水質(zhì)理化檢驗-無機非金屬指標測定

氨氮延時符（一）概述三氮氨氮（NH3-N）亞硝酸鹽氮（NO2--N）硝酸鹽氮（NO3--N）評價水體受污染和自凈狀態(tài)延時符有機氮蛋白性氮→→氨氮→→亞硝酸鹽氮→→硝酸鹽氮把由氨轉(zhuǎn)化成硝酸鹽的過程稱為氨的硝化過程。（微生物）（亞硝酸鹽菌）（硝酸鹽菌）（一）概述延時符1.定義氨氮（NH3-N）是指水中以游離氨（NH3）和銨離子（+）形式存在的氮。兩者的組成比例取決于水的pH。NH3+H2O?NH3.H2O?NH4++OH-（一）概述延時符2.來源用氯胺消毒的飲水可產(chǎn)生微量氨氮;生活污水中含氮有機物受微生物作用產(chǎn)生大量氨氮;人畜糞便和某些工業(yè)廢水中尿素和氨的含量很高;水中的亞硝酸鹽在氧氣不足的條件下亦可受微生物作用還原成氨，水中尿素也可轉(zhuǎn)變成氨氮。（一）概述延時符（二）測定意義測定水中含氮化合物有助于評價水體受污染和自凈的狀況。水體中氨氮的存在一般對人體無害，但表明污染的有機物正在分解之中，水體在不久前受到污染。水中氨氮含量較高時，說明水體新近受到污染，對魚類呈現(xiàn)毒害作用，對人體也有不同程度的危害。延時符各種水中三氮含量（mg/L）NH3-NNO2–-NNO3–-N水體情況≤0.05(少)≤0.01(少)≤1.0(少)清潔水≤0.05(少)≤0.01(少)＞1.0(多)以往污染水0.05~0.5(多)0.01~0.3(多)≤1.0(少)新近污染水0.05~0.5(多)0.01~0.3(多)＞1.0(多)經(jīng)常污染水20~1300.1~0.2糞便污染水（二）測定意義延時符中華人民共和國《漁業(yè)水質(zhì)標準》、《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》規(guī)定I~II類水中游離氨的濃度不得超過0.02mg/L，IV~V類水不得超過0.2mg/L。中華人民共和國國家標準《生活飲用水衛(wèi)生標準（GB5749-2006）》中非常規(guī)指標規(guī)定氨氮(以N計)不得超過0.5mg/L。世界衛(wèi)生組織考慮到氨氮對人體健康的影響較小并未制定限量，只提示高濃度氨氮可能帶來飲用水臭和味的改變。（二）測定意義延時符（三）測定方法納氏試劑分光光度法酚鹽分光光度法水楊酸鹽分光光度法延時符納氏試劑分光光度法原理堿性溶液中氨與納氏試劑(碘化汞鉀)生成棕黃的碘化氧汞氨，反應(yīng)產(chǎn)物在15~30min內(nèi)穩(wěn)定，顏色深淺與氨氮含量成正比。[HgI4]2-+NH3+3OH-→NH2Hg2IO+7I-+2H2O（三）測定方法延時符納氏試劑分光光度法2K2[HgI4]+3KOH+NH3→NH2Hg2IO+7KI+2H2O黃棕色410－425nm比色定量（三）測定方法延時符納氏試劑分光光度法方法說明本法適用于生活飲用水和水源水中氨氮的測定。用于氨氮檢測的水樣需用聚乙烯瓶或玻璃瓶采集。對于含有余氯水樣，采樣后，應(yīng)立即加入硫代硫酸鈉脫氯，否則使測定結(jié)果偏低。延時符納氏試劑分光光度法方法說明當水樣有色或渾濁以及含有其他干擾物質(zhì)而影響氨氮測定時，需對水樣進行預(yù)處理。較清潔的水樣，可采用絮凝沉淀法處理污染嚴重的水樣或工業(yè)廢水，則需用蒸餾法消除干擾，蒸餾時需加入磷酸鹽緩沖液調(diào)水樣pH7.4左右，以利于氨的餾出。延時符納氏試劑分光光度法方法說明水中常見的鈣、鎂、鐵等離子能在測定過程中生成沉淀，可加入酒石酸鉀鈉掩蔽。硫化物、銅、醛等亦可引起溶液渾濁。脂肪胺、芳香胺、亞鐵等可與碘化汞鉀產(chǎn)生顏色。經(jīng)硫酸鋅和氫氧化鈉沉淀的水樣，靜置后一般均能澄清。如必需過濾時，應(yīng)注意濾紙中的銨鹽對水樣的污染，必需預(yù)先將濾紙用無氨純水反復(fù)淋洗，至用納氏試劑檢查不出氨后再使用。氟化物的測定延時符（一）概述1.氟（F）相關(guān)性質(zhì)氟是自然界最活潑的非金屬鹵族元素，氧化活性強。常溫下幾乎能與所有的金屬和非金屬元素化合，形成各種氟化物。在自然情況下，不存在游離狀態(tài)的氟。含氟化合物的天然礦石有螢石(CaF2)、氟磷灰石[CaF2?3Ca(PO4)2]和冰晶石(3NaF?A1F)等。延時符（一）概述2.來源氟廣泛存在于自然界中，各類水體中都含有一定量的氟化物。工業(yè)生產(chǎn)過程中用到氟及化合物，如冶金、電子、水泥、玻璃等產(chǎn)品。延時符（二）測定意義氟是人體正常組成的微量元素之一，是牙齒和骨骼的重要組成成分。成人每天需攝入2~3mg氟，一般通過飲水攝入。人體攝入氟不足，可誘發(fā)齲齒，特別是嬰幼兒；但過量攝入則會發(fā)氟斑牙，嚴重時會發(fā)生氟骨癥。一般認為，飲用水氟的適宜含量為0.5~1.0mg/L中華人民共和國《生活飲用水衛(wèi)生標準（GB5749-2006）》規(guī)定了氟的上限值，即不超過1.0mg/L以（F-計）。延時符（三）氟化物的測定氟離子選擇電極法（選擇性好，操作簡單，抗干擾能力強）氟試劑分光光度法（增色法）茜素磺酸鋯比色法（褪色法）離子色譜法（準確度高，重復(fù)性好，但成本高）1.測定方法靈敏度不高，操作煩瑣，需將氟從干擾物中分離延時符2.離子選擇電極法（1）原理氟離子選擇電極的氟化鑭單晶膜對氟離子有選擇性響應(yīng)。在氟化鑭電極膜兩側(cè)的不同濃度氟溶液之間存在電位差，這種電位差通常稱為膜電位。膜電位的大小與氟化物溶液的離子活度有關(guān)。利用電動勢與氟離子活度負對數(shù)值的線性關(guān)系直接求出水樣中氟離子濃度。（三）氟化物的測定離子選擇性電極（ISE）對某種特定的離子，具有選擇性響應(yīng)。它能將溶液中特定的離子含量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電位，對溶液中的離子濃度進行測量。指示電極電極電位與溶液中待測離子活度（或濃度）呈Nernst響應(yīng)的電極稱為指示電極。參比電極是指在溫度、壓力一定的條件下，其電極電位已知，且不隨待測溶液的組成改變而改變。氟離子選擇電極是晶體均相膜電極的一種，是用電位法測量溶液中氟離子活度的指示電極。1—氟化鑭單晶膜2—內(nèi)參比溶液3—內(nèi)參比電極}4—電極插頭5—電極罩6—電極支持桿

△E=0.0591lg[F-]延時符2.離子選擇電極法標準曲線法①樣品測定吸取10.00ml水樣，加入10ml離子強度緩沖液（TISAB）于50ml燒杯中。于燒杯中放入一個絕緣攪拌子，插入氟電極和飽和甘汞電極，開動攪拌器，當電位穩(wěn)定時，讀取測定電位值。（三）氟化物的測定延時符（三）氟化物的測定2.離子選擇電極法標準曲線法②標準系列電位值的測定管號0123456氟化物標準使用液/ml0.000.200.400.601.002.003.00蒸餾水/ml10.009.809.609.409.008.007.00離子強度緩沖液/ml各加10.0ml，混勻氟化物含量0.000.200.400.601.002.003.00電位值/mv

延時符（三）氟化物的測定2.離子選擇電極法標準曲線法③計算氟化物質(zhì)量濃度(以F-計，mg/L)可直接在標準曲線上查得。延時符測定步驟示意圖插入氟離子電極和甘汞電極讀取平衡電位值10.00ml水樣或稀釋水樣于電磁攪拌器上攪拌計算結(jié)果加10ml離子強度緩沖液（三）氟化物的測定2.離子選擇電極法標準曲線法延時符（三）氟化物的測定2.離子選擇電極法標準加入法①吸取50.00ml水樣，加入50ml離子強度緩沖液（TISAB）于200ml燒杯中。于燒杯中放入一個絕緣攪拌子，插入氟電極和飽和甘汞電極，開動攪拌器，當電位穩(wěn)定時，讀取毫伏數(shù)φ1。②繼續(xù)向燒杯中加入一定體積的100μg/ml的氟標準儲備液，記錄加入的儲備液的體積數(shù)，攪拌，測定毫伏數(shù)φ2。延時符（三）氟化物的測定2.離子選擇電極法標準加入法③計算氟含量（mg/L）=延時符（三）氟化物的測定2.離子選擇電極法方法說明測定氟化物的水樣，應(yīng)用聚乙烯瓶收集和儲存；儲存試劑宜用聚乙烯瓶；因為玻璃瓶可能會溶出氟化物，使測定結(jié)果偏高。色度、渾濁度較高及干擾物質(zhì)較多的水樣可用本標準直接測定。污染嚴重的水樣，檢測前需作蒸餾處理{蒸餾時，氟以氫氟酸或氟硅酸(H2SiF4)的形式從沸點高的酸溶液中蒸出}。延時符（三）氟化物的測定2.離子選擇電極法方法說明在測定前，氟離子選擇電極最好在NaF溶液（10-3mol/L）中浸泡1~2h進行活化，再用去離子水浸泡數(shù)小時或過夜，若長期不用，宜風干后妥善保存。為消除溶液的pH對電池電動勢的影響，應(yīng)將測定水樣的pH控制在5.5～6.5。含有大量的OH-時，氟化鑭單晶薄膜與產(chǎn)生OH-產(chǎn)生離子交換作用，導(dǎo)致溶液中F-濃度增加，測定結(jié)果偏高。在酸性介質(zhì)中，H+與F-可形成HF或HF2-，降低F-濃度，使測定結(jié)果偏低。延時符（三）氟化物的測定2.離子選擇電極法方法說明總離子強度緩沖液(TISAB，TotalIonicStrengthAdjustmentBuffer)。其作用是①維持相同離子活度。保持被測溶液離子強度的穩(wěn)定性，防止因離子活度不同而產(chǎn)生的誤差；②掩蔽干擾離子的影響，緩沖液中的檸檬酸鹽能與待測溶液中的鋁和鐵離子發(fā)生配合反應(yīng)，避免鋁和鐵與氟離子本身可以形成氟配合物；③維持適宜的pH范圍。乙酸鹽緩沖液可為測定提供適宜的酸堿度環(huán)境，保證溶液在適宜的pH范圍內(nèi)；④加快反應(yīng)速度，縮短平衡時間。如10-6mol/L的F-在純水中的平衡時間需要1h，而加入離子強度緩沖溶液后僅需10min即可達到平衡。延時符（三）氟化物的測定2.離子選擇電極法方法說明測定水樣時必須調(diào)節(jié)溫度補償裝置，使標準溶液系列與水樣的測定應(yīng)保持溫度一致。測量時應(yīng)按照低濃度至高濃度的順序進行，測定前，電極在水中的電位值應(yīng)在-340mV以下待測樣品液的濃度越低，電極響應(yīng)時間越長。電極接觸待測液5min后，電極電位變化范圍小于0.5mV時，可以讀數(shù)記錄。用標準加入法分析時，加入氟標準儲備液的體積要小于0.5ml，且E1與E2應(yīng)相差30mV～40mV以內(nèi)。使用氟電極時測應(yīng)避免與硬物擦碰。若電極沾上油污，可用脫脂棉依次用酒精、丙酮輕輕擦洗，再用水沖洗。檢測完成后，須用去離子水清洗電極至本底值。延時符3.離子色譜法（1）原理水樣中待測陰離子隨碳酸鹽-重碳酸鹽淋冼液進入離子交換柱系統(tǒng)(由保護柱和分離柱組成)，根據(jù)分離柱對各陰離子的不同的親和度進行分離，已分離的陰離子流經(jīng)陽離子交換柱或抑制器系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成具高電導(dǎo)度的強酸，淋洗液則轉(zhuǎn)變?yōu)槿蹼妼?dǎo)度的碳酸。由電導(dǎo)檢測器測量各陰離子組分的電導(dǎo)率，以相對保留時間和峰高或面積定性和定量。（三）氟化物的測定延時符3.離子色譜法（2）操作步驟①開啟離子色譜儀②校準③樣品分析④結(jié)果計算（三）氟化物的測定水質(zhì)硝酸鹽氮的測定延時符1.定義硝酸鹽氮（NO-N，）是含氮有機化合物的在水體中的最終氧化產(chǎn)物，是在有氧環(huán)境中最穩(wěn)定的含氮化合物，也是含氮有機化合物經(jīng)無機化作用最終階段的分解產(chǎn)物。（一）概述延時符2.來源硝酸鹽類化肥使用；生活污水、生活垃圾、生產(chǎn)含氮廢棄物；人畜糞便的自然降解；空氣中氧化氮污染物經(jīng)降水淋溶后形成的硝酸鹽。（一）概述延時符清潔的地面水中硝酸鹽氮含量較低，受污染水體和一些深層地下水中亞硝酸鹽氮含量常常較高。飲水中硝酸鹽氮含量過高，對人體健康產(chǎn)生的不良影響與亞硝酸鹽氮相同，但在實際管理中，應(yīng)重點關(guān)注嬰幼兒的反應(yīng)，嬰幼兒是飲用水中硝酸鹽的敏感人群。世界衛(wèi)生組織（WHO）規(guī)定飲用水中硝酸鹽質(zhì)量濃度（以N計）不超過10mg/L，推薦標準為5mg/L。中華人民共和國《生活飲用水衛(wèi)生標準（GB5749-2006）》規(guī)定硝酸鹽（以N計）限值為10mg/L。（二）測定意義延時符（三）硝酸鹽氮的測定1.測定方法光光光度法離子選擇性電極法離子色譜法示波極譜法中華人民共和國國家標準《生活飲用水標準檢驗方法無機非金屬指標（GB/T5750.5-2006）》中測定硝酸鹽氮的方法是麝香草酚分光光光度法、紫外分光光光度法、鎘柱還原法和離子色譜法。延時符2.麝香草酚分光光度法原理：硝酸鹽氮和麝香草酚在濃硫酸溶液中形成硝基酚化合物，在堿性溶液中發(fā)生分子重排，生成黃色化合物，比色定量。適用范圍：生活飲用水及水源水中硝酸鹽氮的測定。（三）硝酸鹽氮的測定延時符3.紫外分光分光光度法原理：利用硝酸鹽在220nm波長具有紫外吸收和在275nm波長不具吸收的性質(zhì)進行測定，于275nm波長測出有機物的吸收值對測定結(jié)果進行校正。適用范圍：未受污染的天然水及經(jīng)凈化處理的生活飲用水及其水源水。（三）硝酸鹽氮的測定水質(zhì)亞硝酸鹽氮的測定延時符（一）概述1.定義亞硝酸鹽氮是指亞硝酸鹽（NO2-）中的氮。在水中不穩(wěn)定，在氧和微生物的作用下易被氧化成硝酸鹽，在缺氧條件下也可被還原為氨。2.來源糞、尿、污水在水中分解產(chǎn)生氨，氨被氧化成亞硝酸鹽；在溶解氧含量較少的水中，硝酸鹽被還原為亞硝酸鹽氮。延時符水中如檢出亞硝酸鹽氮，可以證明水中有機物分解正在進行，水體正在凈化，污染的危險性依然存在。水中亞硝酸鹽氮是含氮有機物分解的中間產(chǎn)物，所以測定水中亞硝酸鹽氮可反映水體被有機物污染及凈化的程度?！渡铒嬘盟l(wèi)生標準（GB5749-2006）》中生活飲用水中亞硝酸鹽的限量值為1mg/L（二）測定意義延時符（三）測定方法離子色譜法氣相色譜法極譜法分光光度法靈敏、選擇性強適用于測定各類水簡便、快速、干擾小連續(xù)測定較清潔水的多種陰離子延時符重氮化偶合分光光度法原理在pH=1.7以下，水中亞硝酸鹽與對氨基苯磺酰胺發(fā)生重氮化反