇胺1鸭(VI)1000锡（IV）50铀（VI）100碑(III)100锌镉还原法测硝酸盐氮锌镉还原法分析法的基本原理是将硝酸盐氮还原为亚硝酸盐，通过测定亚硝酸盐的浓度进而得到硝酸盐的浓度。亚硝酸盐重氮化偶合比色法；重氮化-偶合反应：重氮化-偶合反应为芳香第一胺基

8、的特征反应。芳香族伯胺和亚硝酸作用（在强酸介质下）生成重氮盐的反应称为重氮化（一般在低温下进行，伯胺和酸的mol比是：1：2.5）,芳伯胺常称重氮组分，亚硝酸为重氮化剂，因为亚硝酸不稳定，通常使用亚硝酸钠和盐酸或硫酸使反应时生成的亚硝酸立即与芳伯胺反应，避免亚硝酸的分解，重氮化反应后生成重氮盐。当pH值为1.8时，亚硝酸盐与对氨基苯酰胺化合为重氮化合物，再与盐酸N-（l-萘基）-乙烯二胺作用，形成红色偶氮染料，比色定量。本法的最低检出量为0.05mg亚硝酸。三、操作方法与实验步骤总氮TNT过硫酸盐消解法高量程（10.0to150.0mg/LN）方法号：100721打开COD反应器。加热到103

9、-106C。（最佳温度105度）注：防护设备应该到位，以防检测人员受到伤害。2准备试剂空白试剂：用漏斗将总氮过硫酸盐试剂粉加入到一支HR总氮氢氧化物消解试瓶。3往瓶中注入0.5毫升不含有机物的水。盖上瓶盖。大力摇晃。（约30秒）将该试剂空白溶液和样品一样进行消解和色度处理。留于步骤6使用。4准备样品：用漏斗将总氮过硫酸盐试剂粉加入到另外一支HR总氮氢氧化物消解试瓶。5将0.5毫升样品注6将两只试瓶放在7将试瓶拿出反应8输入检测总氮的程入试瓶中。盖紧瓶盖COD反应器上。加热30器，冷却到室温。序编号。摇晃30秒钟。分钟。按下：PRGM屏幕显示：PRGM？戸BI!119按下：69ENTER10分别

10、往装有消解11计时器鸣响后，12计时器鸣响后，屏幕将显示：过的空白试剂和样品往试剂瓶值中加入总分别打开总氮试剂Cmg/L,N和ZERO图标的试剂瓶中加入总氮氮试剂B粉末。盖紧瓶，往其中注入消解试剂A粉末。盖上瓶盖，摇晃15秒。按下：TIMERENTER将开始3分钟的反应计时。瓶盖。摇晃15秒钟。过的样品（或空白试屏幕将显示：剂）。试剂瓶将变暖。02:00Timer2按下：ENTER将开始两分钟的反应计时。13盖上瓶盖，缓慢14屏幕将显示：15将COD/TNT适配16计时器鸣响后，反转瓶十次。试剂瓶05:00Timer3器放入试瓶槽中。将装有空白试剂的瓶将变暖。按下：ENTER壁擦干净，然后放入

11、五分钟反应计时开样品适配器中。盖紧始。不要再反转试剂瓶盖。瓶。17按下：ZERO屏幕将显示：0mg/LN18.将装有样品的总氮试剂C瓶壁擦干净。19将样品瓶放入样品适配器中。盖紧瓶盖。20按下：READ指针将右移，屏幕将显示总氮的含量，单位是mg/L。氨氮水杨酸法低量程氨氮水杨酸法&M本UWWw芻曲屈创T*trNTube方法号，10023国1111111|JRt*lJiTUwfTJ程啊号.aFtnoirut丸捲F弊nnm齋曲坞盟乔XQJ-v.輙削倆旅3.髯轉E*VTTift罄一理Jtit人帯皆弗l-.jtfiHlKVW-馬更F|ElfffiA4.甲严1晰空ArnerKRVPjl-比J5”一玄加

12、人2奄邛氏样卫C號TjlXi*)It黑外一之如入匸珏H的占宴4水+空自就忤E分燃如iff炉辟吞沖启肿旳空-EHEI0呂51樂用糾往*饬6使用辭柱毎饨中分财入氛林曲中分勵1入砍轉媲乩咖/)術0W“蚩黠熱大力移8.按下I見朋来鮭紳.TDQm楫开始20分粹的反出如果豁在，藩应计附.騎呈孵包硝态氮镉还原法高量程硝态氮一-镉还原法l*iclmiui：hRvdiiaviionMtlhodI丨：F血=rrtiTIUhlMk-ihTAlllknrILIGukI诂,松PhiIvI1Filial%-J-.!H-.5：-.-Ib?-i-R*P-TV7iL；.ur-sJn.j%ji-4u.I-_=&-.rFRtiMT

13、LEjiimshei*f1Vfogrwiwisic(ar和曲rangrlutralenjK程ca(NOj-N)poivdrrptllira-fc.丹*PM斛ThAddtiiiDonm鸣of5*Xitessff5Narasw毗J悴IPdwlE|dh.V叩difAP中U惦in蛀声訥出胡halupk).CpIkwipJp!LJVpfr:id15rmpcrgaiifRFW?ffT利ofthfpwiJfrjirJft#甸科E禹p&护II*jjHfiTF2PBBlaim.5、同时按“TIHER”及ESTER键.将进行分钟的反应计时快速摇动比色瓶，竄到计时丸年.8、畝空白溶液至比色槽中，并.将比色计径上垂子

14、.6、计时完毕，听到7,另一支比笆叛，于畔芦后.萤幕将显加入呗水样，5.00TIMER2寿空白洛液按“RRBR”述将再谡行5分钟，反应注t若有沉淀岀現在计时比色贩底钛并不会影响濟试结采.注:瑕如水樽含有硝仲,讐:5EKB9.Whenthetmerbeep&,pressZEROiThecuncrwillmovetothefigKthencedisplaywilldraw:Nte:UsoftiiStaMdanJWanirwJbreachmwlotqfrMCMtixracMBaMmW.SwAcamcyCheck.O.tmft/LNO3-NNptr：IfJUafMBlankCorrctkmtson,t

15、hdisplaymayflashlimitSmSmTor1.ILPress:READThecursorwillmovetogrikt,thentheresultinmg/LNOj-N(oralternateforixi)willbedisplayed.NH:RinsthsampUcMimmtdiaufyafttrU5tonvmovtallcadmiumparticlesSrvdi5pnrjampU/orproperhazardmswajf*disposalforcadmium.亚硝酸盐重氮化作用法低量程!亚硝酸盐一重氮化作用法亚琥Mt黏崖貳此作用法低程（0-O.fflWBs/UHOa-fO咖号

16、士克甜TTt制Tubia回囹om*i.2.w/cfiasna.j,KKym3ftj4.jTei1.srjH.ihi*iT*trulrtSS-瘁肛!ft扎找什束学話氏屮*人一曲兰科用亦；.Q.M.U御塢hUrR池卑然馬诵冋1靜祐槪试棍朴申粗凹阔乩1裁匸忧土宜池is人他里4胡耳也t世Wk7Tr滸一追芟垃板L*；raoiTH?.6.学疔啊爲時巴.比刃外一丸丁却TliMP帖!IK世人$皐斤的祥（空白注样37,RJiS-T-i1fr=?j屈3.诲空兰垃杵菽人拒M-晶适配!iSHJ签隔短科MJtf?曲肉葩沁J护在*洛逹料呈麗粉K整四、实验结果与分析（必填）实验结果：采样地点；紫金港护校河采样时间：2018

17、.12.20氨氮；式样一式样二平均浓度mg/L0.910.950.93硝态氮:式样一式样二平均浓度mg/L2.02.12.05亚硝态氮;式样一式样二式样二平均浓度mg/L0.0740.0740.0680.072总氮;式样一式样二式样二浓度mg/L3.30.80（该次总氮测定结果平行性较差，数据不具有代表性，发生原因将在实验分析中做出讨论。该水体的总氮指标引用使用同一水样的同学，该组总氮含量为8mg/L）实验评价:根据测定结果，该水样中的氨氮含量为0.93mg/L、硝态氮为2.05mg/L、亚硝态氮为0.072mg/L,其水体中三氮的含量大小为硝态氮氨氮亚硝态氮，可以根据此项测定结果根据表一进行

18、水体自净程度评价。如果水体中氨氮指标较高，甚至高于硝态氮的时候,水体一定是受到了生活污水之类的污染,里面含有大量的有机氮造成的这一现象;氨氮进入水体后会被水体中的硝化细菌转化为硝态氮，此一过程代表了水体的自净过程，而亚硝态氮在水体中一班含量较少，因为亚硝态氮一般很快会被氧化为硝态氮，如果自然水体中出现大量亚硝氮，那么代表水体一定是处于缺氧或者厌氧状态，这种水质一般是较差的。而本次实验测定结果中硝态氮占主要地位，但也有一定量的氨氮，代表该水体仍有污染物的注入，但同时水体中污染物也持续的被水体中的微生物利用分解而转化为硝态氮。总体而言污染物分解的速度较快，但该水体因仍有新的污染源注入，水质状况较差

19、。根据地表水环境质量标准（GB3838-2002），该水样的氨氮指标属于三类水，总氮指标属于劣五类水。实验分析:本次实验中总氮的分析出现较大的误差，不仅个平行样之间平行性较差，与其他组测定结果相比，测地值也偏低。实验过程中已初步排除仪器出现故障等问题，以下将分析探讨该结果出现的原因:本次总氮测定值除了样品管的测定值外，试剂空白的定值也明显偏低，原因可能是因为试剂粉末变质（粉末试剂B的粉末包有许多都发黑变质），导致反应进行不完全，或有其他产物出现。由于粉末试剂包存放较久，许多粉末难以从粉末包上说落下来，可能导致粉末试剂的加入量参差不齐，甚至加入量过少的结果出现，这可能是导致平样样间相差较大的原因。取样水体未混匀，导致平行