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摘 要:在环境监测中,氨氮的比色测定经常会遇到含量高的水样,遇到这种情况通常会少取水样,稀释后呈色测定。尤其对有颜色和浑浊的水样,去除盐类以及干扰物质就成为了一个重点,而经常使用的纳氏试剂比色法虽然操作简单、灵敏等优点,但水样带色或浑浊,就会影响氨氮的测定。为此分析就要对水样进行直接中和、蒸馏,为了能够做好预处理,准确分析具体水样的常量氨氮测定结果,提高其测试效率,找出测定过程中应该注意的问题,提出相应的防干扰和预处理措施,对此类水样进行方法的优化尤为重要。
关键词:高含盐废水 氨氮 蒸馏—中和滴定法 优化
中图分类号:O658.3
前言:氨氮含量较高时,对鱼类以及其他生物呈现毒害作用,对人体也有不同程度的危害。氨氮以游离氨和铵盐形式存在于水中,两者的比例取决于PH值的大小。测定水中的氨氮,有助于评价水体受污染和自净的状况,因此也是水质评价中一个重要的指标;正确监测水体中氨氮的含量对于评估水体的富营养化程度,加强环境保护有着重要的意义
一、蒸馏—中和滴定法
在《水和废水监测分析方法》(第四版)中277-278页中有两种预处理的方法,一是絮凝沉淀法,二是蒸馏法。
1、絮凝沉淀法,较常使用。
取水样100ml,调节水样pH6.0-7.4,加入1.0ml10%硫酸锌溶液,再加入0.2 ml25%氢氧化钠溶液,经絮凝沉淀后静置后取上清液50 ml,此时水样澄清无色,但加入酒石酸钾钠后,开始出现细小悬浮结晶,水样呈白色浑浊,再加入纳氏试剂后水样的颜色就形成了土黄或黄红色絮状沉淀,致使显色失败;
2、重点介绍蒸馏—中和滴定法
直接中和滴定法一般只适用于特定的水样,以强酸铵盐或中性弱酸铵盐形式存在的氨氮无法用直接中和滴定法测出。蒸馏法是将待测水样置于微碱性的缓冲溶液中,在恒定的PH值下进行蒸馏,使氨氮转化为氨(NH3)馏出并以硼酸吸收,再用强酸标准溶液对吸收液进行滴定,计算氨氮的含量。蒸馏滴定法操作手续繁琐,费时长,但能够排出水样中绝大多数杂质成分的干扰。测定准确度和精密度比较理想,是水样中氨氮测定的可靠方法。
蒸馏法的具体步骤为:
取250 ml水样于蒸馏瓶中,调节水样pH6.0-7.4,加入玻璃珠,加入轻质氧化镁后密塞,开始蒸馏吸收,在开始加热后沸腾不久就开始有盐份析出,在蒸馏至吸收瓶溶液中不到120ml时在烧瓶底部就析出了厚厚的一层沉淀,此时就有水样开始暴沸,甚至连带蒸馏瓶一起跳动,轻则和冷凝管连接口脱开,重则蒸馏瓶或冷凝管接口断裂,更甚于蒸馏瓶底炸裂,此时无法再按方法进行蒸馏。
对于这类废水本人认为有两种情况需分别处理,一是氨氮含量较高,大于10mg/L,水样就可在预蒸馏时少取水样加水至250ml后蒸馏,可以直接避免暴沸的情况发生;二是氨氮的含量并不高而高含盐的情况,这类水样或可少取水样进行蒸馏,但对测定结果的准确度影响较大,故并不宜采用提前稀释的做法,本文对此种情况着重分析。
二、操作步骤
1 实验所用药品试剂和仪器
分析用无氨水,采用加酸二次蒸馏法制得,
1.1 硼酸溶液;
1.2 氢氧化钠溶液;
1.3 轻质氧化镁:不含碳酸盐,在500°C下加热氧化镁,易除去碳酸盐;
1.4 盐酸溶液;
1.5 防沫剂:如石蜡碎片;
1.6 溴百里酚蓝指示液;
标准溶液用氯化铵为优级纯外,其余试剂均为分析纯。
1.7蒸馏器:由一个500--800ml的蒸馏烧瓶以及防喷头和一个垂直放置的冷凝管组装而成。冷凝管末端可连接一个适当长度的滴管,使出口尖端浸入吸收液面下约2cm。
蒸馏器清洗:向蒸馏烧瓶中加入350 ml水,加几粒防爆沸颗粒,装好仪器,蒸馏到至少收集100ml水时,将馏出液及瓶内残留液弃去。
2 实验方法
分别取不同体积2.50 ml、5.00 ml、10.00 ml的10.0 mg/L NH4Cl标准溶液于蒸馏烧瓶加水至310 ml,分别为1、2、3号瓶往蒸馏烧瓶中加几滴溴百里酚蓝、约0.25g MgO使水样变成微蓝色,加塞进行蒸馏。
取250ml水样于蒸馏瓶中再加入无氨水60ml,调节水样pH6.0-7.4,往蒸馏烧瓶中加几滴溴百里酚蓝、约0.25g MgO使水样变成微蓝色,加塞进行蒸馏,平行双样。
3、结果和讨论
在1、2、3号烧瓶中分别选定馏出液体积为50、60、80、100ml进行预处理,即吸收瓶内体积为100、110、130、150ml时停止蒸馏,然后按标准方法要求稀释至250ml,取50.00ml于比色管中测定。
在馏出体积小于80ml时,随馏出液体积增大,氨氮含量急剧增高,而当馏出液体积在80~100ml之间,氨氮含量增长不大;当馏出液体积在100~120ml时,氨氮含量增长缓慢;当馏出液体积大于120ml氨氮的含量基本恒定,这个现象浓度越大的样品中更为明显,蒸馏出约120 ml液体就可停止蒸馏而进行后析步骤,蒸馏时间也大大缩短到30min以内。结果表明,氨氮的测定值相对误差范围为0.3%-4.5%,分析精度和准确度均满足实验要求。高盐废水测定结果表:
由表可见,3组水样的平行性和加标回收率均满足方法中的要求范围
4、结束语
水中氨氮的測定受多种因素的综合影响,没有哪种分析方法可以适用任何水样的氨氮测定,必须根据各类水样的实际情况采取适当的有针对性的防干扰措施和预处理措施,才能保证测定结果又良好的准确度和精密度。
参考文献,
[1]中国环境监测总站环境监测水质质量保证手册编写组,环境水质监测质量保证手册(第2版),化学工业出版社,1994年;
[2] 孙道玮 中南民族大学学报(自然科学版) 纳氏试剂光度法测定水中氨氮实验条件的优化[J] 第24卷第4期 2005年l2月;
[3]国家环境保护总局水和废水监测分析方法编委会,水和废水监测分析方法[M]第4版,北京:中国环境科学出版社,2002.277~281;
关键词:高含盐废水 氨氮 蒸馏—中和滴定法 优化
中图分类号:O658.3
前言:氨氮含量较高时,对鱼类以及其他生物呈现毒害作用,对人体也有不同程度的危害。氨氮以游离氨和铵盐形式存在于水中,两者的比例取决于PH值的大小。测定水中的氨氮,有助于评价水体受污染和自净的状况,因此也是水质评价中一个重要的指标;正确监测水体中氨氮的含量对于评估水体的富营养化程度,加强环境保护有着重要的意义
一、蒸馏—中和滴定法
在《水和废水监测分析方法》(第四版)中277-278页中有两种预处理的方法,一是絮凝沉淀法,二是蒸馏法。
1、絮凝沉淀法,较常使用。
取水样100ml,调节水样pH6.0-7.4,加入1.0ml10%硫酸锌溶液,再加入0.2 ml25%氢氧化钠溶液,经絮凝沉淀后静置后取上清液50 ml,此时水样澄清无色,但加入酒石酸钾钠后,开始出现细小悬浮结晶,水样呈白色浑浊,再加入纳氏试剂后水样的颜色就形成了土黄或黄红色絮状沉淀,致使显色失败;
2、重点介绍蒸馏—中和滴定法
直接中和滴定法一般只适用于特定的水样,以强酸铵盐或中性弱酸铵盐形式存在的氨氮无法用直接中和滴定法测出。蒸馏法是将待测水样置于微碱性的缓冲溶液中,在恒定的PH值下进行蒸馏,使氨氮转化为氨(NH3)馏出并以硼酸吸收,再用强酸标准溶液对吸收液进行滴定,计算氨氮的含量。蒸馏滴定法操作手续繁琐,费时长,但能够排出水样中绝大多数杂质成分的干扰。测定准确度和精密度比较理想,是水样中氨氮测定的可靠方法。
蒸馏法的具体步骤为:
取250 ml水样于蒸馏瓶中,调节水样pH6.0-7.4,加入玻璃珠,加入轻质氧化镁后密塞,开始蒸馏吸收,在开始加热后沸腾不久就开始有盐份析出,在蒸馏至吸收瓶溶液中不到120ml时在烧瓶底部就析出了厚厚的一层沉淀,此时就有水样开始暴沸,甚至连带蒸馏瓶一起跳动,轻则和冷凝管连接口脱开,重则蒸馏瓶或冷凝管接口断裂,更甚于蒸馏瓶底炸裂,此时无法再按方法进行蒸馏。
对于这类废水本人认为有两种情况需分别处理,一是氨氮含量较高,大于10mg/L,水样就可在预蒸馏时少取水样加水至250ml后蒸馏,可以直接避免暴沸的情况发生;二是氨氮的含量并不高而高含盐的情况,这类水样或可少取水样进行蒸馏,但对测定结果的准确度影响较大,故并不宜采用提前稀释的做法,本文对此种情况着重分析。
二、操作步骤
1 实验所用药品试剂和仪器
分析用无氨水,采用加酸二次蒸馏法制得,
1.1 硼酸溶液;
1.2 氢氧化钠溶液;
1.3 轻质氧化镁:不含碳酸盐,在500°C下加热氧化镁,易除去碳酸盐;
1.4 盐酸溶液;
1.5 防沫剂:如石蜡碎片;
1.6 溴百里酚蓝指示液;
标准溶液用氯化铵为优级纯外,其余试剂均为分析纯。
1.7蒸馏器:由一个500--800ml的蒸馏烧瓶以及防喷头和一个垂直放置的冷凝管组装而成。冷凝管末端可连接一个适当长度的滴管,使出口尖端浸入吸收液面下约2cm。
蒸馏器清洗:向蒸馏烧瓶中加入350 ml水,加几粒防爆沸颗粒,装好仪器,蒸馏到至少收集100ml水时,将馏出液及瓶内残留液弃去。
2 实验方法
分别取不同体积2.50 ml、5.00 ml、10.00 ml的10.0 mg/L NH4Cl标准溶液于蒸馏烧瓶加水至310 ml,分别为1、2、3号瓶往蒸馏烧瓶中加几滴溴百里酚蓝、约0.25g MgO使水样变成微蓝色,加塞进行蒸馏。
取250ml水样于蒸馏瓶中再加入无氨水60ml,调节水样pH6.0-7.4,往蒸馏烧瓶中加几滴溴百里酚蓝、约0.25g MgO使水样变成微蓝色,加塞进行蒸馏,平行双样。
3、结果和讨论
在1、2、3号烧瓶中分别选定馏出液体积为50、60、80、100ml进行预处理,即吸收瓶内体积为100、110、130、150ml时停止蒸馏,然后按标准方法要求稀释至250ml,取50.00ml于比色管中测定。
在馏出体积小于80ml时,随馏出液体积增大,氨氮含量急剧增高,而当馏出液体积在80~100ml之间,氨氮含量增长不大;当馏出液体积在100~120ml时,氨氮含量增长缓慢;当馏出液体积大于120ml氨氮的含量基本恒定,这个现象浓度越大的样品中更为明显,蒸馏出约120 ml液体就可停止蒸馏而进行后析步骤,蒸馏时间也大大缩短到30min以内。结果表明,氨氮的测定值相对误差范围为0.3%-4.5%,分析精度和准确度均满足实验要求。高盐废水测定结果表:
由表可见,3组水样的平行性和加标回收率均满足方法中的要求范围
4、结束语
水中氨氮的測定受多种因素的综合影响,没有哪种分析方法可以适用任何水样的氨氮测定,必须根据各类水样的实际情况采取适当的有针对性的防干扰措施和预处理措施,才能保证测定结果又良好的准确度和精密度。
参考文献,
[1]中国环境监测总站环境监测水质质量保证手册编写组,环境水质监测质量保证手册(第2版),化学工业出版社,1994年;
[2] 孙道玮 中南民族大学学报(自然科学版) 纳氏试剂光度法测定水中氨氮实验条件的优化[J] 第24卷第4期 2005年l2月;
[3]国家环境保护总局水和废水监测分析方法编委会,水和废水监测分析方法[M]第4版,北京:中国环境科学出版社,2002.277~281;