实验二 水体氮形态的测定20111029(2009级)

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1、实验二水体氮形态的测定氮是蛋白质、核酸、酶、维生素等有机物的重要组分，各种形态的氮相互转化和氮循环的平衡变化是环境化学和生态系统研究的重要内容之一(图1)。图1自然界中的氮素循环Am-氨化作用；As-同化作用；D—反硝化作用；F-生物固氮；N一硝化作用；R一异化性硝酸(盐)还原作用洁净天然水体中的含氮物质是很少的，水体中含氮物质的主要来源是污废水排放、地表径流、水生生物的代谢和微生物分解作用。当水体受到含氮有机物污染时，其中的含氮化合物由于水中微生物和氧的作用，可以逐步分解氧化为氨(NH3)或铵(NH4+)、亚硝酸盐(NO2-)、硝酸盐(NO3-)等简单的无机氮化物。氨和铵中的氮

2、称为氨氮(NH4+-N)，两者的组成和比例取决于水温和pH，亚硝酸盐中的氮称为亚硝酸盐氮(NO2--N)，硝酸盐中的氮称为硝酸盐氮(NO3--N)。通常把氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮称为三氮。这三种形态氮的含量都可以作为水质指标，分别代表有机氮转化为无机氮的各个不同阶段。水体中有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的相对含量，在一定程度上可以反映含氮有机物污染的时间长短，对了解水体污染历史、分解趋势、水体自净状况及健康危险度评价等均有一定的参考价值(见表1)。水中亚硝酸盐氮过高可导致高铁血红蛋白血症，长期饮用对儿童的危害更大，由于在酸性溶液中亚硝酸可与仲氨类生成强致癌物亚硝氨，因而水中

3、三氮含量与人们的健康息息相关。表1水体中三氮检出的环境化学意义NH4+-NNO2--NNO3--N三氮检出的环境化学意义－－－洁净水+－－水体新近受到污染++－受到污染不久，且污染物正在分解中－+－污染物已分解，但未完全自净－++污染物基本分解完毕，但未完全自净－－+污染物已无机化，水体基本自净+－+有新近污染，在此之前的污染已基本自净+++以前受到污染,正在自净过程中,且又有新的污染注：表中“十”表示检出，“—”表示不检出。(一)实验目的和要求1．了解水体氮形态测定对环境化学研究的作用和意义。2．掌握水体氮形态测定的基本原理和方法。(二)实验原理1．硝酸盐氮的测定_紫外分光光度

4、法利用硝酸根离子在220nm波长处的吸收而定量测定硝酸盐氮。溶解的有机物在220nm处也会有吸收，而硝酸根离子在275nm处没有吸收。因此，在275nm处作另一次测量，以校正硝酸盐氮值。2．亚硝酸盐氮的测定——盐酸萘乙二胺光度法水中亚硝酸盐的测定方法通常采用重氮—偶联反应，生成红紫色染料。方法灵敏、选择性强。所用重氮和偶联试剂种类较多，最常用的，前者为对氨基苯磺酰胺和对氨基苯磺酸，后者为N—(1—萘基)—乙二胺和α—萘胺。在pH为2.0—2.5时，水中亚硝酸盐与对氨基苯磺酸生成重氮盐，再与盐酸萘乙二胺偶联生成红色染料，最大吸收波长为543nm，其色度深浅与亚硝酸盐含量成正比，可用

5、比色法测定，检出限为0.005mg／L，测定上限为0.1mg／L。亚硝酸盐是含氮化合物分解过程中的中间产物，很不稳定，采样后的水样应尽快分析，必要时需冷藏以抑制微生物的影响。(三)实验方法和步骤一、硝酸盐氮的测定——紫外分光光度法水中硝酸盐足在有氧环境下，亚硝酸氮、氨氮等各种形态的含氮化合物中最稳定的氮化合物，亦是含氮有机物经无机化作用最终的分解产物。亚硝酸盐可经氧化而生成硝酸盐，硝酸盐在无氧环境中，亦可受微生物的作用而还原为亚硝酸盐。水中硝酸酸盐氨(NO3-—N)含量相差悬殊，从数十微克／升至数十毫克／升，清洁的地表水中含量较低，受污染的水体，以及一些深层地下水中含量较高。制革

6、废水、酸洗废水、某些生化处理设施的出水和农田排水可含大量的硝酸盐。摄入硝酸盐后，经肠道中微生物作用转变成亚硝酸盐而出现毒性作用。文献报道，水中硝酸盐氨含量达数十毫克／升时，可致婴儿中毒。水中硝酸盐的测定方法颇多，常用的有酚二磺酸光度法、镉柱还原法、戴氏合金还原法、离子色谱法、紫外法和电极法等。酚-二磺酸法测量范围较宽，显色稳定。镉柱还原法适用于测定水中低含量的硝酸盐，戴氏合金还原法对严重污染并带深色的水样最为适用。离子色谱法需有专用仪器，但可同时和其他阴离子联合测定。紫外法和电极法常作为在线快速方法使用，尤具是将电极法改为流通池后可保证电极性能良好，不易受检测水体的沾污和损坏。目

7、前的自动在线监测仪多使用紫外法或电极法。由于镉柱还原法和戴氏合金法操作复杂，这里暂不作推荐。水样采集后应及时进行测定。必要时，应加硫酸使pH<2，保存在4℃以下，在24h内进行测定。紫外分光光度法(B)测定硝酸盐1.方法原理利用硝酸根离子在220nm波长处的吸收而定量测定硝酸盐氮。溶解的有机物在220nm处也会有吸收，而硝酸根离子在275nm处没有吸收。因此，在275nm处作另一次测量，以校正硝酸盐氮值。2.干扰及消除溶解的有机物、表面活性剂、亚硝酸盐、六价铬、溴化物、碳酸氢盐和