纳氏试剂检测氨氮影响因素的研究.doc

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1、河北理工大学 毕业论文摘要目 录中文摘要I英文摘要II1引言12 综述22.1 氨氮简介及氨氮废水的产生22.2 氨氮废水的污染现状32.3 氨氮废水的主要危害和影响42.4 含氮污、废水的污染控制措施52.4 氨氮废水的治理目的和意义62.5治理前景及要求62.6常用氨氮废水处理法及其分类72.7 常用氨氮废水监测法及其分类：92.8 氨氮污染物分析方法的最新进展112.9 纳氏试剂比色法测氨氮的优缺点113实验设计133.1 实验内容133.2 实验目的和意义133.3 实验方案133.4 实验试剂和仪器143.5 实验设计144 实验结果与讨论184.1 氨氮的标准曲线184.2 显色时

2、间对实验的影响184.3 pH对实验的影响194.4 显色温度对实验的影响204.5 南湖水氨氮浓度测定结果204.6 其他215 结论与建议225.1 本文结论225.2 本文建议22参考文献23谢 辞24河北理工大学 毕业论文摘要摘 要目前我国水污染十分严重，特别是未处理或处理不完全的含氮废水的任意排放给环境造成了极大的危害。氨氮废水处理已经引起全球环保领域的重视，近年来，我国也在氨氮废水处理方面开展了较多的研究并不断出现新的技术。依据模拟水提供的原始数据，进行了纳氏试剂比色法测氨氮废水中影响因素的横向比较。纳氏试剂比色法是测定水中氨氮的国家标准法，该法具有操简单、灵敏的优点。但在实际工作

3、中有许多因素影响纳氏试剂比色法对水中氨氮的测定结果。通过比较发现用纳氏试剂比色法测水中的氨氮，显色时间、显色温度、显色pH值等对分析结果影响很大，根据实验对上述因素等对纳氏试剂比色法测氨氮的因素的进行了探讨。其结果发现：最佳的显色时间在10到25分钟。最佳的显色温度为20到25，最佳的水样pH值为68，最佳显色pH是11.812.4。并通过得出的这些结论在最合适的操作条件下监测南湖废水中氨氮的浓度为4.35mg/L。关键词：纳氏试剂，吸光度，影响因素，氨氮25AbstractAt present, Our countrys water pollution is very serious, Es

4、pecially the arbitrary discharge of nitrogen wastewater untreated or not completely treated takes great harm to the environment .Ammonia wastewaters treatment has attracted global attention of environmental protections in recent years. Our country has carried out more research on ammonia wastewater

5、treatment and new technologies are emerging. Based on the raw data provided by water simulation, this paper made horizontal comparison with factors in determining ammonia wastewater by Nesslers reagent methd. Nesslers reagent of ammonia nitrogen is the national standard method.The method is simple a

6、nd sensitive in operating . But in actual production ,there are many factors that affect the result .It is found that the color time, color temperature, color analysis of pH value have great influence on the result by comparison.This paper studied the factors that affect the determination of ammonia

7、 nitrogen according to the experiments. The results showed that: the best color time of 10 to 25 minutes, the best color temperature of 20 to 25 , the best water pH of 7, the best color pH of 11.8 to 12.4. we came to these conclusions that the most appropriate operating conditions to monitor the con

8、centration of ammonia nitrogen wastewater of South Lake was 4.35mg / L. Keywords: Nesslers reagent, Absorbance, Influencing factors, Ammonia nitrogen河北理工大学 毕业论文正文1引言近年来，随着城市人口的日益膨胀和工农业的不断发展，水环境污染事故屡屡发生，。水体生物特别是鱼类对非离子氨较敏感。为保护淡水水生生物，水中非离子氨的浓度应低于0.02mg/l。人体如吸入浓度0.1mg/l的氨气体时，会造成急性死亡1。同时许多湖泊和水库因氮、磷的排放造成水

9、体富营养化，严重威胁到人类的生产生活和生态平衡。氨氮是引起水体富营养化的主要因素之一2。所谓水溶液中的氨氮是游离氮（或称非离子氮、NH3）或离子氮（NH4+）形态存在的氮，水中氨氮的来源主要为生活污水的含氮有机物受到微生物作用的分解产物，肥厂、发电厂、水泥厂等化工厂向环境中排放含氨的气体、粉尘和烟雾的工业废水和氮肥流失和农田径流中植物性营养物进入水体的农业面源污染。目前，我国环境检测氨氮的主要方法有纳氏试剂比色法、靛酚蓝光度法、水杨酸分光光度法、电化学分析方法和仪器分析方法等。本实验测定氨氮采用的方法是纳氏试剂比色法，此法具有简单、快速、经济、效益高等优点。但显色的稳定情况对测定结果起着重要的

10、作用，随着显色时间，显色温度和pH值测定值有一定的变化。因此，本文对纳氏试剂光度法的显色时间、显色温度和pH作初步的分析。在得到最佳条件下测所取废水的氨氮含量情况。2 综述2.1 氨氮简介及氨氮废水的产生2.1.1氨氮的定义：氨氮是指水中以游离氨（NH3）和氨离子（NH4）形式存在的氮。动物性有机物的含氮量一般较植物性有机物为高。同时，人畜粪便中含氮有机物很不稳定，容易分解成氨。因此，水中氨氮含量增高时指以氨或氨离子形式存在的化合氨，当pH值偏高时，游离氮的比例较高。反之，则氨盐的比例为高3。2.1.2氨氮废水的来源从自然界氮循环可见，氨氮的来源是很广泛的，有工农业生产方面的、也有生活上的；有

11、人为因素、也有自然因素。其实，湖泊富营养化是一自然现象，即水体衰老的一种表现。随着富营养化过程，湖泊从贫营养湖富营养湖沼泽陆地，只是这种自然过程是相当长的，但人为活动加快了其过程。为了便于污染控制，将其来源归纳如下。（1）城市生活污水水中氨氮的来源主要为生活污水中含氮有机物在微生物作用下的分解产物。还有农作物生长过程中以及氮肥的使用也会产生氨氮，并随着污水排入城市的污水处理厂或直接排入水体中。城市生活污水中的氨氮主要来源于人的排泄物（尿、屎）。据估计，一人一年排泄出含量2.54.5Kg（如尿素水解的氨），禽畜屠杀场排放废水含氨量也很高，还有地面径流及雨水含氮量也很可观。其中生活氨氮排放量占70

12、%。这些排水进入生活污水处理厂，在常规二级处理厂中总氮一般去除30%，而氨氮反而增加。目前，生活污水处理率不到80%，而且几乎没有脱氮工序，因此，生活污水处理厂也成为氨氮的一处污染源。（2）农业面源污染农业氮肥流失和农田径流中植物性营养物进入水体，是导致水体富营养化的广阔面源。氮肥不能完全被植物所吸收，特别是稻田超量施肥，但植物吸收不到10%，其余流失于河道、湖泊和近海，成为富营养化的暗流。养殖业没有污染防治措施，大量含氮有机物排泄物的污水流入水体，也是重点污染源。经农业面源排放量初步估计，农村污染总氮、总磷富营养化负荷占60%左右。（3）某些工业废水，如焦化废水和合成氨化肥厂废水等。化肥厂、

13、发电厂、水泥厂等化工厂向环境中排放含氨的气体、粉尘和烟雾；随着人民生活水平的不断提高，私家车也越来越多，大量的自用轿车和各种型号的货车等交通工具也向环境空气排放一定量含氨的汽车尾气。这些气体中的氨溶于水中，形成氨氮，污染了水体4。（4）氨和亚硝酸盐可以互相转化水中的氨在氧的作用下可以生成亚硝酸盐，并进一步形成硝酸盐。同时水中的亚硝酸盐也可以在厌氧条件下受微生物作用转化为氨。2.1.3自然界中氮元素的循环与水体富营养化蛋白质形式的化合物氮对动植物都是必不可少的，可是大气中占78%氮气不能为植物所利用；自然界氮循环关键步骤是把单质氮固定为无机和有机化合物。天然闪电过程有少量单质氮转化为NO，继而与

14、氧和水反应生成HNO3，而最主要是通过生物（特别是豆科植物）固氮。硝酸盐被生物吸收转化成蛋白质、核酸等复杂有机分子化合物；然后，这些有机物又形成死的有机体残废物，被细菌等微生物分解，释放出氨，亚硝酸盐细菌再把氨转化成亚硝酸盐，接着硝酸细菌把它转化成HNO3；最后，通过反硝化细菌的脱氮作用，生成氮气返回大气，完成此循环。长期以来人们为了增产，采用向土壤直接加入有机氮肥的方法以加速自然界的氮循环，并从大气中固定氮生产氨（氮肥）来实现。通过氮肥的生产过程和田间施肥，大量含氮无机物进入水体，加之城市生活污水处理厂未加除磷（磷来自含磷洗涤剂等）、脱氮工序，排放过多氮磷营养素，使湖泊和海湾水体富营养化。所

15、谓富营养化，就是氮和磷营养素过量所引起的水质污染现象；富氮、磷使水体中藻类异常增殖，水中溶解氧迅速下降，影响鱼类等的生存，使水资源失去其使用功能，特别是影响饮用水源。我国75%湖泊出现富营养化。因此，控制氨氮的排放量应纳入节能减排的指标4。2.2 氨氮废水的污染现状据资料显示，氨氮是长江、黄河、海河和辽河的首要污染物，同时也是珠江和淮河的主要污染物。全国地表水河流控断面中氨氮劣类断面占19.2%，全部断面氨氮平均浓度为1.9毫克/升，仅达类标准水平。氨氮已超过化学需氧量成为影响地表水水环境质量的首要指标。初步测算，氨氮排放总量约相当于环境容量的4倍左右。氨氮是否纳入污染减排约束性指标，直接影响

16、水污染物减排工作的环境质量绩效5。氨氮是控制水体含氮有机物污染和保护水生态系统的一个关键水质指标。与化学需氧量一样，氨氮也会使水体发黑发臭。尤其是氨氮中的非离子氨可以引起水生生物毒害，具有致癌和致畸作用。同时氨氮可增加水体富营养化发生的几率。在全国10大流域中，除了松花江流域和西南诸河流域，氨氮都是引起水质超标的主要污染物，尤其在长江、黄河、海河和辽河、西北诸河更为突出。我国水体的氨氮污染状况日益严峻。2.3 氨氮废水的主要危害和影响2.3.1氨氮废水的主要危害未经处理或处理不完全的含氮污染物的任意排放给环境造成了极大的危害。大量氨氮的存在会消耗水体的溶解氧，引起水体的富营养化。这些水体中藻类

17、大量繁殖，频繁进行生命活动，使水体散发恶臭，还消耗水中的溶解氧，导致鱼类大量死亡。其中一些藻类蛋白质毒素通过水产生物体富集，可经过食物链使人中毒。氨氮还使给水消毒和工业循环水杀菌处理过程中增大了用氯量。氨氮对某些金属，特别是对铜具有腐蚀性。当污水回用时，再生水中微生物可以促进输水管和用水设备中微生物的繁殖，形成生物垢，堵塞管道和用水设备，并影响换热效率。我国目前有26个现行水污染物排放标准规定了氨氮控制标准值。总体来说，现行国家和地方有关氨氮的排放标准中，发布年代较早的已不能满足目前环境管理工作的要求，完善国家环境质量标准体系已经成为当务之急。其次，污水处理厂改造势在必行。我国绝大部分污水处理

18、厂缺乏控制氨氮的有效手段，通过污水处理厂化学需氧量减排协同效应并升级改造强化生活源氨氮去除效率，可以有效地减少氨氮排放。因此，一方面深挖潜力，注重提升现有设施负荷率和运营水平，另一方面，有条件改造的，要继续增加脱氮除磷的功能。同时，鼓励新建污水处理厂将去除水中总氮作为控制污染指标之一。另外，氨氮污染排放的污染结构性问题突出，化工、有色、石化、纺织等8个行业氨氮排放量占工业排放总量的85.9%。重点抓住这些重点行业，可以有效控制工业氨氮排放总量。当然，要从根本上解决氨氮污染问题，还必须把主要农业源氨氮污染逐步纳入控制。2.3.2氨氮废水的影响(1) 对人体健康的影响：水中的氨氮可以在一定条件下转

19、化成亚硝酸盐，如果长期饮用，水中的亚硝酸盐将和蛋白质结合形成亚硝胺，这是一种强致癌物质，对人体健康极为不利。(2) 对生态环境的影响：氨氮对水生物起危害作用的主要是游离氨，其毒性比铵盐大几十倍，并随碱性的增强而增大。氨氮毒性与池水的pH值及水温有密切关系，一般情况，pH值及水温愈高，毒性愈强，对鱼的危害类似于亚硝酸盐。氨氮对水生物的危害有急性和慢性之分。慢性氨氮中毒危害为：摄食降低，生长减慢，组织损伤，降低氧在组织间的输送。鱼类对水中氨氮比较敏感，当氨氮含量高时会导致鱼类死亡。急性氨氮中毒危害为：水生物表现为亢奋、在水中丧失平衡、抽搐，严重者甚至死亡。2.4 含氮污、废水的污染控制措施摸清污染

20、来源是污染控制的基础，针对不同排放源采取相应污染控制措施。对沿湖、沿江、沿海地区要进行总氮、总磷排放总量控制及排放许可证制度。2.4.1工业废水的治理高浓度含氨废水可采取蒸氨回收法，回收率95%以上，水可循环使用；采用电渗析法，回收率达99%。低浓度含氨废水可采用生化法。氮肥行业可采用反渗透法处理，闭路循环达到零排放。这样不但可以少排放大量氨氮、COD，而且每年可节省近10亿吨冷却水。2.4.2城市生活污水的处理首先是提高处理率，使城市生活污水和食品加工厂的废水都纳入二级处理厂，去掉大部分COD和部分总氮，并进一步根据水体功能区划，采取脱氮、脱磷工艺及中水利用系统，尽可能少排污水。污泥处理是一

21、大难点，必须处理利用才能减轻对水体污染。2.4.3农业面源污染的控制农业生产中氮磷和有机物的流失实际上是土壤养分流失，控制这种面源的污染和土壤肥力是一致的。要从根本上解决农村和农业面源污染系列问题，必须从农业生态系统保护着眼，打破农业增产对化肥的依赖性，依靠农业科技进步，实现农业现代化生产。要结合新农村建设，改变生产方式，建设各种专业生产基地，摆脱小农经济的束缚。当前有些工作必须提到日程上，如规模化养殖场的污染防治设施及农业废弃物的综合利用，再如，在超过5万城填人口的地方建生活污水处理厂等环境工程。2.4 氨氮废水的治理目的和意义近年来，随着城市人口的日益膨胀和工农业的不断发展，水环境污染事故

22、屡屡发生，对人、畜构成严重危害。许多湖泊和水库因氮、磷的排放造成水体富营养化，严重威胁到人类的生产生活和生态平衡。氨氮是引起水体富营养化的主要因素之一，为满足公众对环境质量要求的不断提高，国家对氮制订了越来越严格的排放标准。研究开发经济、高效的除氮处理技术已成为水污染控制工程领域研究的重点和热点。本论文主要研究工业废水、生活污水、农业废水中的氨氮的处理技术包括物化法，生物法，化学法等的处理原理，优点缺点及研究的现状并找到最适合的处理技术。现在处理氨氮的方法有很多，但是各有优缺点，因此找到一种操作简单、处理性能稳定高效、运转费用低廉。能实现污染物回收利用的高浓度氨氮废水处理技术将是今后脱氮研究的

23、重点，对高浓度氨氮废水中的氨氮的控制也具有重要的现实意义和社会意义。2.5治理前景及要求在全国10大流域中，除了松花江流域和西南诸河流域，氨氮都是引起水质超标的主要污染物，尤其在长江、黄河、海河和辽河、西北诸河更为突出。我国水体的氨氮污染状况日益严峻，如何通过目前污水处理所使用的二级普通处理技术。达到去除氨氮污染的三级环保排放目标，是我国科技自主创新迫切要解决的问题。目前国内外常用的氨氮污染处理技术存在诸多问题：氨氮吹脱工艺的效率较低，需要大量加碱和加热；化学氧化和沉淀法都需投加大量化学药剂，仅北京市每年为治理污水要投加的化学药剂就有上亿元；高浓度氨氮废水的生化处理，需大量加碱以提高碱度：硝化

24、细菌的活性在低温条件下受到抑制，处理速率显著降。增温又需大量能源。我国氨氮污染量大面广，在点源和面源污染方面，都需要研究和发展更经济、高效的氨氮处理技术。目前，我国高新技术的发展与积累、对水环境污染的关注，为氨氮废水处理的发展提供了技术基础和机遇。2.6常用氨氮废水处理法及其分类国内外对氨氮废水处理方法主要分为两类：物理化学法和生物法。主要方法虽各有特点，但也有一定的局限性，或是不同程度的存在着设备投资大，能耗高，运行费用高，或是废水中的氨氮不能回收利用，造成二次污染等。氨氮处理技术的选择主要取决于水的性质、要求效果和经济性，国内多采用物理化学法，国外以生物法或二者联合工艺为主7。2.6.1物

25、理化学方法吹脱法8。吹脱法分为空气吹脱法和蒸汽吹脱法，是将废水pH值调节至碱性，然后在填料塔中通入空气或蒸汽，通过气液接触将废水中的游离氨吹脱至大气或蒸汽中，使氨氮从液相转移到气相。影响吹脱效率的因素比较多。通过大量的试验发现：pH值、温度、气液比（吹气量）和吹脱时间是影响吹脱效率的4个主要因素。在pH值为10.511.0、水浴温度5060、气液比为2800132001 和吹脱时间为2h的试验条件下，钨冶炼萃取余液废水中的氨氮吹脱效率可达到98%以上吸附法9。吸附法是利用吸附剂很大的总比表面积和很强的吸附能力，将废水中的金属离子、有机物牢固地吸附在吸附剂表面，从而使废水得到净化。利用天然沸石和

26、氯化钠再生处理后的沸石对煤气厂焦化废水进行了实验，氨氮去除率可达42.8%，单位沸石的氨氮去除最平均为2.63mg/g。用改型后的沸石（如钠型沸石），还可有效提高氨氮去除率。Konjshi10等介绍了利用沸石作为吸附柱填料，吸附废水中的氨氮，氨氮质量浓度为15mg/L，流量为480ml/min，停留时间为7min，出水中氨氮未检出。膜吸收法。膜吸收过程是一种将膜分离和吸收相结合而出现的新型膜过程。膜吸收法处理含氨废水的原理为:疏水性膜（聚丙烯、聚四氟乙烯、偏聚氟乙烯和乳状液膜等）把含氨废水和吸收液分隔于膜两侧，通过调节废水的pH值，使废水中离子态的NH4+转变为分子态的挥发性NH3。在膜两侧N

27、H3的分压差的推动下，使NH3从废水中向吸收液转移来降低废水中氨氮的含量。折点加氯法。是将氯气通入水中，其投加量达到某一值（点），在该点水中游离氯含量最低而氨的浓度将为零，当氯气通入量超过该点时，水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。折点氯化的原理为氯气与氨反应生成无害的氮气。需氯量取决于氨氮浓度，两者质量比为7.6:1。为了保证完全反应，一般氧化1mg氨氮，需加9mg10mg的氯气。pH值在67时为最佳反应区，接触时间为0.5h2.0h氯化法的处理效率达到90%100%，处理效果稳定，不受水温影响，投资较少，单运转费用高，副产品氯胺和氯代有机物会造成二次污染11

28、。化学沉淀法12。主要原理是通过向废水中投加某种化学药剂，使之与废水中的某些溶解性污染物质发生反应，形成难溶盐沉淀下来，从而降低水中溶解性污染物浓度的方法。目前，研究最多的是向废水中添加含有Mg2+和PO42-的药剂。离子交换法。离子交换法实际上是利用不溶性离子化合物（离子交换剂）上的可交换离子与溶液中的其它同性离子（NH4+）发生交换反应，从而将废水中的NH4+牢固地吸附在离子交换剂表面，达到脱除氨氮的目的。离子交换剂的特点是对离子的选择性13。2.6.2生物方法目前，国内外对氨氮废水实际处理中用的较成熟的处理方法是传统的前置反硝化生物脱氮，如A/O、A2/O工艺等,其基本原理是首先将废水中

29、的NH3N转化为NO2-N，再氧化为NO3-N，然后再将NO3-N转化为NO2-N，最终转化为氮气。A/O和A2/O两种工艺都是在传统活性污泥基础上发展来的，与传统活性污泥相比，不仅能使水中BOD5达标排放，而且对废水中COD和氨氮也能在一定程度上进行处理。A2/O工艺较A/O工艺一个明显的特点是增加了一个厌氧阶段，厌氧阶段主要是水解酸化过程14。目前还有一些其他新型的脱氮工艺如SHARON15等，这些工艺都是缩短了氮素的转化过程，这些对氨氮进行专一性降解的微生物菌种的开展和利用有很大的前景。2.7 常用氨氮废水监测法及其分类：2.7.1分光光度法纳氏试剂法：碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反映生

30、成淡红棕色胶态化合物，其色度与氨氮含量成正比，通常可在波长410425nm范围内测其吸光度，计算其含量。本法最低检出浓度为0.025mg/L(光度法)，测定上限为2mg/L。采用目视比色法，最低检出浓度为0.02mg/L。水样做适当的预处理后，本法可用于地面水，地下水，工业废水和生活污水中氨氮的测定。靛酚蓝光度法：被测物水样中的NH4+，在强碱性介质中与次氯酸盐和苯酚反应，生成水溶性染料靛酚蓝，其深浅与溶液中的氨氮含量呈正比，线性范围为0.050.5mg/l之间。最大吸收波长为625nm，适用于氨氮含量较少的水中监测。水杨酸分光光度法其原理是在亚硝基铁氰化钠存在下，铵与水杨酸盐和次氯酸盐反应生

31、成蓝色化合物，在697nm处比色测定。本方法的最低检出浓度为0.01mg/L，氨氮检测上限浓度可达1mg/L。2.7.2电化学分析方法氨气敏电极法原理是氨气敏电极以平头pH玻璃电极为指示电极，以银氯化银为参比电极形成一组电极对，一并置于盛有0.1mg/L的氯化氨内充液的塑料套管中。套管底部有一仅氨气可以通过的疏水微孔透气膜。氨气进入内充液后，反应如下：NH3+H2O=NH4+OH-，结果内充液的pH值随氨的进入而增高，使玻璃电极电位发生变化。当溶液离子强度、酸度、性质恒定，电极参数恒定条件下，测得溶液的电位值与氨浓度符合能斯特方程。吹脱电导法其原理是将氨离子变成氨分子后，在90以气体将水样中氨

32、氮吹出，用5 mol/L硫酸吸收，吸收液电导率的变化在一定浓度范围内与氨氮吹出量成正比。测定标准样品的相对标准差和相对误差均为2.17%。该方法的精密度和准确度均较好，较适合于氨氮含量较低的天然水样品的测定，并可实现在线的仪器自动化检测。离子选择电极法离子选择电极又称离子电极。一类利用膜电位测 定溶液中离子活度或浓度的电化学传感器。这种方法省去了蒸馏、酸化等前处理步骤，水样可直接测定，操作简单，准确度和精密度好。对实际废水中氨氮进行分析，相对标准偏差为3% ，加标回收率93%97%在之间。该法灵敏度高、重现性好、干扰少。2.7.3仪器分析法凯式定氮仪凯氏定氮仪是根据蛋白质中氮的含量恒定的原理，

33、通过测定样品中氮的含量从而计算蛋白质含量的仪器。因其蛋白质含量测量计算的方法叫做凯氏定氮法，故被称为凯氏定氮仪，又名定氮仪、蛋白质测定仪、粗蛋白测定仪。色谱仪色谱分析法具有良好的分离能力和较高的灵敏度，较适合于分离分析成分比较复杂的样品，已成功地应用于各种水样中氨氮的分析。2.7.4其他分析法滴定法该法的原理是以甲基红亚甲蓝为指示剂，用酸标准溶液滴定馏出液中的氨。若水样中含有在此条件下可被蒸馏出并在滴定时能与酸反应的物质，如挥发性氨类等，则使测定结果偏高。该方法适用于高浓废水中氨氮的分析测定。蒸馏滴定法原理是调节试样的pH在6.07.4范围内，加入氧化镁使其呈微碱性，蒸馏释出的氨被接收瓶中的硼

34、酸溶液吸收。以甲基红亚甲蓝为指示剂，用酸标准溶液滴定馏出液中的氨16。2.8 氨氮污染物分析方法的最新进展本方法作为化学常规分析方法已经应用了20年，方法的制定很经典，一直被实验室广泛采用。该标准方法是比较成熟和完善的测定方法，仍适合监测系统使用。在国外发达国家，流动注射技术已应用很久，有美国、日本、荷兰、德国等国家的多个仪器公司在研制和生产流动注射分析仪。主要包括间隔流动注射和连续流动注射两大类。国内现在逐步开始推广使用此技术。它具有缩短分析时间，分析速度快，准确度、精密度高，重现性好，检出限低，检测浓度范围大，自动进样，自动稀释，操作简单，样品和试剂消耗量小等特点，并且样品全封闭蒸馏、吸收

35、和检测，减少了对环境的污染和对人体的危害，尤其在检测大批量的样品上有显著优势，是现今水质检测中比较先进的检测手段。氨氮的流动注射法是基于氨氮的分光光度法而形成的，它的原理与分光光度法基本相同，并有将手工分析的过程转变为自动化分析的特点国内现在逐步开始推广使用此技术。实验室在实际工作中更多的使用了仪器自动分析样品，大大减轻了工作量，同时节省了试剂并减少了对环境的污染，使我国的实验室分析水平和国际接轨。经查阅近年相关文献，包括标准专利网等网站文献资料中，搜索了欧洲标准、ISO标准、美国国家标准、JIS日本工业标准、法国标准化协会等现行的国际标准方法，结果发现在现行的国际标准方法中，只有20世纪80

36、年代ISO的常规分析和近年的流动注射仪器分析两类标准方法，常规分析方法一直未做改动，而仪器法越来越广泛地被应用于分析工作中，两种方式一直被检测部门共同采用。近年来，国内很多监测单位在常规分析的基础上也陆续购买了流动注射分析仪，但因为没有国家标准方法的支持，一直是以实验室内仪器和常规分析数据作比对进行样品分析。和国际情况类似，也是常规分析和仪器分析被共同采用。2.9 纳氏试剂比色法测氨氮的优缺点原GB7479-87自发布以来，在环境水质监测、污染源调查、污染源排放监督管理方面发挥了重要的作用，一直被全国的环境监测部门广泛使用。虽然该方法使用的纳氏试剂中含有对人体健康有害的有毒物质碘化汞或氯化汞，

37、但是该方法与现有的测定水中氨氮的方法相比仍然具有，试剂稳定、操作简便、灵敏度较高、选择性好等优势。 3实验设计3.1 实验内容本实验研究的内容是通过在不同的实验条件下找到纳氏试剂比色法测氨氮的最佳适合条件。实验条件主要是包括显色pH，显色时间，显色温度三个方面，通过不同的实验结果找到纳氏试剂比色法测氨氮的最好的实验条件，再根据这个条件测定来自南湖废水的氨氮含量，检测南湖的水是不是富营养化，氨氮含量是否超标。3.2 实验目的和意义本实验主要研究工业废水、生活污水、农业废水中的氨氮的处理技术包括物化法，生物法，化学法等的处理原理。优点缺点及研究的现状并找到最适合的处理技术，现在处理氨氮的方法有很多

38、，但是各有优缺点，因此找到一种操作简单、处理性能稳定高效、运转费用低廉。能实现污染物回收利用的高浓度氨氮废水处理技术将是今后脱氮研究的重点，对高浓度氨氮废水中的氨氮的控制也具有重要的现实意义和社会意义。目前测废水中氨氮的国标方法是纳氏试剂比色法，因此通过本实验掌握纳氏试剂比色法测氨氮的原理：碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反映生成淡红棕色胶态化合物，其色度与氨氮含量成正比。以及掌握影响因素主要是哪些，本实验主要是在三个因素：显色pH、显色温度、显色时间下分析比较的。通过实验掌握纳氏试剂比色法测废水中氨氮的最佳实验条件。运用得出的结论在实际废水监测中得到应用。3.3 实验方案本实验是采用纳氏试剂比色

39、法测水溶液中的氨氮浓度的方法来完成本实验的。首先设置不同的时间梯度为5min、10min、20min、25min、30min、40min、50min、60min、70min、80min观测其吸光度变化影响，找到其中最稳定时间区间。其次设置不同的pH梯度为3、4、5、6、7、8、9、10找到稳定并吸光度最大的pH值。最后是设置不同的温度梯度为15、20、25、30、35、40。从结果中找到吸光度稳定的温度区间。3.4 实验试剂和仪器3.4.1 实验试剂碘化汞(HgI2)，碘化钾(KI)，酒石酸钾钠(KNaC4H6O64H2O)，氯化铵（NH4Cl），固体氢氧化钠(NaOH)，1mol/L NaO

40、H溶液，1ml/L HCl溶液。3.4.2实验仪器表3.1实验仪器列表仪器名称生产厂家722s可见分光光度计上海棱光技术有限公司TTL-10A超纯水器北京同奈联科技发展有限公司PHS-3C pH计上海精密科学仪器有限公司DK-S28型电热恒温水浴锅上海精宏实验设备有限公司EL-2KL系列电子天平常州市天之平仪器设备有限公司ACL-210.4电子天平北京赛多利斯仪器系统有限公司DHG-9240A型电热恒温鼓风干燥箱上海恒科学仪器有限公司3.5 实验设计3.5.1 纳氏试剂的配制称取16g氢氧化纳，溶于50mL水中，充分冷却至室温。另称取7g碘化钾和10g碘化汞(HgI2)溶于水，然后将此溶液在搅

41、拌下徐徐注入氢氧化纳溶液中，用水稀释至100mL，贮于聚乙烯瓶中，密塞保存。3.5.2 酒石酸钾钠溶液的配制酒石酸钾纳溶液：称取50g酒石酸钾纳溶于100mL水中，加热煮沸以除去氨，放冷，定容至100ml。配制浓度为=500g/l。 3.5.3 氨标准贮备液和氨标准使用液的配制氨标准贮备溶液：称取3.8190g经100干燥(2h)过的优级纯氯化铵(NH4Cl)溶于水中，移入1000mL容量瓶中，稀释至标线。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。氨标准使用溶液：移取5.00mL氨标准贮备液于500mL容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。3.5.4 标准曲线的绘制吸取0，0.5，

42、1.0，2.0，3.0，4.0，5.0，7.0，8.0和10.0mL氨标准使用液分别于50mL比色管中，加水至标线，加1.0mL酒石酸钾溶液，混匀。加1.5mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，在波长420nm处，用光程10mm比色皿，以水为参比，测定吸光度。由测得的吸光度，减去零浓度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量(mg)对校正吸光度的标准曲线。根据实验数据绘制表，见表3.23.2氨氮标准曲线样品的吸光度浓度(mg/l)吸光度浓度(mg/l)吸光度0.000.0000.600.1160.100.0101.000.1870.200.0231.400.2590.300.0501.

43、800.3290.400.0752.000.3873.5.5显色时间对吸光度的影响在比色中，显色的稳定情况对测定结果影响较大。国标的方法中仅提到“放置10min后测定”在实际的分析工作中，经常由于各种原因致使比色时间延后，因此确定合理的显色时间范围显得很重要。实验步骤是，取10个大小为50mL的比色管分别标记为1.2.3.4.5.6.7.8.9.10经过冲洗并用无氨水润洗后依次放置在比色管架上，在每个比色管中分别用刻度管吸取5mL的氨标准使用液，在每个管中分别滴加无氨水至50mL的刻度线。前续工作做完后，在分别的比色管中加入1mL的配制酒石酸钾钠，片刻后在分别取1.5mL的配制纳氏试剂溶液加入

44、到比色管中，盖上比色管盖摇匀，并开始记录时间。记录测定时间梯度分别为5min、10min、20min、25min、30min、40min、50min、60min、70min、80min。取2个10mm规格的比色皿，一组取无氨水并校正好所用的722s分光光度计，在设定好的时间梯度内分别测定溶液的吸光度。得出10组不同时间的显色吸光度结果见表3.3。表3.3 显色时间与吸光度的关系时间（min）5102025304050607080吸光度（1.0mg/L）0.1990.2070.2060.2070.2110.2160.2170.2140.2090.2063.5.6 pH对吸光度的影响纳氏试剂显色反

45、应的反应式如下：NH3 + 3OH- + 2HgI42 -NH2HgIO+7I- + 2H2O从反应式可以看出，显色体系的pH对显色程度有显著影响，进而影响分析结果的准确性。加入纳氏试剂后溶液显色的pH值适宜范围为11.812.4，pH值低于11.8，反应向反方向进行，不产生显色反应，pH值高于12.4，溶液中产生大量NH2HgIO，溶液变浑而无法比色。实验步骤：取8个比色管并分别标记为1.2.3.4.5.6.7.8经过冲洗并用无氨水润洗后依次放置在比色管架上，在每个比色管中分别用刻度管吸取5mL的氨标准使用液，在每个管中分别滴加无氨水至50mL的刻度线。准备工作做完后，在分别的比色管中加入1

46、mL的配制酒石酸钾钠，片刻后在分别取1.5mL的配制纳氏试剂溶液加入到比色管中，盖上比色管盖充分摇匀显色20min后测定其吸光度，实验结果见表3.4。表3.4 pH值与吸光度的关系pH值345678910吸光度（1mg/L）0.1750.1920.1940.2030.2050.2040.195浑浊3.5.7 温度对吸光度的影响温度影响纳氏试剂与氨氮反应的速度，进而影响测定结果，因此对于纳氏试剂比色法测水中氨氮温度也起着很重要的影响作用，不同的温度对实验结果的影响不同，因此确定最适合的显色温度对纳氏试剂测氨氮的影响也很重要。实验步骤：先打开恒温水浴锅电源。加入适当的水并将温度调为15。然后取7个

47、比色管并分别标记为1.2.3.4.5.6.经过冲洗并用无氨水润洗后依次放置在比色管架上，在第一个比色管中分别用刻度管吸取5mL的氨标准使用液，在第一个管中分别滴加无氨水至50mL的刻度线。然后往比色管中加入1mL的配制酒石酸钾钠，片刻后在取1.5mL的配制纳氏试剂溶液加入到比色管中，盖上比色管盖充分摇匀然后放在比色管架上并放置在水浴锅中显色20min后测定其吸光度。然后将水浴锅的温度调为20依次将2号配制好溶液的比色法放置在水浴锅中显色20min。依次做完7组实验。实验结果见表3.5。表3.5 显色温度与吸光度的关系温度152025303540吸光度（1mg/L）0.1990.2050.2070.2020.1970.1943.5.8 所取南湖水样中氨氮含量的测定水样的预处理是取水样20ml将水样稀释5倍，装在烧杯中，用氢氧化钠或盐酸将溶液pH调节至7，将调好的水样装在200ml容量瓶中。取一支比色管，取水5ml水样滴加至比色管中，加蒸馏水至标线，加1ml酒石酸钾钠至比色管中，摇匀。加1.5ml纳氏试剂至比色管中，