水質(zhì)(地表水、地下水、生活污水、工業(yè)廢水和海水)中氨氮的測定 氣相分子吸收光譜法
警告:實(shí)驗中使用的鹽酸具有強揮發(fā)性和腐蝕性。試劑配制過(guò)程應在通風(fēng)櫥內操作,按要求佩戴防護器具,避免吸入呼吸道或接觸皮膚和衣物。
1 適用范圍
本標準規定了測定水中氨氮的氣相分子吸收光譜法。本標準適用于地表水、地下水、生活污水、工業(yè)廢水和海水中氨氮(以N 計)的測定。方法的檢出限為 0.02 mg/L,測定下限為 0.08 mg/L。
2 規范性引用文件
本標準引用了下列文件或其中的條款。凡是注明日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本標準。凡是未注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本標準。
GB 17378.3 海洋監測規范 第 3 部分:樣品采集、貯存與運輸
HJ 91.1 污水監測技術(shù)規范
HJ 91.2 地表水環(huán)境質(zhì)量監測技術(shù)規范
HJ 164 地下水環(huán)境監測技術(shù)規范
HJ 442.3 近岸海域環(huán)境監測技術(shù)規范 第三部分 近岸海域水質(zhì)監測
3 術(shù)語(yǔ)和定義
下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標準。
3.1 氨氮 ammonia nitrogen
以游離氨(NH3)或銨鹽(NH4+)形式存在于水中的氮。
3.2氣相分子吸收光譜法 gas-phase molecular absorption spectrometry
在規定的分析條件下,將待測成分轉變成氣態(tài)分子載入測量系統,測定其對特征光譜吸收的方法。
4 方法原理
樣品中的氨氮由次溴酸鹽氧化劑氧化成亞硝酸鹽氮,再由鹽酸乙醇催化轉變成二氧化氮氣體,用載氣將產(chǎn)生的二氧化氮載入氣相分子吸收光譜儀的吸光管中,在特征吸收波長(cháng)處測得的吸光度與氨氮的濃度之間的關(guān)系符合朗伯-比爾定律。
5 干擾和消除
5.1 亞硝酸鹽會(huì )對測定產(chǎn)生正干擾??赏ㄟ^(guò)儀器操作系統中配置的氨氮除亞氮功能消除干擾,無(wú)法消除時(shí)可通過(guò)酸性乙醇加熱法[8.2a)]消除干擾。
5.2 部分還原性物質(zhì)會(huì )對測定產(chǎn)生負干擾。SO32-、S2-、I-、S2O32-、SCN-、CN-、Fe2+等無(wú)機還原性物質(zhì),以及丙烯酰胺、磺胺等難揮發(fā)的有機還原性物質(zhì),可通過(guò)預蒸餾法[8.2c)]消除干擾。甲醛、丙酮等沸點(diǎn)較低、水溶性大、具有揮發(fā)性的有機還原性物質(zhì),可通過(guò)酸性加熱法[8.2b)]消除干擾。
5.3 石油烴、三乙胺等揮發(fā)性有機物會(huì )對測定產(chǎn)生正干擾,可通過(guò)酸性加熱法[8.2b)]消除干擾。
5.4 N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、聚丙烯酰胺等有機胺會(huì )對測定產(chǎn)生正干擾,可通過(guò)預蒸餾法[8.2c)]消除干擾。
6 試劑和材料
除非另有說(shuō)明,分析時(shí)均使用符合國家標準的分析純試劑,實(shí)驗用水可由純水器制備或購買(mǎi)市售純水,應滿(mǎn)足實(shí)驗室空白要求。
6.1 硫酸(H2SO4):ρ=1.84 g/ml,w∈[95.0%,98.0%]。
6.2 鹽酸(HCl):ρ=1.18 g/ml,w∈[36.0%,38.0%]。
6.3 無(wú)水乙醇(CH3CH2OH):ρ=0.79 g/ml。
6.4 溴酸鉀(KBrO3)。
6.5 溴化鉀(KBr)。
6.6 氫氧化鈉(NaOH)。
6.7 氯化銨(NH4Cl):優(yōu)級純。置于硅膠干燥器中干燥 48 h。
6.8 硼酸(H3BO3)。
6.9 溴百里酚藍(C27H28Br2O5S)。
6.10 輕質(zhì)氧化鎂(MgO)。
6.11 鹽酸溶液Ⅰ。
用鹽酸(6.2)和水按1:1的體積比混合。
6.12 鹽酸溶液Ⅱ。
用鹽酸(6.2)和水按1:11的體積比混合。
6.13 氫氧化鈉溶液Ⅰ:ρ(NaOH)=400 g/L。
稱(chēng)取200 g氫氧化鈉(6.6)溶于水中,定容至500 ml,于聚乙烯瓶中密閉保存。
6.14 氫氧化鈉溶液Ⅱ:ρ(NaOH)=40 g/L。
稱(chēng)取4 g氫氧化鈉(6.6)溶于水中,定容至100 ml,于聚乙烯瓶中密閉保存。
6.15 溴酸鹽混合液。
稱(chēng)取 2.81 g 溴酸鉀(6.4)及 30 g 溴化鉀(6.5),溶解于 500 ml 水中,搖勻,貯存于棕色玻璃瓶,4 ℃以下冷藏,避光可保存 6 個(gè)月。
6.16 氧化劑。
吸取 3.0 ml 溴酸鹽混合液(6.15)于棕色帶蓋玻璃瓶中,加入 100 ml 水充分搖勻,加入6.0ml 鹽酸溶液Ⅰ(6.11),于暗處靜置 10 min,加入 50 ml 氫氧化鈉溶液Ⅰ(6.13),充分搖勻,待小氣泡逸盡再使用。該試劑臨用現配,配制時(shí),所用試劑、水和室內溫度應在 18 ℃~30 ℃。
6.17 載流液。
分別量取 300 ml 鹽酸(6.2)和 250 ml 無(wú)水乙醇(6.3),用水定容至 1000 ml。充分混勻,靜置2h以上。
6.18 硼酸溶液:ρ(H3BO3)=20 g/L。
稱(chēng)取20 g硼酸(6.8)溶于水中,稀釋至1000 ml。
6.19 氨氮標準貯備液:ρ(N)=1000 mg/L。
稱(chēng)取 3.8190 g(精確至 0.1 mg)氯化銨(6.7),溶于水中,移入 1000 ml 容量瓶中,用水定容至標線(xiàn),可在 4 ℃以下冷藏保存 30 d?;蛑苯淤徺I(mǎi)市售有證標準物質(zhì)。
6.20 氨氮標準中間液:ρ(N)=40.0 mg/L。
移取 10.00 ml 氨氮標準貯備液(6.19),置于 250 ml 容量瓶中,用水定容至標線(xiàn),臨用現配。
6.21 氨氮標準使用液Ⅰ:ρ(N)=10.0 mg/L。
移取 25.00 ml 氨氮標準中間液(6.20),置于 100 ml 容量瓶中,用水定容至標線(xiàn),臨用現配。
6.22 氨氮標準使用液Ⅱ:ρ(N)=2.0 mg/L。
移取 5.00 ml 氨氮標準中間液(6.20),置于 100 ml 容量瓶中,用水定容至標線(xiàn),臨用現配。
6.23 溴百里酚藍指示劑:ρ=0.5 g/L。
稱(chēng)取 0.05 g 溴百里酚藍(6.9)溶于 50 ml 水中,加入 10 ml 無(wú)水乙醇(6.3),用水稀釋至100ml。
6.24 載氣:氮氣(純度≥99.9%)或空氣。
使用無(wú)油空氣泵或空氣發(fā)生器現場(chǎng)制備空氣作為載氣來(lái)源時(shí),氣體出口需連接帶變色硅膠的凈化器,以去除空氣中水分的干擾。
7 儀器和設備
7.1 采樣瓶:具塞(蓋)的聚乙烯瓶或硬質(zhì)玻璃瓶,容積不小于 250 ml。
7.2 氣相分子吸收光譜儀:配備氘燈或鋅(Zn)空心陰極燈,內置氣-液分離裝置等。
7.3 比色管:磨口具塞,玻璃材質(zhì),100 ml。
7.4 預蒸餾裝置:由 500 ml 凱氏燒瓶或蒸餾燒瓶、氮球、直形冷凝管、導管、滴管和250 ml 容量瓶等組成,或等效的蒸餾裝置。
7.5 一般實(shí)驗室常用儀器和設備。
8 樣品
8.1 樣品的采集和保存
按照 GB 17378.3、HJ 91.1、HJ 91.2、HJ 164 和 HJ 442.3 的相關(guān)規定采集樣品。海水樣品采集后在現場(chǎng)立即用 0.45 μm 的微孔濾膜過(guò)濾,貯存于采樣瓶(7.1)中,-20 ℃以下冷凍可保存7 d,冷凍保存時(shí)樣品不宜過(guò)滿(mǎn),避免凍裂。其他類(lèi)型的樣品采集后貯存于采樣瓶(7.1)中,用硫酸(6.1)調節樣品至 pH 值≤2,4 ℃以下冷藏可保存 7 d。
8.2 試樣的制備
將采集的樣品(8.1)搖勻,移取適量至氣相分子吸收光譜儀(7.2)的樣品管,待測。超過(guò)標準曲線(xiàn)最高點(diǎn)濃度的樣品可適當稀釋后待測。存在干擾的樣品,可選用以下 3 種方式消除干擾:
a) 酸性乙醇加熱法:移取 100 ml 混勻后的樣品,在酸性條件下(pH 值≤2)加入10 ml 無(wú)水乙醇(6.3),80 ℃以上加熱 3 min~5 min,冷卻后用實(shí)驗用水補足至原體積后待測。
b) 酸性加熱法:移取適量混勻后的樣品,在酸性條件下(pH 值≤2)加熱煮沸5 min~10min,HJ 195—20234冷卻后用實(shí)驗用水補足至原體積后待測。
c) 預蒸餾法:將 50 ml 硼酸溶液(6.18)移入預蒸餾裝置(7.4)的容量瓶?jì)?,確保冷凝管出口在硼酸溶液液面之下。分取 250 ml 混勻后樣品,移入燒瓶中,加幾滴溴百里酚藍指示劑(6.23),用氫氧化鈉溶液Ⅱ(6.14)或鹽酸溶液Ⅱ(6.12)調整 pH 值至 6.0(指示劑呈黃色)~7.4(指示劑呈藍色)之間,加入 0.25 g 輕質(zhì)氧化鎂(6.10)與數粒玻璃珠,立即連接氮球和冷凝管。加熱蒸餾,使餾出液速率約為 10 ml/min,待餾出液達 200 ml 時(shí),停止蒸餾,加水定容至250ml待測。
注:以上方式無(wú)法消除干擾時(shí),應選擇其他測定方法。
8.3 實(shí)驗室空白試樣的制備用實(shí)驗用水代替樣品,按照與試樣的制備(8.2)相同的步驟制備實(shí)驗室空白試樣。
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