实验报告
啦啦啦
一、实验测定方法
在水体中，有机氮和无机氮化物含量增加，消耗溶解氧，使水体质量恶化。磷类物质含量过量造成澡类过度繁殖，使水质透明度降低，水质变坏。因此，总氮、总磷是衡量水质的重要指标。总氮(TN)和总磷(TP)是《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的基本项目,是地表水体富营养化的重要指标,其标准分析方法分别为碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法(GB11894-89)和过硫酸钾消解钼酸铵分光光度分光光度法(GB11893-89)。
水质总氮的测定 ——碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法
1. 目的
总氮是地面水，地下水含亚硝酸盐氨、硝酸盐氮、无机铵盐、溶解态氨及在消解条件下碱性溶液中可水解的有机氮及含有悬浮颗粒物中的氮的总和。水体总氮含量是衡量水质的重要指标之一。本方法适用于地面水和地下水含氮总量的测定。
2. 测定原理
过硫酸钾是强氧化剂，在60℃以上水溶液中可进行如下分解产生原子态氧：
K2S2O8+ H2O→2 KHSO4+ [O]
分解出的原子态氧在120～140℃高压水蒸气条件下可将大部分有机氮化合物及氨氮、亚硝酸盐氮氧化成硝酸盐。以CO(NH2)2代表可溶有机氮合物，各形态氧化示意式如下：
CO(NH2)2+ 2NaOH + 8[O]→2NaNO3+ 3H2O + CO2
(NH4)2SO4+ 4NaOH + 8[O] →2NaNO3+ Na2SO4+ 6H2O
2NaNO2+ [O] → NaNO3
硝酸根离子在紫外线波长220nm有特征性的最大吸收，而在275nm波长则基本没有吸收值。因此，可分别于220和275nm处测出吸收光度。A220及A275按下式求出校正吸光度A：
A＝A220－2A275 （1）
按A的值查校准曲线并计算总氮（以NO3－N）含量。
3. 试剂
3.1无氮化合物的纯水
3.2氢氧化钠溶液20.0g/L：称取2.0g氢氧化钠（NaOH， A.R），溶于纯水中，稀释至100mL。
3.3碱性过硫酸钾溶液： 称取40g过硫酸钾（K2S2O8A.R），另称取15g氢氧化钠（NaOH，A.R）溶于纯水中并稀释至1000mL，溶液存贮于聚乙烯瓶中最长可保存一周。
3.4 盐酸溶液（1+9）HCl (A.R) （1+9）
3.5 硝酸钾标准溶液CN＝100mg/L：硝酸钾（KNO3A.R）在105-110℃烘箱中烘干3小时，于干燥器中冷却后，称取0.7218g溶于纯水中，移至1000 mL容量瓶中，用纯水稀释至标线在0～10℃保存，可稳定六个月。
3.6 硝酸钾标准使用液CN＝10mg/L 用CN＝100mg/L溶液稀释10倍而得，使用时配制。
3.7 硫酸溶液（1+35）：H2SO4(A.R) （1+35）
4. 仪器和设备
紫外分光光度计及10nm石英比色皿。
医用手提式蒸气灭菌器或家用压力锅（压力为1.1-1.4kg/cm2），锅内温度相当于120-124℃。
具玻璃磨口塞比色管，25mL。 纱布和棉线
5 样品
5.1 采样 在水样采集后立即放入冰箱中或低于4℃下保存，但不得超过24小时。水样放置时间较长时，可在1000mL水中加入约0.5 mL硫酸（ρ＝1.84g/mL），酸化到pH=2,并尽快测定。
5.2 试样的制备
取样品（5.1）用氢氧化钠溶液（3.2）或硫酸溶液（3.7）调节到pH5－9。如果试验不含悬浮物按（6.1.2）步骤测定，试样含有悬浮物则按（6.1.3）步骤测定。
6 分析步骤
6.1 测定
6.1.1 用吸管取10.00ml试样（CN超过0.1mg时可减少取样量并加入纯水至10ml）于比色管中。
6.1.2 试样不含悬浮物时，按下列步骤进行。
a. 加入5ml碱性过硫酸钾溶液（3.3），上塞并用纱布和线包扎紧，以防弹出。
b. 将盛有试样的比色管置于医用高压蒸气灭菌器中，加热，使压力表指针到1.1－1.4kg/cm2，此时温度达120－140℃后开始计时，或将比色管置于家用高压锅中，热至顶压阀吹气时计时，保持半个小时。
c. 冷却至室温，取出比色管。
d. 加盐酸（3.4）1ml，用纯水稀释至标线，混匀。
e. 移取部分溶液至石英比色皿中，在紫外分光光度计上，以纯水作参比，分别在波长220和275nm处测定吸光度，并用（1）式计算出校正吸收度A。
6.1.3 试样含悬浮物时，先按上述6.1.2中a至d步骤进行。然后澄清后，移取上述清液同6.1.2 e步骤测定。
6.2 空白试验
空白试验除以10mL纯水代替样品外，采用与6.1.2完全一致的步骤进行。空白试验的A值不超过0.03。
6.3 校准
6.3.1 校准系列的配置
a. 用分度管向一组比色管分别加入硝酸盐标准溶液（3.6）0.0、0.50、1.00、2.50、5.00、7.50、10.00mL，加纯水稀释至10.00mL。
b. 按6.1.2 a至e步骤进行测定。 6.4 标准曲线的绘制
标准溶液及空白溶液在220和275nm处测得的吸光值按下列公式计算 AS＝AS220－2AS275 (2)
Ab＝Ab220－2Ab275 (3)
Ar＝As－Ab (4)
AS220——标准溶液在220nm波长的吸收光度。 AS275——标准溶液在275nm波长的吸收光度。
Ab220——空白（零浓度）溶液在220nm波长的吸收光度。Ab275——空白（零浓度）溶液在275nm波长的吸收光度。
用A值与相应的NO3－－N含量（ug）绘制校准曲线或用有相关统计功能的计数器进行相关回归统计。
7. 结果表
按式（1）计算得试样校正吸收光度A在校正曲线上或由计数器相关回归统计中查出相应的总氮ug数，总氮含量CN（mg/L）按下式计算。
CN＝m/V (5) m——试样测出含氮量ug； V——测定用试样体积，mL。
8. 注意问题
8.1 溶解性有机物对紫外光有较强的吸收，虽使用了双波长测定扣除法以校正，但不同样品其干扰强度和特性不同，“2A275”校正值仅是经验性的，有机物中氮未能完全转化为NO3－－N对测定结果有影响也使“2A275”值带有不确定性。样品消化完全者，2A275值接近于空白值。
8.2 溶液中许多阳离子和阴离子对紫外光都有一定的吸收，其中碘离子相对于总氮含量的2.2倍以上，溴离子相对于总氮含量的3.4倍以上有干扰。
8.3 评价标准，无机氮评价标准。总氮与凯氏氮不同样品中NO3－－N含量差异较大时其值亦有较大差异。仅列出凯氏氮作评价标准。
总磷的测定----钼酸铵分光光度法
1 用过硫酸钾（或硝酸－高氯酸）为氧化剂，将未经过滤的水样消解，用钼酸铵分光光度测定总磷的方法。
总磷包括溶解的、颗粒的、有机的和无机磷。
本标准适用于地面水、污水和工业废水。
取25mL试料，本标准的最低检出浓度为0.01mg/L，测定上限为0.6mg/L。
在酸性条件下，砷、铬、硫干扰测定。
2 原理
在中性条件下用过硫酸钾（或硝酸－高氯酸）使试样消解，将所含磷全部氧化为正磷酸盐。在酸性介质中，正磷酸盐与钼酸铵反应，在锑盐存在下生成磷钼杂多酸后，立即被抗坏血酸还原，生成蓝色的络合物。
3 试剂
本标准所用试剂除另有说明外，均应使用符合国家标准或专业标准的分析试剂和蒸馏水或同等纯度的水。
3.1 硫酸(H2SO4)，密度为1.84g/mL。
3.2 硝酸(HNO3)，密度为1.4g/mL。
3.3 高氯酸(HClO4)，优级纯，密度为1.68g/mL。
3.4 硫酸(H2SO4)，1：1。
3.5 硫酸，约c(1/2H2SO4)＝1mo1/L：将27mL硫酸(3.1)加入到973mL水中。
3.6 氢氧化钠(NaOH)，1mo1/L溶液：将40g氢氧化钠溶于水并稀释至1000mL。
3.7 氢氧化钠(NaOH)，6mo1/L溶液；将240g氢氧化钠溶于水并稀释至1000mL。
3.8 过硫酸钾，50g/L溶液：将5g过硫酸钾(K2S2O8)溶解干水，并稀释至100mL。
3.9 抗坏血酸，100g/L溶液：溶解10g抗坏血酸(C6H8O6)于水中，并稀释至100mL。
此溶液贮于棕色的试剂瓶中，在冷处可稳定几周。如不变色可长时间使用。
3.10 钼酸盐溶液：溶解13g钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]于100mL水中。溶解0.35g酒石酸锑钾[KSbC4H4O7· 1 H2O]于100mL水中。在不断搅拌下把钼酸铵溶液徐徐加到300mL硫酸(3.4)中，加酒石酸锑钾溶液并且混合均匀。
此溶液贮存于棕色试剂瓶中，在冷处可保存二个月。
3.11 浊度-色度补偿液：混合两个体积硫酸(3.4)和一个体积抗坏血酸溶液(3.9)。使用当天配制。
3.12 磷标准贮备溶液：称取0.2197±0.001g于110℃干燥2h在干燥器中放冷的磷酸二氢钾(KH2PO4)，用水溶解后转移至1000mL容量瓶中，加入大约800mL水、加5mL硫酸(3.4)用水稀释至标线并混匀。1.00mL此标准溶液含50.0μg磷。
本溶液在玻璃瓶中可贮存至少六个月。
3.13 磷标准使用溶液：将10.0mL的磷标准溶液(3.12)转移至250mL容量瓶中，用水稀释至标线并混匀。1.00mL此标准溶液含2.0μg磷。
使用当天配制。
3.14 酚酞，10g/L溶液：0.5g酚酞溶于50mL95％乙醇中。
4 仪器
实验室常用仪器设备和下列仪器。
4.1 医用手提式蒸汽消毒器或一般压力锅(1.1～1.4kg/cm2)。
4.2 50mL具塞(磨口)刻度管。
4.3 分光光度计。
注：所有玻璃器皿均应用稀盐酸或稀硝酸浸泡。
5 采样和样品
5.1 采取500mL水样后加入1mL硫酸(3.1)调节样品的pH值，使之低于或等于1，或不加任何试剂于冷处保存。
注：含磷量较少的水样，不要用塑料瓶采样，因易磷酸盐吸附在塑料瓶壁上。
5.2 试样的制备：
取25mL样品(5.1)于具塞刻度管中(4.2)。取时应仔细摇匀，以得到溶解部分和悬浮部分均具有代表性的试样。如样品中含磷浓度较高，试样体积可以减少。
6 分析步骤
6.1 空白试样
按(6.2)的规定进行空白试验，用水代替试样，并加入与测定时相同体积的试剂。
6.2 测定
6.2.1 消解
6.2.1.1 过硫酸钾消解：向(5.2)试样中加4mL过硫酸钾(3.8)，将具塞刻度管的盖塞紧后，用一小块布和线将玻璃塞扎紧(或用其他方法固定)，放在大烧杯中置于高压蒸汽消毒器(4.1)中加热，待压力达1.1kg/cm2，相应温度为120℃时、保持30min后停止加热。待压力表读数降至零后，取出放冷。然后用水稀释至标线。
注：如用硫酸保存水样。当用过硫酸钾消解时，需先将试样调至中性。
6.2.1.2 硝酸-高氯酸消解：取25mL试样(5.1)于锥形瓶中，加数粒玻璃珠，加2mL硝酸(3.2)在电热板上加热浓缩至10mL。冷后加5mL硝酸(3.2)，再加热浓缩至10mL，放冷。加3mL高氯酸(3.3)，加热至高氯酸冒白烟，此时可在锥形瓶上加小漏斗或调节电热板温度，使消解液在锥形瓶内壁保持回流状态，直至剩下3～4mL，放冷。加水10mL，加1滴酚酞指示剂(3.14)。滴加氢氧化钠溶液(3.6或3.7)至刚呈微红色，再滴加硫酸溶液(3.5)使微红刚好退去，充分混匀。移至具塞刻度管中(4.2)，用水稀释至标线。
注：
①用硝酸-高氯酸消解需要在通风橱中进行。高氯酸和有机物的混合物经加热易发生危险，需将试样先用硝酸消解，然后再加入硝酸-高氯酸进行消解。
②绝不可把消解的试作蒸干。
③如消解后有残渣时，用滤纸过滤于具塞刻度管中，并用水充分清洗锥形瓶及滤
纸，一并移到具塞刻度管中。
④水样中的有机物用过硫酸钾氧化不能完全破坏时，可用此法消解。
6.2.2 发色
分别向各份消解液中加入1mL抗坏血酸溶液(3.9)混匀，30s后加2mL钼酸盐溶液(3.10)充分混匀。
注：
①如试样中含有浊度或色度时，需配制一个空白试样(消解后用水稀释至标线)然后向试料中加入3mL浊度-色度补偿液(3.11)，但不加抗坏血酸溶液和钼酸盐溶液。然后从试料的吸光度中扣除空白试料的吸光度。
②砷大于2mg/L干扰测定，用硫代硫酸钠去除。硫化物大于2mg/L干扰测定，
通氮气去除。铬大于50mg/L干扰测定，用亚硫酸钠去除。
6.2.3 分光光度测量
室温下放置15min后，使用光程为30mm比色皿，在700nm波长下，以水做参比，测定吸光度。扣除空白试验的吸光度后，从工作曲线(6.2.4)上查得磷的含量。
注：如显色时室温低于13℃，可在20～30℃水花上显色15min即可。
6.2.4 工作曲线的绘制
取7支具塞刻度管(4.2)分别加入0.0，0.50，1.00，3.00，5.00，10.0，15.0mL磷酸盐标准溶液(3.14)。加水至25mL。然后按测定步骤(6.2)进行处理。以水做参比，测定吸光度。扣除空白试验的吸光度后，和对应的磷的含量绘制工作曲线。
7 结果的表示
总磷含量以C(mg/L)表示，按下式计算：
C=m/v
式中：m——试样测得含磷量，μg；
V——测定用试样体积，mL。
8 精密度与准确度
8.1 十三个实验室测定(采用6.2.1.1消解)含磷2.06mg/L的统一样品。
8.1.1 重复性
实验室内相对标准偏差为0.75％。
8.1.2 再现性
实验室间相对标准偏差为1.5％。
8.1.3 准确度
相对误差为＋1.9％。
8.2 六个实验室测定(采用6.2.1.2消解)含磷量2.06mg/L的统一样品。
8.2.1 重复性
实验室内相对标准偏差为1.4％。
8.2.2 再现性
实验室间相对标准偏差为1.4％。
8.2.3 准确度
相对误差为1.9％。
质控样品主要成分是乙氨酸(NH2CH2COOH )和甘油磷酸钠。
磷酸盐的测定---钼锑抗分光光度法
一．实验原理
1.水中磷的测定，通常按其存在的形式不同，分别测定总磷、溶解性正磷酸盐和可溶性总磷酸盐。
2.钼锑抗分光光度法的原理
PO43-+ 钼酸盐 + 抗坏血酸
蓝色络合物（磷钼蓝）
二．实验步骤
水样的测定
将水样＋蒸馏水至50mL+1mL抗坏血酸混匀，30s后+2mL钼酸盐充分混匀，放置15min显色。用10mm比色皿，于700nm波长处，以零浓度溶液为参比，测量吸光度。从校准曲线上查出含磷量。
三．数据处理
C(PO43-,mg/L)= mx/ V
mx— 由校准曲线查得的磷含量（μg）
V — 水样体积（mL）
四．注意事项
1.如试样中浊度或色度影响测量吸光度时，需做补偿校正。
2.室温低于13℃时，可在20～30℃水浴中，显色15min。
3.操作所用的玻璃器皿，可用1+5的盐酸浸泡2h，或用不含磷酸盐的洗涤剂刷洗。
4.比色皿用后应以稀硝酸或铬酸洗液浸泡片刻，以除去吸附的磷钼蓝显色物。
5.10%抗坏血酸为棕玻4度，颜色变黄弃用，钼酸盐为棕玻4度。
水质硝酸盐氮的测定紫外分光光度法（试行）
1 适用范围
本标准适用于地表水、地下水中硝酸盐氮的测定。方法最低检出质量浓度为0.08mg/L，测定下限为0.32mg/L，测定上限为4mg/L。
2 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。
3 试剂
本标准所用试剂除另有注明外，均为符合国家标准的分析纯化学试剂；实验用水为新制备的去离子水。
3.1 氢氧化铝悬浮液：溶解125g 硫酸铝钾[KAL(SO4)2·12H2O]或硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2·12H2O]于1000mL水中，加热至60℃，在不断搅拌中，徐徐加入55mL 浓氨水，放置约1h后，移入1000mL量筒内，用水反复洗涤沉淀，最后至洗涤液中不含硝酸盐氮为止。澄清后，把上清液尽量全部倾出，只
留稠的悬浮液，最后加入100mL 水，使用前应振荡均匀。
3.2 硫酸锌溶液:10％硫酸锌水溶液。
3.3 氢氧化钠溶液：c(NaOH)＝5mol/L。
3.4 大孔径中性树脂:CAD-40或XAD-2型及类似性能的树脂。
3.5 甲醇：分析纯。
3.6 盐酸：c(HCL)＝1mol/L。
3.7 硝酸盐氮标准贮备液：称取0.722g 经105～110 ℃干燥2h的优级纯硝酸钾（KNO3）溶于水，移入1000mL 容量瓶中，稀释至标线，加2mL 三氯甲烷作保存剂，混匀，至少可稳定6个月。该标准贮备液每毫升含0.100mL 硝酸盐氮。
3.8 0.8％氨基磺酸溶液：避光保存于冰箱中。
4 仪器
4.1 紫外分光光度计。
4.2 离子交换柱（14cm，装树脂高5～8cm）。
5 干扰的消除
溶解的有机物、表面活性剂、亚硝酸盐氮、六价铬、溴化物、碳酸氢盐和碳酸盐等干扰测定，需进行适当的预处理。本法采用絮凝共沉淀和大孔中性吸附树脂进行处理，以排除水样中大部分常见有机物、浊度和Fe3+、Cr6+对测定的干扰。
6 步骤
6.1 吸附柱的制备：新的大孔径中性树脂（3.4）先用200mL水分两次洗涤，用甲醇（3.5）浸泡过夜，弃去甲醇（3.5），再用40mL 甲醇（3.5）分两次洗涤，然后用新鲜去离子水洗到柱中流出液滴落于烧杯中无乳白色为止。树脂装入柱中时，树脂间绝不允许存在气泡。
6.2 量取200mL 水样置于锥形瓶或烧杯中，加入2mL 硫酸锌溶液（3.2），在搅拌下滴加氢氧化钠溶
液（3.3），调至pH为7。或将200mL 水样调至pH为7后，加4mL 氢氧化铝悬浮液（3.1）。待絮凝胶团下沉后，或经离心分离，吸取100mL 上清液分两次洗涤吸附树脂柱，以每秒1至2滴的流速流出，各个样品间流速保持一致，弃去。再继续使水样上清液通过柱子，收集50mL于比色管中，备测定用。树脂用150mL水分三次洗涤，备用。树脂吸附容量较大，可处理50～100个地表水水样，应视有机物含量而异。使用多次后，可用未接触过橡胶制品的新鲜去离子水作参比，在220nm和275nm波长处检验，测得吸光度应接近零。超过仪器允许误差时，需以甲醇（3.5）再生。
6.3 加10mL 盐酸溶液（3.6），0.1mL 氨基磺酸溶液（3.8）于比色管中，当亚硝酸盐氮低于0.1mg/L时，可不加氨基磺酸溶液（3.8））。
6.4 用光程长10mm石英比色皿，在220nm和275nm波长处，以经过树脂吸附的新鲜去离子水50mL加1mL盐酸溶液（3.6）为参比，测量吸光度。
6.5 校准曲线的绘制：于5个200mL容量瓶中分别加入0.50、1.00、2.00、3.00、4.00mL硝酸盐氮标准贮备液（3.7），用新鲜去离子水稀释至标线，其质量浓度分别为0.25、0.50、1.00、1.50、2.00mg/L硝酸盐氮。按水样测定相同操作步骤测量吸光度。
7 结果的计算
硝酸盐氮的含量按下式计算:A校=A220-2A275
式中：A220———220nm波长测得吸光度；
A275———275nm波长测得吸光度。
求得吸光度的校正值（A校）以后，从校准曲线中查得相应的硝酸盐氮量，即为水样测定结果（mg/L）。水样若经稀释后测定，则结果应乘以稀释倍数。
8 精密度和准确度
四个实验室分析含180mg/L 硝酸盐氮的统一标准样品，实验室内相对标准偏差为2.6％；实验室间总相对标准偏差为5.1％；相对误差为1.1％。