专利名称：一种同步测定水中三氮浓度的方法
技术领域：
本发明属于水处理过程中的水质人工检测领域。具体涉及专用于测定水 中三种氮素的含量。
背景技术：
氮素指标是水质检测中的重要指标。三氮是指氨氮(NH4+-N)、亚硝酸 盐氮(N(V-N,简称亚氮)和硝酸盐氮(NO广N，简称硝氮)，它们在水中 可以相互转化，往往需要同时对其浓度进行检测。目前常用的测量水中三氮 的方法一直是我国1987年颁布的标准，即皿4+->^采用纳氏试剂光度法 (GB7479 87) ， N02'-N采用N-(l-萘基)-乙二胺光度法(GB7493 87) ， NO/-N 采用麝香草酚分光光度法(GB7480 87)。
由于上述三氮检测方法的主要原理为化学滴定显色反应，其使用化学药 品物耗比较大，尤其是对于在线监测，更加提高了水质监测的成本。而对于 人工取样化验，虽然可以减少化学药品的消耗，但由于各方法的繁琐性，使 得化验过程费时费力。上述问题使得在对水中三氮进行监测的过程中，难以 同时获得方法快捷与成本经济的效果。
发明内容
本发明的目的在于解决现有三氮监测快捷性与经济性难以同时实现的问 题，而提供一种同步快速检测水中三氮浓度的方法。
本发明所提供的一种同步测定水中三氮浓度的方法,其特征在于，包括以 下步骤
1) 将待测水样分为3组，分别称为硝氮水样、氨氮水样和亚氮水样，且 每组都以纯水作全程空白测定；
其实硝氮水样、氨氮水样和亚氮水样在初始状态都是一样的；
2) 硝氮水样内加入氨基磺酸氨，摇匀后放置5-10分钟；
3) 在步骤2)中放置的时间内，将氨氮水样和亚氮水样用纯水进行定容;
4) 硝氮水样内先加入百里酚，摇匀后再加入硫酸银硫酸溶液，混匀后放 置5-10分钟；
5) 在步骤4)中放置的时间内，向亚氮水样中加入亚氮显色剂；氨氮水 样中先加入酒石酸钾钠溶液，混匀之后，再加入纳氏试剂，混匀；
6) 向硝氮水样中加入纯水后投加氨水，然后用纯水进行定容；
7) 按照氨氮、亚氮和硝氮的顺序进行比色；8)进行数据处理得出待测水样中三氮的浓度。
在具体步骤方法中，由于硝氮的测定是最耗时的，所以，结合三氮检测 各自的特点，以硝氮的测定为主线，在其测定过程中的放置时间内，进行了 氨氮水样和亚氮水样的定容以及药剂投加。以上各种物质加入量是现有技术 领域中的常识，本发明所提供的一种同步快速检测水中三氮浓度的方法，是 在原来各个国家标准方法的基础上，将其组合并统筹优化，在物耗成本较为 经济的前提下，大大縮短了其测定时间。
具体实施例方式
以下结合具体实施方式
对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围并 不局限于此。 实施例
试验对某小区生活污水的三级处理过程中的三氮水质进行了人工长期监 测，利用上述方法，既经济又快捷，成本比在线监测可降低90%以上，人工
化验时间可以减少50%以上。
1) 方法原理
1^4+-:^的测量采用波长42011111; NO2'-N采用波长540nm; NCV-N采用 波长415nm。
2) 适用范围
如果取lmL水样，NH4+-N的测量浓度应小于100mg/L; N02'-N的测量 浓度应小于20mg/L; NCV-N的测量浓度应小于20mg/L。当估计待测水样三 氮浓度值较高时，需要进行稀释。
3) 主要仪器
试管架(可放12个试管)3个，50mL试管36个，移液枪(量程分别为 20-200pL和100-1000|uL) 2个，吸耳球1个，10mL移液管1个，lOOmL试 剂瓶(带胶头滴管)2个，比色皿1cm的1个和2cm的2个，分光光度计1 台。其它玻璃器皿(烧杯、容量瓶、试剂瓶等)若干。
4) 试剂
a.测NH4+-N用试剂
酒石酸钾钠溶液称取500g酒石酸钾钠(KNaC4H4(V4H20)溶于lOOOmL 水中，加热煮沸以除去氨，放冷，定容至1000mL。
纳氏试剂称取50g碘化钾溶于约250mL水中，边搅拌边分次少量加入 二氯化汞(HgCl2)结晶粉末(约25g)，至出现朱红色沉淀不易溶解时，改 为滴加饱和二氯化汞溶液，并充分搅拌，当出现微量朱红色沉淀不易溶解时，停止滴加二氯化汞溶液。另称取150g氢氧化钾溶于水，并稀释至625mL，充 分冷却至室温后，将上述溶液在搅拌下，徐徐注入氢氧化钾溶液中，用水稀 释至1000mL，混匀。静置过夜。将上清液移入聚乙烯瓶中，密塞保存。
铵标准贮备溶液称取3.819g经过100。C千燥过的优级纯氯化铵(NH4C1) 溶于水中，移入1000mL容量瓶中，稀释至标线。此溶液每毫升含l.OOmg氨 氮。
铵标准使用溶液移取5.00mL铵标准贮备溶液于500mL容量瓶中，用 水稀释至标线。此溶液每毫升含0.010mg氨氮(10mg/L)。
b. 测N(V-N用试剂
亚氮显色剂在1000mL烧杯内加入500mL水和100mL磷酸 (p=1.70g/mL)，加入40.0g对-氨基苯磺酰胺，再将2.00gN- (l-萘基)-乙二 胺二盐酸盐(doH7NHC2H4NH2.2HCl)溶于上述溶液中，转移至1000mL容量 瓶中，用于稀释至标线，混匀。此溶液贮于棕色瓶中，保存在2 5X:，至少 可稳定一个月。
亚硝酸盐氮标准贮备液称取1.232g亚硝酸钠(NaN02)溶于150mL水 中，转移至1000mL容量瓶中，用水稀释至标线。每毫升含约0.25mg亚硝酸 盐氮(pNO2--N=0.25mg/mL)。本溶液贮于棕色瓶中，加入lmL三氯甲垸， 保存在2 5"C，至少可以稳定一个月。
亚硝酸盐氮标准中间液:分取50.00mL亚硝酸盐标准贮备液(使含12.5mg 亚硝酸盐氮)，置于250mL容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含50.0吗 亚硝酸盐氮(pNO2--N=50.0^ig/mL)。中间液贮于棕色瓶内，保存于2 5。C， 至少可稳定一周。
亚硝酸盐氮标准使用液取10.00mL亚硝酸盐标准中间液，置于500mL 容量瓶中，用水稀释至标线。每毫升含l.OOKg亚硝酸盐氮。此溶液使用时， 当天配制。
c. 测NCV-N用试剂
氨基磺酸铵溶液(20g/L):称取10.0g氨基磺酸铵(NH4S03NH2)，用 乙酸溶液(1+4)溶解，并稀释为500ml。
麝香草酚乙醇溶液(5g/L):称取5.0g麝香草酚[(CH3)(C3H7)C6H30H， Thymol,又名百里酚],溶于无水乙醇中，并稀释至1000ml。
硫酸银硫酸溶液(10g/L):称取25.0g硫酸银(Ag2S04)，溶于2500ml 硫酸(p2()=1.84g/mL)中。
氨水(p2Q=0.88g/mL)。硝酸盐氮标准储备液[p(NCV-Nhlmg/mL]:称取7.218g经105 11(TC干 燥lh的硝酸钾(KN03)，溶于纯水中，并定容至1000ml。加2ml氯仿为保 存剂。
硝酸盐氮标准使用溶液[p(N(V-N)-10(ig/ml]:吸取5.00ml硝酸盐氮标准 储备液定容至500ml。 5)测量步骤
a. 标准曲线的绘制
氨氮标线吸取O、 0.50、 1.00、 3.00、 5.00、 7.00和10.00mL铵标准使用 液与50mL比色管中，加水至标线，加l.OmL酒石酸钾钠溶液，混匀。加1.5mL 纳氏试剂，混匀。放置10min后，在波长420nm处，用光程20mm比色皿， 以水为参比，测量吸光度。由测得的吸光度，减去零浓度空白的吸光度后， 得到校正吸光度，绘制以氨氮含量(mg)对校正吸光度的校准曲线。
亚氮标线在一组6支50mL比色管中，分别加入O、 1.00、 3.00、 5.00、 7.00和lO.OOmL亚硝酸盐氮标准使用液，用水稀释至标线。加入1.0mL显色 剂，密塞，混匀。静置20min后，在2h以内，于波长540nm处，用光程长 10nm的比色皿，以水为参比，测量吸光度。从测得的吸光度，减去零浓度空 白管的吸收度后，获得校正吸光度，绘制以氮含量(kig)为校正吸光度的校 准曲线。
硝氮标线取l.OOml水样于干燥的50ml比色管中。另取50ml比色管7 支，分别加入硝酸盐氮标准使用溶液O， 0.05， 0.10， 0.30， 0.50， 0.70， l.OOml， 用纯水稀释至l.OOml。向各管中加入O.lml氨基磺酸铵溶液，摇匀后放置5min。 各加0.2ml麝香草酚乙醇溶液。摇匀后加2ml硫酸银硫酸溶液混匀后放置 5min。加8ml纯水，混匀后滴加氨水至溶液黄色达到最深。并使氯化银沉淀 溶解为止(约加9ml)。加纯水至25ml刻度，混匀。于415nm波长，2cm比 色皿，以纯水为参比，测量吸光度。绘制标准曲线，从曲线上查出样品中硝 酸盐氮的质量。
b. 水样的测定
用移液枪加入水样，并以无氨水代替水样，作全程序空白测定。硝氮水 样各试管内保证为lmL时，加入氨基磺酸氨O.lmL，摇匀后放置5-10分钟。 氨氮和亚氮试管定容至50mL，该步骤控制在5分钟左右。硝氮试管内先加入 百里酚0,2mL，摇匀后加入2ml硫酸银硫酸溶液，混匀后放置5-10分钟。亚 氮试管加入显色剂；氨氮试管先加入lmL酒石酸钾钠溶液，混匀，再加1.5mL 纳氏试剂，混匀，该步骤控制在大约5分钟。硝氮试管加入约7-9mL纯水后，打开分光光度计，再在通风厨进行氨水投加，最后定容至25mL。比色，按照 氨氮、亚氮和硝氮的顺序。 c.数据处理
根据上述标线，用excel表处理数据，最后得出所测水质中三氮的浓度。 p=m/V
式中p为水样中三氮(以N计)的质量浓度，mg/L; m为从标准曲线查得三氮的质量； V为水样体积，mL。
与现有水中三氮监测方法相比，本发明具有以下有益效果 本发明方法在原来各标准方法的基础上，根据大量的实测经验，通过不 断总结，对其进行了组合并统筹优化，最终得出了一套同步测定水中三氮的 方法。在经济上，可以根据实际情况，进行实时取样化验，同在线检测方法 相比，可以大大降低物耗以及水质监测成本；在人力上，同传统的单独考虑 各个方法相比，可以减少50%以上的水质化验时间，真正做到既方便又快捷。
权利要求
1. 一种同步测定水中三氮浓度的方法，其特征在于，包括以下步骤1)将待测水样分为3组，分别称为硝氮水样、氨氮水样和亚氮水样，且每组都以纯水作全程空白测定；2)硝氮水样内加入氨基磺酸氨，摇匀后放置5-10分钟；3)在步骤2)中放置的时间内，将氨氮水样和亚氮水样用纯水进行定容；4)硝氮水样内先加入百里酚，摇匀后再加入硫酸银硫酸溶液，混匀后放置5-10分钟；5)在步骤4)中放置的时间内，向亚氮水样中加入亚氮显色剂；氨氮水样中先加入酒石酸钾钠溶液，混匀之后，再加入纳氏试剂，混匀；6)向硝氮水样中加入纯水后投加氨水，然后用纯水进行定容；7)按照氨氮、亚氮和硝氮的顺序进行比色；8)进行数据处理得出待测水样中三氮的浓度。
全文摘要
一种同步测定水中三氮浓度的方法属于水处理过程中的水质人工检测领域。具体涉及专用于测定水中三种氮素的含量。三氮检测方法的主要原理为化学滴定显色反应，其使用化学药品物耗比较大，而对于人工取样化验，虽然可以减少化学药品的消耗，但由于各方法的繁琐性，使得化验过程费时费力。本发明结合三氮检测各自的特点，以硝氮的测定为主线，在其测定过程中的放置时间内，进行了氨氮水样和亚氮水样的定容以及药剂投加。本发明在物耗成本较为经济的前提下，大大缩短了其测定时间。
文档编号G01N21/78GK101419173SQ200810227699
公开日2009年4月29日 申请日期2008年11月28日 优先权日2008年11月28日
发明者杰 张, 冬 李, 王俊安 申请人:北京工业大学