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污水中总氮测定方法的研究

2019.5.06

  水中总氮的测定常采用的方法是过硫酸钾氧化紫外分光光度法,这种方法的优点是步骤比较简单,所需试剂也较少。我在第一次做总氮校准曲线的时候就出现满天星的后果,开始我以为是仪器本身的原因,后来经过查找多方面的资料和询问专家,才发现是水样空白没有做好。实验所需试剂中的过硫酸钾、氢氧化钠本身都含有一定量的氮,这些都会影响空白值,而做好总氮的空白值是能否成功进行实验的关键。总氮的空白值,不仅与试剂有关,而且与实验用水、器皿、压力锅的压力及方法步骤的掌握等因素关系密切。以下就我在长期实验中从仪器使用、试剂配制与操作步骤等方面摸索的一点心得,以供大家参考。 
  1.仪器 
  ⑴TU-1810紫外可见分光光度计 
  ⑵民用压力锅,压力为1.1-1.3kg/cm2,相应温度为120-124℃ 
  ⑶25ml具塞玻璃磨口比色管 
  2.试剂 
  ⑴无氨水:实验过程对水的要求非常严格,普通的蒸馏水往往达不到实验要求,需做二次蒸馏以得到无氨水。在二次蒸馏过程中,如果1000ml的无氨水,先前蒸出的200ml馏出液与最后蒸出的200ml馏出液都要弃去,只保留中间蒸出的无氨水待用。 
  ⑵20%氢氧化钠溶液:称取20克氢氧化钠(分析纯即可),溶于无氨水中,稀释至100ml。 
  ⑶碱性过硫酸钾溶液:称取40克过硫酸钾(优级纯)于500ml无氨水中,在55℃水浴锅中加热,待过硫酸钾全部溶解后取出放冷,再称取15克氢氧化钠(分析纯)溶于100ml无氨水中,冷却后倒入过硫酸钾溶液中,定容至1000ml。溶液存放在聚乙烯瓶中,可于培养箱内贮存一周,若碱性过硫酸钾溶液析出晶体则弃用。 
  ⑷1+9盐酸 
  ⑸硝酸钾标准溶液 
  标准贮备液:称取0.7218g经105-110℃烘干4h的优级纯硝酸钾(KNO3)溶于无氨水中,移至1000ml容量瓶中,定容。加入2ml三氯甲烷为保护剂,于冰箱冷藏,可稳定6个月。 
  标准使用液:将贮备液用无氨水稀释10倍,当天配制。 
  3.步骤 
  ⑴分别吸取0、0.50、1.00、2.00、3.00、5.00、7.00、8.00ml硝酸钾标准使用液于25ml比色管中,用无氨水稀释至10ml标线。 
  ⑵取10ml水样(或取适量水样)于25ml比色管中,用无氨水稀释至标线。 
  ⑶准确加入5ml碱性过硫酸钾溶液,塞紧磨口塞,摇匀,用纱布及纱绳裹紧管塞,以防迸出。 
  ⑷将比色管置于压力锅中,加热至规定压力后放气使压力表指针回零,再次达到规定温度压力后开始计时,将消解温度控制在120-124℃,使比色管在过热水蒸气中加热30分钟。若待测水样中为含氨氮较高的生活污水,往往出现氨氮大于总氮的结果,针对这种情况我采取的方法是延长消解时间为50分钟。 
  ⑸压力锅自然冷却至压力表指针回零后开阀放气,移去外盖,取出比色管,趁热多次摇匀比色管,使气相中的氨气被热的过硫酸钾消解转变为NO3-,自然冷却至室温。 
  ⑹加入(1+9)盐酸1ml,用无氨水稀释至25ml标线。 
  ⑺在已经预先预热半小时以上的紫外分光光度计上,设定为双波长系数法(系数为2),以无氨水为参比,用10mm石英比色皿分别在220nm和275nm波长处测定吸光度,用校正的吸光度(A220-2A275)绘制校准曲线。 
  ⑻按水样的校正吸光度,在校准曲线上查出相应的含氮量,再通过公式进行计算。 
  4.注意事项 
  ⑴玻璃器皿的洗涤:所有玻璃器皿应用刷子沾洗衣粉刷洗后,内壁若仍附有大量水珠,再用强酸性高锰酸钾溶液洗涤,用自来水冲洗干净后沥干,确保玻璃器皿内壁不挂水珠后,再用(1+9)盐酸浸泡,用无氨水冲洗数次才能使用,否则会造成空白值集市或平行性较差的情况。 
  ⑵实验尽可能使用无氨水,但在不具备无氨水的条件下,在选择其它用水时,事先须将实验用水分别装入石英比色皿中,分别在220nm和275nm波长处测其吸光度,按A220-2A275对吸光度进行修正,以修正后吸光值最小的水为实验用水。我曾经用娃哈哈纯净水做过实验,比普通蒸馏水效果要好的多。 
  ⑶过硫酸钾建议使用优级纯或基准试剂,尽量降低试剂中的含氮量,从而降低实验空白值。虽然一般普通分析纯过硫酸钾的总氮含量最高不超过0.005%,但是近年来市场上购买到的过硫酸钾的含氮量均达不到这个要求,用这种过硫酸钾做总氮校准曲线的话,必然出现满天星的后果。我在没有购买到优级纯的情况下,找出一瓶1992年购买的北京化工厂生产的分析纯过硫酸钾(含氮量0.002%),其效果比近年新出厂的过硫酸钾效果要好的多。 

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