水中氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮及總氮的測定

8.6.5水中氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮及總氮的測定水中的氨氮指以NH和NH+型體存在的氮，當(dāng)pH偏高時，主要34是NH，反之，是NH+。水中的氨氮主要來自焦化廠、合成氨化肥廠34等某些工業(yè)廢水、農(nóng)用排放水以及生活污水中的含氮有機物受微生物作用分解的第一步產(chǎn)物。水中的亞硝酸鹽氮是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物，不穩(wěn)定。在缺氧環(huán)境中，水中的亞硝酸鹽也可受微生物作用，還原為氨；在富氧環(huán)境中，水中的氨也可轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛猁}。亞硝酸鹽可使人體正常的低鐵血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白，失去血紅蛋白在體內(nèi)運輸氧的能力，出現(xiàn)組織缺氧的癥狀。亞硝酸鹽可與仲胺類反應(yīng)生成具有致癌性的亞硝胺類物質(zhì)，尤其在低pH值下，有利于亞硝胺類的形成。水中的硝酸鹽主要來自革質(zhì)廢水、酸洗廢水、某些生化處理設(shè)施的出水和農(nóng)用排放水以及水中的氨氮、亞硝酸鹽氮在富氧環(huán)境下氧化的最終產(chǎn)物。當(dāng)然，硝酸鹽在無氧環(huán)境中，也可受微生物的作用還原為亞硝酸鹽。硝酸鹽進入人體后，經(jīng)腸道中微生物作用轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛猁}而出現(xiàn)毒性作用，當(dāng)水中硝酸鹽含量達到10mg/L時，可是嬰兒得變性血紅蛋白癥。因此要求水中硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮總量不得大于10mg/L。天然水中的氨，在有充足氧的環(huán)境中，在微生物的作用下，可被氧化為NO-和NO-得作用稱作硝化作用。23水中的含氮化合物是水中一項重要的衛(wèi)生質(zhì)量指標(biāo)。它可以判斷水體污染的程度：（1）如水中主要有機氮和氨氮，表明水近期受到污染，由于生活污水中成有大量病原細菌，所以此水在衛(wèi)生學(xué)上是危險的。（2）如水中主要含有亞硝酸鹽，說明水中有機物的分解尚未達到最后階段，致病細菌尚未完全消除，應(yīng)引起重視。（3）如果水中主要含有硝酸鹽，說明水污染已久。自凈過程基本完成，致病細菌也已消除，對衛(wèi)生學(xué)影響不大或幾乎沒有危險性。一般地面水中硝酸鹽氮的含量在0.1~1.0mg/L,超過這個值，該水體以前有可能受過污染。正如測定水中溶解氧（DO），了解水中有機物被氧化的程度，評價水的“自凈”作用一樣，測定水中各類含氮化物，也可了解和評價水體被污染和“自凈”作用。我國飲用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定氨氮0.5mg/L（以N計）硝酸鹽氮20mg/L（以N計），世界衛(wèi)生組織規(guī)定硝酸鹽氮50mg/L（以no-計）。下3面介紹它們的測定方法（1）氨氮（AmmoniaNitrogen）（NH—N或NH+_N）34氨氮的測定采用納氏試劑光度法。水中氨主要以NH?HO形式32存在，并有下列平衡：NH+HOoNH?HOoNH++OH_32324水中的氨與納氏試劑（碘化汞鉀的強堿性溶液，KHgl+KOH）作用生24成黃棕色膠態(tài)絡(luò)合物。如水中NH_N含量較少，呈淺黃色，含量較3多時，呈棕色。NH+2KHgl+3KOHT喩ONH]l+7KI+2HO3 2 4 2 2 2黃棕色1）碘化氨基合氧汞絡(luò)合物必ONHh在410~425nm范圍有強烈

22吸收，故可選420nm波長處，測定吸光度值，由標(biāo)準(zhǔn)曲線法，求得水中NH-N的含量。本法最低檢出限為0?025mg/L,測定上限為32mg/L。水樣經(jīng)預(yù)處理后，可適用于地面水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水中氨氮的測定。2）必ONHh絡(luò)合物在明膠和聚乙烯醇保護下形成在紫外光區(qū)22產(chǎn)生吸收的分散液體，最大吸收波長入=370nm（￡為6.3X103），max同樣用用標(biāo)準(zhǔn)曲線法求NH-N含量，適于清潔天然水中氨氮測定。3注意事項如下：1） 如果水樣中的NH-N含量大于1mg/L時可以直接用納氏試3劑光度法測定；如果NH-N含量小于1mg/L或水樣的顏色或濁度較3高時，則應(yīng)先用蒸餾法將NH蒸出后，再用納氏試劑光度法測定。32） 水樣中含有少量Ca2+、Mg2+、Fe3+等離子時，可用酒石酸或酒石酸鉀鈉掩蔽，消除干擾。3） 水樣中nh-N含量〉5mg/L時，可用酸堿滴定法測定。3（2）亞硝酸鹽氮（NO--N）（NitriteNitrogen）2NO--N的測定采用對氨基苯磺酸-a-奈乙二胺光度法（又稱2N-（1-萘基）-乙二胺光度法）。1）方法原理首先在酸性溶液中，NO-與對氨基磺酸鈉發(fā)生重氮化反應(yīng)：2

HSO（對氨基苯磺酸）—nh2+NO-十2H++Cl-pH=1.9~3.0(HCl)hso3（重氮鹽）Cl+2H2O然后重氮鹽與a-奈乙二胺發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，生成紅色偶氮染料（aHSO（對氨基苯磺酸）—nh2+NO-十2H++Cl-pH=1.9~3.0(HCl)hso3（重氮鹽）Cl+2H2O然后重氮鹽與a-奈乙二胺發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，生成紅色偶氮染料（a-奈乙二胺在HCl溶液中生成溶于水的a-奈乙二胺二鹽酸鹽）-3OnNN十lNH2C2H4NH2?2HC122 4 2 pH=2.0 ?(HCl)a-奈乙二胺二鹽酸鹽）hso3重氮鹽）N=NNH2C2H4NH^2HCl（紅色偶氮染料）生成的紅色偶氮染料的顏色深淺與水中的NO--N含量成正比。 其2入=540nm，用標(biāo)準(zhǔn)曲線法，求水中no--N的含量。該法最低檢出max2限濃度為0.003mg/L,測得上限為0.2mg/L。適用于飲用水、地面水、地下水、生活污水和工業(yè)廢水中亞硝酸鹽的測定。2）注意事項水樣渾濁有顏色，可用0.45um濾膜過濾或加適量Al（OH）懸浮3液（上清液）過濾。水樣中如Fe3+>lmg/L,Cu2+>5mg/L等，干擾測定?？杉覰HF4

或EDTA掩蔽。水樣中如有氯、氯胺（如三氯胺NC1）干擾測定。一般NO-與32NCl、Cl不大可能共存于同一水樣中。如按正常順序加入試劑，NCl323會產(chǎn)生假紅色，但可先加入a-奈乙二胺試劑，后加對氨基苯磺酸試劑，可把影響減至最小程度。但NCl的含量高時，仍產(chǎn)生橘黃色。因3此，水中一旦有游離性氯（Cl）和NCl時，要進行校正。23（3）硝酸鹽氮（NitrateNitrogen,NO__N）31）采用酚二磺酸光度法測定no--N3方法原理如下：將水樣在微堿性（pH=8）溶液中，蒸發(fā)至干，在無水條件下，no-3與酚二磺酸反應(yīng)，生成硝基酚二磺酸（2-硝基酚-4,6-二磺酸）；然后在堿性溶液中，硝基酚二磺酸發(fā)生分子重排，生成黃色化合物。該化合物的入=410nm，用標(biāo)準(zhǔn)曲線法，求得水樣中no--N的含量。其max3主要反應(yīng)：濃HSO與苯酚作用生成酚二磺酸。24OH OH+2H2SO4—-HO3S—^^J +2H2Oso3h（酚二磺酸）

OHOHNO-+HO3S'-ho3s-—NO?+OH-O3OHOHNO-+HO3S'-ho3s-—NO?+OH-O3HSO3H（酚二磺酸）2-硝基酚-4,6-二磺酸）2十3NH4OHOHO1IINH4O3^^^=N-jONH4+3H2O43O3NH42-硝基酚-4,6-二磺酸）（黃色化合物）該方法最低檢出濃度為0.02mg/L,測定上限為2.0Mg/L。適用于飲用水、地下水和清潔地面水中NO--N的含量測定。3注意事項如下：水樣中含Cl-、no-、NH+等均有干擾，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)念A(yù)處理。24該方法準(zhǔn)確度、精密度較高，但操作麻煩?？刹捎每焖俜椒y定NO--N。其測定原理是：水樣在NHCl的酸性溶液中加入鋅粉，34使NO-還原為NO-，然后對氨基苯磺酸一a-奈乙二胺光度法測定。322）紫外分光光度法測定水中的NO--N3硝酸鹽（NO-）在紫外光區(qū)220nm處有特征吸收。3對于有機物含量低的水樣，即未受污染的天然水和飲用水，可用△A=A-2A吸光度值求的水中no--N的含量，可消除水中溶解2202753性有機物的干擾。3）紫外吸收光譜法同時測定水樣中NO-和NO-32水中NO--N和NO--N的同時測定，可通過兩份等體積的水樣，32一份在酸性介質(zhì)中加入氨基磺酸（消除NO-干擾），另一份在酸性2介質(zhì)中加入過氧化氫，然后稀釋至相同體積，在210nm處分別測定兩份水樣的吸光度值。前者是水樣中NO--N的吸光度，后者是水3樣中NO--N和NO--N的吸光度。由標(biāo)準(zhǔn)曲線法，求出NO--N和323NO--N（兩份水樣NO--N的濃度差）的含量。該方法準(zhǔn)確度和精23密度都很高，適用于降水、一般地面水和井水中NO--N和NO--N32的測定。4）過硫酸鉀氧化－紫外分光光度法測定水中的總氮用過硫酸鉀KSO作氧化劑在120~124°C的堿性介質(zhì)條件下，不224僅可將水中氨和亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽，同時將水樣中大部分有機氮化合物氧化為硝酸鹽。過量的過硫酸鉀分解為硫酸鉀KSO，而24后在220nm和275nm處用紫外分光光度計測定其吸光度，同樣在由△A=A-2A差吸光度值，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)水中的總氮量。220 275該方法檢出下限為0.05mg/L，測定上限為4mg/L。適用于湖泊、水庫、江河水中總氮量的測定。8.6.6水中濁度的測定水中的濁度是天然水和飲用水的一項重要水質(zhì)指標(biāo)，可采用分光光度法和目視比濁法測定。（1）分光光度法在適當(dāng)?shù)臏囟认?，用污濁水（孔徑?.2um濾膜過濾的蒸餾水）配制一系列福爾馬肼（硫酸肼（NH）SO?HSO與六次甲基四胺（CH）224242N形成的白色高分子聚合物）標(biāo)準(zhǔn)混懸液（0~40NTU）,在680nm波長64下測定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。水樣在同樣條件下測得吸光度值，由標(biāo)準(zhǔn)曲線查出對應(yīng)的濁度。所測得的濁度為散射濁度單位（NTU）或福爾馬肼濁度單位（FTU），規(guī)定1.25mg/L硫酸肼/L和1.25mg/L六次甲基四胺/L水中形成的福爾馬肼混懸液所產(chǎn)生的濁度為1NTU。散射光比濁法：在相同條件下，用散射濁度計測定標(biāo)準(zhǔn)參考濁度液的散射光強度和水樣的散射光強度，并進行比較，求得水樣的濁度。散射濁度計是由照明水樣的鎢絲燈光源和一個或數(shù)個帶讀數(shù)裝置的光電檢測器組成，讀數(shù)裝置指示與入射光路成90°C的散射光的強度。檢測器及過濾系統(tǒng)將在400~600nm之間有光譜峰值響應(yīng)。這種在散射濁度計上測得的濁度單位稱作散射濁度單位（NTU,NephelometricTurbidityUnits）。標(biāo)準(zhǔn)參考濁度液同樣采用福爾馬肼用無濁水（孔徑為0.2um的薄膜濾片過濾的蒸餾水）配制而成，因此，有些文獻又把散射濁度單位稱為福爾馬肼濁度單位（FormazanTurbidityUnits，F(xiàn)TU）。散射光法主要適用于小于25NTU尤其小于5NTU以下的水樣測定。(2)目視比濁法將水樣與福爾馬肼標(biāo)準(zhǔn)混懸液(0~40NTU)進行比較。選出與水樣產(chǎn)生視覺效果相近的標(biāo)準(zhǔn)混懸液，記下其濁度值。測定時，水樣必須充分振蕩后才能進行比濁測定。8.6.7水中顆粒物粒徑和聚集狀態(tài)的測定近年來，出現(xiàn)多種檢測技術(shù)，直接用于測定水中顆粒聚集狀態(tài)。這些技術(shù)多為以流動分散系的光學(xué)監(jiān)測為基礎(chǔ)的顆粒計數(shù)檢測技術(shù)；入Coulter（庫爾特）計數(shù)法、光阻塞原理的Hiac計數(shù)法以及其他多種光散射計數(shù)技術(shù)，用來定量檢測混凝過程中顆粒粒徑分布的變化情況，為水處理提供有價值的數(shù)據(jù)和信息。例如：庫爾特計數(shù)法是讓懸浮液流過一個小孔，在小孔兩側(cè)設(shè)置電極，當(dāng)一個顆粒流過該小孔時，電極間的電阻發(fā)生變化，而產(chǎn)生一個短時的電壓脈沖，其大小與顆粒粒徑成比例，從而可以確定電導(dǎo)液體中懸浮顆粒的數(shù)目和粒徑。該方法的影響因素很少，且對結(jié)果的影響也小，測定精度不受裝置限制。應(yīng)用此法時，需大幅度稀釋樣品，以避免重疊效應(yīng)，還要防止絮體通過庫爾特計數(shù)器孔口或Hiac計數(shù)器的監(jiān)測區(qū)域時，被打碎。該方法需測定時間較長，不適于快速在線檢測。在許多水處理中，往往對絮體的形成或狀態(tài)進行總體測定和評價就能滿足要求，而不需要詳細的粒徑分布和粒徑大小的數(shù)據(jù)。這樣，相繼發(fā)展了一些全新的簡單檢測方法，如用于水廠投藥控制的流動電流檢測（SCD）技術(shù)以及基于光電檢測原理的透光率脈動檢測技術(shù)等等。近