廢水中氨氮測定與分析方法
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? 一背景.
隨著印染工業(yè)的迅速發(fā)展，排入環(huán)境的廢水越來越多。水中氨氮的來源主要是生活污水中含氮有機(jī)物受微生物作用分解的產(chǎn)物、某些工業(yè)廢水及農(nóng)田排水。水體中的氨氮高可引起水體中富營養(yǎng)化現(xiàn)象，對魚類及某些水生生物產(chǎn)生毒害作用，甚至引起一系列環(huán)境問題。因此，氨氮的含量是判斷水體污染程度的一個重要標(biāo)志。實(shí)驗(yàn)室常用的氨氮測定方法有納氏試劑法、水楊酸一次氯酸鹽光度法及滴定法，這?3?種方法分析廢水時要對樣品進(jìn)行預(yù)處理，比較費(fèi)時。氨氣敏電極法已被廣泛應(yīng)用于水質(zhì)自動站氨氮在線測定，但在實(shí)驗(yàn)室很少使用，此方法不受色度、濁度及懸浮物的影響，無需對樣品進(jìn)行預(yù)處理，而且具有操作簡便、線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。因此，將此方法用于實(shí)驗(yàn)室水中氨氮含量的測定具有重要的意義。本文采用氨氣敏電極法測定廢水中的氨氮，標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校準(zhǔn)后進(jìn)行樣品測試，得到樣品中氨氮的含量。
? 二.測定方法
??2.1實(shí)驗(yàn)原理
氨氣敏電極為一復(fù)合電極，以PH玻璃電極為指示電極，銀一氯化銀電極為參比電極。此電極置于盛有?0.1?mol/L?氯化銨內(nèi)充液的塑料套管中，并裝有氣敏膜。當(dāng)水樣中加入離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)液將?pH?提高到?11?以上，使銨鹽轉(zhuǎn)化為氨，生成的氨由于擴(kuò)散作用通過氣敏膜（水和其他離子則不能通過），氨氣進(jìn)入內(nèi)充液后，有如下平衡：
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＋
＝
＋
氨氣的產(chǎn)生使反應(yīng)向右移動，結(jié)果內(nèi)充液的 pH?值隨氨的進(jìn)入而增高，由?pH?玻璃電極測得其變化，在恒定的離子強(qiáng)度、溫度、性質(zhì)及電極參數(shù)下測得的電動勢與水樣中氨濃度符合能斯特方程。由此可從測得樣品的電位值，確定樣品中氨氮的含量。儀器讀數(shù)模式有兩種，一種為使用離子計，此方式儀表顯示的數(shù)值即為樣品中氨氮的濃度，另一種為使用?mV?計，通過繪制校準(zhǔn)曲線，確定未知樣品的濃度。
? 2.2常用試劑
離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑（ISA），型號：951211，ISA?用于含?N?濃度高于 1.0 μg/mL 的樣品；離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑（ISA），型號：951011，低濃度?ISA?用于含?N?濃度低于?1μg/mL?的樣品；電極填充液，951209；以上試劑為?thermo?公司專用試劑。蒸餾水或去離子水（無氨水）；氨氮標(biāo)準(zhǔn)貯備液：c（NH3－N）＝1.00?mg/mL；氨氮標(biāo)準(zhǔn)使用液：氨氮的質(zhì)量濃度分別為0.01、0.1、1、10、20、50、80、100 μg/mL；氨標(biāo)準(zhǔn)液：質(zhì)量濃度為?1 μg/mL；氨電極儲存液，由?100?mL?1μg/mL?的氨標(biāo)準(zhǔn)液和?1?mL?低濃度?ISA?配制而成（951011）。
??2.3實(shí)驗(yàn)步驟：
1)電極的準(zhǔn)備處理；
2)將電極連接到儀表上；
3)電極斜率的檢查。電極在濃度差10倍的兩個溶液中的電位差被定義為電極斜率，該值是檢查電極性能的最佳途徑。
? ?2.3.1電極斜率的檢查樣品中氨氮的質(zhì)量濃度高于1μg/mL
1）取100?mL?蒸餾水到?150?mL?燒杯中，測定高濃度樣品時加入2?mL?離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑（951211），充分?jǐn)嚢瑁x表轉(zhuǎn)換到?mV?模式。
2）用蒸餾水沖洗電極，甩干并放入步驟?1?所配制的溶液中，同時要避免氣泡附著在氣敏膜。如果氣敏膜上附著氣泡，請輕輕敲擊電極。
3）選擇?1000μg/mL?的氨氮標(biāo)準(zhǔn)液，移取?1?mL?加入到燒杯中，充分?jǐn)嚢?，等待電極讀數(shù)穩(wěn)定后，記錄?mV?值。
4）移取10?mL?相同標(biāo)準(zhǔn)液加入到同一燒杯中，充分?jǐn)嚢?，等待電極讀數(shù)穩(wěn)定后，記錄?mV?值。
5）當(dāng)溶液溫度在20～25℃時，電極斜率應(yīng)在－54～60?mV，斜率在此范圍內(nèi)方可進(jìn)行校準(zhǔn)和樣品測量。如果斜率不在此范圍，需尋找原因進(jìn)行故障排除。在測定低濃度樣品（即樣品的氨氮濃度低于 1μg/mL）進(jìn)行電極斜率檢查時，將步驟1中?2?mL?離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑（951211）改為?1?mL低離子濃度?ISA（951011），步驟?3?中選擇標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度由?1000μg/mL?氨氮標(biāo)準(zhǔn)液改為?100μg/mL?或?10μg/mL的氨氮標(biāo)準(zhǔn)液，其余步驟均相同。
? 2.3.2?校準(zhǔn)與樣品測量（樣品濃度需介于標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度之間）校準(zhǔn)和樣品測量（使用離子計）高濃度樣品的校準(zhǔn)步驟如下（樣品中氨氮質(zhì)量濃度高于?1μg/mL）。
1）取100?mL低濃度的標(biāo)準(zhǔn)液于150?mL燒杯，加2?mL離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑（951011），充分?jǐn)嚢琛?/FONT>
2）用蒸餾水沖洗電極，甩干并放入燒杯中，等待讀數(shù)穩(wěn)定，參照儀表操作手冊將顯示調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)液的濃度值。
3）取?100?mL?高濃度的標(biāo)準(zhǔn)液于另一個?150?mL?燒杯中，加入?2?mL?離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑（951211），充分?jǐn)嚢琛?/FONT>
4）用蒸餾水沖洗電極，晾干并放入燒杯中，等待讀數(shù)穩(wěn)定，參照儀表操作手冊將顯示調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)液的濃度值。
5）采用多點(diǎn)校準(zhǔn)，可重復(fù)（3）～（4）步驟。
6）記錄電極斜率。當(dāng)溶液溫度在?20～25℃時，電極斜率應(yīng)該在54～60?mV?之間。
7）取?100?mL?樣品于150?mL?燒杯中，加人2?mL?離子強(qiáng)度調(diào)劑（951211），充分?jǐn)嚢琛?/FONT>
8）用蒸餾水沖洗電極，甩干并放人燒杯中，等到讀數(shù)穩(wěn)定，儀表所顯示的數(shù)值即為樣品的濃度。
低濃度校準(zhǔn)步驟與高濃度校準(zhǔn)基本相同，不同的是低質(zhì)量濃度樣品測量采用?1.0、0.1、0.01μg/mL?3?個標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行校準(zhǔn)，加入的是低濃度?ISA（951O11），校準(zhǔn)液與?ISA?的體積比由高濃度樣品的?50∶1?改為?100∶1，即?100?mL?校準(zhǔn)液加入?1?mL?低濃度?ISA（951011）。
?2.3.4校準(zhǔn)和樣品測量（使用?mV?計）
使用?mV?計的步驟與使用離子計基本相同，不同的是使用mV 計模式時，采用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校準(zhǔn)時，需記錄標(biāo)液的濃度和儀器顯示的?mV?值，之后以測量所得標(biāo)準(zhǔn)液的電位為線性坐標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)液濃度為對數(shù)坐標(biāo)繪制校準(zhǔn)曲線。根據(jù)繪制的校準(zhǔn)曲線和未知樣品測定的?mV?值，確定未知樣品的濃度。
?3樣品測定?
取某廠污水處理裝置進(jìn)口水樣?Sample?1、總排口?Sample?2和出口水樣?Sample?3?進(jìn)行測定。
?3.1標(biāo)準(zhǔn)溶液及?ISA?的選擇
樣品中氨氮濃度不同，進(jìn)行測試時選擇的標(biāo)準(zhǔn)溶液和ISA不同，對于高濃度樣品?Sample?1?與?Sample?2，選擇的標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度為?1、20、50、80、100 μg／mL，標(biāo)準(zhǔn)液和樣品分別取樣?100?mL，之后加人?2?mL?離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑（951211），對于Sample?3?進(jìn)行校準(zhǔn)的準(zhǔn)溶液分別為?0.01、0.1、1 μg/mL?氨氮標(biāo)準(zhǔn)液，標(biāo)準(zhǔn)液和樣品分別取?50?mL，之后加入?0.5?mL?低離子濃度?ISA（951011）。
