一種鐵、銅金屬離子干擾下微量溶液中氨氮的測定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水質(zhì)指標檢測領(lǐng)域，具體涉及一種鐵、銅金屬離子干擾下微量溶液中 氨氮的測定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氨氮，是環(huán)境中以游離氨和銨離子形式存在的氮，主要是來自于有機氮的分解和 硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮的還原。水環(huán)境中存在的氨氮一方面會影響水體的化學性質(zhì)，可能導致水 體富營養(yǎng)化，另一方面會影響參與氮循環(huán)的微生物，進而對整個群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接或間接 的影響。在實驗室條件下模擬氨氮生成環(huán)境，特別是鐵、銅等金屬離子或化合物和硝態(tài)氮、 亞硝態(tài)氮共同存在的環(huán)境，通過測定氨氮及其它含氮化合物的含量變化，有助于了解地下 水、鐵質(zhì)給水管網(wǎng)中含氮化合物的轉(zhuǎn)化機制，評價相應環(huán)境的污染狀況。
[0003] 目前氨氮的測定常采用納氏試劑比色法、水楊酸-次氯酸鹽比色法、氣相分子吸 收法和電極法。納氏試劑比色法和水楊酸-次氯酸鹽比色法操作簡便、靈敏，儀器便宜，但 是水中的鈣、鎂、鐵、銅等金屬離子都會干擾其測定，往往需要對水樣進行預處理。電極法雖 然一般不需要對水樣進行預處理，但是電極的壽命以及再現(xiàn)性相對較差。離子色譜、氣相分 子吸收法比較簡單，但是儀器較為昂貴難以廣泛推廣。
[0004] 對于存在干擾的水樣一般需要進行預處理。對于較清潔的水，可采用絮凝沉淀法， 但是需要在堿性條件下（pH> 10)進行，這可能會影響氨氮的測定；過濾過程中需要使用濾 紙，濾紙中存在的氨氮可能會產(chǎn)生干擾。對污染嚴重的水或工業(yè)廢水，則用蒸餾法消除干 擾，但該方法操作繁瑣，費時費力。此外兩種方法分別需要至少100ml和250ml水樣，這 并不適用于只有幾毫升、氨氮濃度較低、鐵銅含量高的水樣。由于水樣較少，導致pH難以調(diào) 節(jié)，無法判斷金屬離子是否完全去除，最終可能導致平行效果差、誤差大、對氨氮測定不靈 敏、空白吸光度高等問題。
[0005] 因此亟需提出一種適用于鐵銅等離子含量高但體積小的水中氨氮預處理、測定方 法，消除氨氮測定過程中鐵銅等離子的干擾，以滿足測定精度要求，并且能夠簡化實驗程 序，為研究銅、鐵離子或其化合物作用下氨氮轉(zhuǎn)化機制提供可靠依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種有效消除水樣中銅、鐵等離子干擾并準確測定微量水 體中氨氮濃度的方法。
[0007] -種鐵、銅金屬離子干擾下微量溶液中氨氮的測定方法，其特征在于： 1) 可有效消除銅、亞鐵、三價鐵等離子的干擾，最高可去除500mg/L的金屬離子； 2) 將50mMMOPs緩沖液pH調(diào)成7. 4-7. 5,取3ml待測水樣與2ml緩沖液混合，渦旋10 s左右，經(jīng)沉淀20-30min或3000-5000轉(zhuǎn)/分鐘離心7-10分鐘后，用注射器和0. 22um- 次性濾頭過濾； (如果二價鐵含量較高，需要適當曝氣并延長渦旋時間，濾液用鄰菲羅啉試劑檢測不顯 紅色；如果氨氮濃度較高，可以減少取樣量） 3)取4.5ml濾液于10ml具塞比色管中，用無氨超純水定容到10ml，先加入200ul50%酒石酸鉀鈉溶液，充分混勾，再加入300ul納氏試劑，混勾；顯色十五分鐘后，與420nm 波長處測定其吸光度。
[0008] 與現(xiàn)有氨氮預處理與測定方法相比，本發(fā)明具有以下有益效果： 1) 金屬離子去除過程中，溶液pH處于微堿性，可以有效避免pH過高導致氨氮揮發(fā)而引 起的測定結(jié)果偏?。?2) 采用10ml具塞比色管，相對于國標規(guī)定的50ml體系，這一方面對水樣體積要求大 大降低，另一方面降低了納氏試劑等含汞劇毒藥品的使用量，更加安全環(huán)保； 3) 采用高濃度緩沖液來調(diào)節(jié)pH，沉淀金屬離子，操作簡便，誤差更?。?4) 針對性強，能夠有效測定幾毫升水樣的氨氮濃度。
[0009]
【具體實施方式】： 實施案例1 1)表1為采用本方法實測合成水樣的吸光度，合成水樣含有二價銅離子濃度為500 mg/L，氨氮濃度為0 mg/L，每種水樣設(shè)置六組平行。結(jié)果表明，當二價銅離子含量不高于500 mg/L時，水樣與緩沖溶液以3/2的比例混合能夠有效的消除金屬離子干擾；緩沖溶液不會 影響納氏試劑的顯色效果。
[0010] 表 1
2) 表2表示通過常規(guī)方法檢驗不同定容體系之間是否存在顯著性差異，合成水樣的銨 根濃度為分別為〇,〇. 05, 0. 5, lmg/L，定容體積分別為10, 25, 50mL，酒石酸鉀鈉和納氏試劑 添加量根據(jù)比例調(diào)節(jié)。結(jié)果表明，定容體積對于吸光度沒有顯著影響，10mL的具塞比色管完 全能夠滿足測試要求。
[0011] 表 2
3)表3為本方法實測合成水樣的吸光度，合成水樣分別含有500mg/L的Fe2+，F(xiàn)e3+，Cu2+，每種金屬離子分別對應銨根濃度0，0.05，0.5，1，8mg/L。結(jié)果表明該方法能夠完 全消除以上三種金屬離子的干擾，準確度高。
[0012] 表 3
實施案例2 為對比預處理和測定效果，實驗采用兩種方法對分別對兩種合成水樣的氨氮濃度進行 測定，其中方法1采用國標推薦的預處理和測定方法；方法2采用本發(fā)明所述方法。合成水 樣1成分為：Fe2+濃度為250mg/L，Cu2+濃度為250mg/L，N03 -N、N02 -N濃度都為10mg/ L，氨氮濃度為1mg/L;合成水樣2成分為：Fe3+濃度為500mg/L，Cu2+濃度為250mg/L， N03 -N、N02 -N濃度都為10mg/L，氨氮濃度為1mg/L。每組水樣處理及測定6個平行樣。
[0013] 方法1 :經(jīng)稀釋，混凝、沉淀、過濾后測定。分別取3mL合成水樣1和2,用無氨超純 水稀釋至100mL;加入1mL濃度為100g/L的硫酸鋅溶液，混勾，再加入0. 1-0. 2mL濃度 為250g/L的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH為10. 5,混勻直至大量絮凝沉淀產(chǎn)生；靜置沉淀3min 后，采用多次無氨水淋洗的定性濾紙過濾；取過濾后樣品50ml，采用GB/T5750. 5-2006推 薦的納氏試劑分光光度法測定氨氮濃度。測定合成水樣1的氨氮濃度的相對標準偏差為 43. 22%，相對誤差為23. 79%，；測定合成水樣2的氨氮濃度的相對標準偏差為26. 30%，相對 偏差 _14· 22%。
[0014] 方法2 :按本發(fā)明所述方法進行預處理和測定。
[0015] 1)將50mMMOPs緩沖液pH調(diào)成7. 4-7. 5,取3ml待測水樣與2ml緩沖液混合，渦 旋10s左右，經(jīng)沉淀20-30min或3000-500 0轉(zhuǎn)/分鐘離心7-10分鐘后，用注射器和0. 22 um-次性濾頭過濾； (如果二價鐵含量較高，需要適當曝氣并延長渦旋時間，濾液用鄰菲羅啉試劑檢測不顯 紅色） 2)取4.5ml濾液于10ml具塞比色管中，用無氨超純水定容到10ml，先加入200ul酒石酸鉀鈉溶液，充分混勻，再加入300ul納氏試劑，混勻；顯色十分鐘后，與420nm波長 處測定其吸光度。
[0016] 合成水樣1的測定結(jié)果相對標準偏差4. 52%，相對偏差-1. 20% ;合成水樣2的測定 結(jié)果相對標準偏差4. 00%，相對偏差2. 78%。
【主權(quán)項】
1. 一種鐵、銅金屬離子干擾下微量溶液中氨氮的測定方法，其特征在于通過MOPS緩沖 液消除金屬離子干擾并采用納氏試劑分光光度法快速測定溶液中氨氮含量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵、銅金屬離子干擾下微量溶液中氨氮的測定方法，其 特征在于通過MOPs緩沖液消除金屬離子干擾并采用納氏試劑分光光度法快速測定溶液中 氨氮含量，包括以下具體步驟： (1) 將50mMMOPs緩沖液pH調(diào)成7. 4-7. 5,取3ml待測水樣與2ml緩沖液混合，渦旋 10s左右，經(jīng)沉淀20-30min或3000-5000轉(zhuǎn)/分鐘離心7-10分鐘后，用注射器和0. 22um 一次性濾頭過濾； (如果二價鐵含量較高，需要適當曝氣并延長渦旋時間，濾液用鄰菲羅啉試劑檢測不顯 紅色；如果氨氮濃度較高，可以減少取樣量） (2) 取4. 5ml濾液于10ml具塞比色管中，用無氨超純水定容到10ml，先加入200ul 50%酒石酸鉀鈉溶液，充分混勾，再加入300ul納氏試劑，混勾；顯色十五分鐘后，與420nm 波長處測定其吸光度。
【專利摘要】一種鐵、銅金屬離子干擾下微量溶液中氨氮的測定方法屬于水質(zhì)指標檢測領(lǐng)域。目前現(xiàn)有國標中氨氮測定方法主要是針對地表水、生活污水和大部分工業(yè)廢水。對于特定的水樣往往缺乏有效的測定方法，特別是鐵、銅含量高但體積很少的水樣，常規(guī)的混凝沉淀或者蒸餾等預處理方法并不適用于微量水樣中的氨氮測定。本發(fā)明利用50？mM？pH介于7.4~7.5的Mops緩沖液來沉淀金屬離子，然后過濾；取4.5mL濾液加入到10mL具塞比色管中，用超純水定容到10mL；采用納式試劑分光光度法測定其氨氮濃度。本發(fā)明能夠完全消除銅、二價鐵和三價鐵的干擾，操作簡便，樣品需要量少，且能夠減少納氏試劑的使用，滿足環(huán)保要求。
【IPC分類】G01N21/78, G01N21/31
【公開號】CN105334208
【申請?zhí)枴緾N201510164320
【發(fā)明人】張勝華, 鞏松, 李帥
【申請人】中國科學院城市環(huán)境研究所
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年4月9日