三氮指标测定与水中亚硝酸盐氮的测定

1三氮指标测定重庆医科大学公共卫生学院代兴碧2011-05-162三氮指标测定主要内容一、概述(一)三氮指标的概念(二)卫生学意义(三）三氮指标的一般情况（四）三氮物质对人体健康的影响及卫生标准（五）样品的采集和保存（六）测定方法二、水中亚硝酸盐氮的测定3重点内容：水中亚硝酸盐氮的测定4三氮指标测定一、概述

(一)三氮指标的概念1.氨氮(NH3—N，ammonianitrogen)氨氮（NH3-N）即以氨（NH3

）形式存在的氮（N）。测定的是氨（NH3），但测定结果以氮的量表示出来(N,mg/L)

。5三氮指标测定2.亚硝酸盐氮(NO2－—N，nitritenitrogen)亚硝酸盐氮（NO2－-N）即以亚硝酸盐（NO2－）形式存在的氮（N）。测定的是亚硝酸盐（NO2－），但测定结果以氮的量表示出来(N,mg/L)

。3.硝酸盐氮(NO3－—N，nitratenitrogen)硝酸盐氮（NO3－-N）即以硝酸盐（NO3－）形式存在的氮（N）。测定的是硝酸盐（NO3－），但测定结果以氮的量表示出来(N,mg/L)

。6三氮指标测定（二）卫生学意义

有机物中含氮有机物最不稳定，最初进入水中时，多是复杂的有机氮形式，例如，各种蛋白质等。受微生物作用后，逐渐分解成多肽、氨基酸、氨（NH4+）、亚硝酸盐（NO2－）、硝酸盐（NO3－）。蛋白质→多肽→氨基酸→氨→亚硝酸盐→硝酸盐尿素→氨→亚硝酸盐→硝酸盐这样一个过程是有机物无机化的过程，也是河流自净的过程。在这个过程中，如果由于人畜粪便污染而存在致病微生物，也能逐渐消除。所以，测定各类含氮化合物可以了解水源被含氮有机物污染的情况，并协作了解水源自净的情况和致病微生物是否消除的情况。7三氮指标测定用三氮指标进行水质卫生学评价可参考下表：8三氮指标测定表

三种含氮化合物在水中出现的意义

NH3-N

NO2－-NNO3－-N意义

+0.05～0.5

-

0.01少

-≤1.0少

表示水新近被污染

+0.05～0.5+0.01～0.3

-≤1.0少

表示新近被污染，分解正在进行

+0.05～0.5+0.01～0.3+＞1.0多

以前被污染，已开始分解并仍有新污染

-≤0.05少+0.01～0.3-≤1.0少

水中污染物已分解，趋向自净

+0.05～0.5

-0.01少+＞1.0多

污染物分解已完成，现又有污染

-≤0.05少+0.01～0.3+＞1.0多

污染物已分解，但未完全自净,

或是硝酸盐还原成还原成亚硝酸盐

-≤0.05少-0.01少+＞1.0多

水中污染物都已分解达到了净化

-≤0.05少-0.01少-≤1.0少清洁水注：“+”表示出现。“-”表示没有出现。（二）卫生学意义9三氮指标测定(三）三氮指标的一般情况1.氨氮(NH3—N，ammonianitrogen)氨氮(NH3—N，ammonianitrogen)以游离氨(NH3，也称非离子氨)或铵盐(NH4+)的形式普遍存在于地下水及地面水中，其存在形式取决于水体的酸碱度。未受污染的地下水中氨氮含量一般低于0.2mg／L，地表水中氨氮含量比地下水高。用氯胺消毒的饮水可产生微量氨氮。由于生活污水中含氮有机物受微生物作用可产生大量氨氮，人畜粪便和某些工业废水中尿素和氨的含量很高，所以水体受生活污水、人畜粪便、以及某些工业废水污染后，氨氮浓度将明显增加。除此之外水中的亚硝酸盐在氧气不足的条件下亦可受微生物作用还原成氨，水中尿素也可转变成氨氮。10三氮指标测定2.亚硝酸盐氮(NO2－—N，nitritenitrogen)亚硝酸盐氮是含氮有机物受细菌作用分解的中间产物，在水中不稳定，在氧和微生物的作用下易被氧化成硝酸盐，在缺氧条件下也可被还原为氨。水中N02－—N的来源主要为生活污水中含氮有机物的分解和化肥、酸洗等工业废水，此外农田排水也可引入较高浓度的NO2－。未受污染地面水中亚硝酸盐氮一般低于0.1mg／L，某些地下水可能会由于地层结构的还原作用出现较高浓度的亚硝酸盐。11三氮指标测定定3.硝酸盐氮(NO3－—N，nitratenitrogen)硝酸盐氮是含含氮有机化合合物的在水体体中的最终氧氧化产物。环环境水体中硝硝酸盐的污染染来源除硝酸酸盐类化肥使使用和生活污污水、生活垃垃圾、生产含含氮废弃物与与人畜粪便等等的自然降解解过程外，空空气中氧化氮氮污染物经降降水淋溶后形形成的硝酸盐盐也是重要的的污染来源。。地表水中硝酸酸盐氮含量一一般较低，但但某些地下水水中含量很高高。12三氮指标测定定（四）三氮物物质对人体健健康的影响及及卫生标准1.氨氮对鱼类等水生生生物有毒害害作用。我国国《渔业水质标准准》、《地表水环境质质量标准》规定I~Ⅲ类水中游离氨氨的浓度不得得超过0.02mg／L,Ⅳ~Ⅴ类水不得超过过0.2mg/L。对人体健康的的影响较小，，我国《生活饮用水卫卫生规范》(2001)未规定限量指指标，世界卫生组织织和一些发达达国家规定饮饮用水中氨氮氮含量不得超超过0.5mg／L。13三氮指标测定定2.亚硝酸盐可将低铁血红红蛋白氧化成成高铁血红蛋蛋白，使之失失去输送氧的的能力。在酸性介质中中亚硝酸盐可可与二级胺类类形成致癌物物亚硝胺。反应式如下：：（仲胺）（（亚硝酸酸）亚亚硝胺14三氮指标测定定一般饮水中亚亚硝酸盐氮含含量很低，不不会对人体健健康产生影响响。某些地下下水可能会由由于地层结构构的还原作用用出现较高浓浓度的亚硝酸酸盐。我国《生活饮用水卫卫生规范》(2001)未对NO2－—N作出限量要求求。我国《地面水环境质质量标准》规定I类水中亚硝酸酸盐氮含量≤≤0.06mg／L，Ⅱ类水≤0.1mg／L；Ⅲ类水≤0.15mg／L；Ⅳ~V类水≤1.0mg／L。15三氮指标测定定3.硝酸盐氮对人健康的影影响与亚硝酸酸盐一样，因因为进入体内内的硝酸盐也也可被还原为为亚硝酸盐。。亚硝酸盐与与人体血液作作用，形成高高铁血红蛋白白，从而使血血液失去携氧氧功能，另外外可与二级胺胺类形成致癌癌物亚硝胺。。一般饮水中硝硝酸盐氮均可可检出，我国《生活饮用水卫卫生规范》(2001)规定其含量不不得超过20mg／L。16三氮指标测定定（五）样品的的采集和保存存1.用于氨氮检测测的水样需用用聚乙烯瓶或或玻璃瓶采集集。水中氨氮的稳稳定性差，一一般要求采样样后立即测定定。如不能立立即测定，须须在每升水样样加入0.8ml浓硫酸(调pH≤2)，于4℃冰箱保存，酸酸化样品应注注意防止空气气中氨的污染染。17三氮指标测定定2.亚硝酸盐氮的的水样采集可用玻璃瓶或或聚乙烯塑料料瓶，采样后后应尽快测定定，以避免细细菌将亚硝酸酸盐还原成氨氨。若不能立立即测定，可可于每升水样样中加入40mg氯化汞抑菌，，并置4℃冰箱闭光保存存，可稳定1~2d。18三氮指标测定定3.用于硝酸盐氮氮测定的水样样需用玻璃瓶或或聚乙烯瓶采采集，采样后后应尽快测定定。如不能及及时测定，为为了抑止微生生物活动对氮氮平衡的影响响，需于每升升水样中加入入0.8m1浓硫酸，并于于0~4℃保存，24h内完成测定。。19三氮指标测定定（六）测定方方法1.水中氨氮测定定方法较多。纳氏试剂光度度法是最经典的测测定方法，该该法操作简便便、灵敏度较较高，适应范范围广，但该该法需使用有有毒试剂四碘碘汞钾和强碱碱，对操作人人员和环境影影响大，现在在使用得较多多的是酚盐光度法和和水杨酸光度度法。酚盐法也是氨氨氮测定的经经典方法，国国际标准化组组织(InternationaIStand．ardOrganization，ISO)和我国已分别别将水杨酸光光度法列为推推荐方法和标标准方法。此外，水中氨氨氮测定方法法还有氨电极法、离离子色谱法、、蒸馏一滴定定法和氨氮在在线自动检测测法等。20三氮指标测定定2.水中亚硝酸盐盐氮的测定方方法主要有光度法法、离子色谱谱法和示波极极谱法等。而应用最广泛泛的是重氮化化偶合光度法法，该法简便便快速，灵敏敏度高，但色色度和浊度对对测定有干扰扰。该法是我国国水质检验标标准方法。离子色谱法简简便快速，可同时测定包包括亚硝酸根根、硝酸根、、硫酸根、氯氯离子和氟离离子等多种阴阴离子，但需需要离子色谱谱仪，分析成成本较高。示示波极谱法简简便快速，灵灵敏度高，水水样色度和浊浊度对测定基基本无干扰。。21三氮指标测定定3.水中硝酸盐氮氮的测定方法有紫外光光度法、离子子选择性电极极法、光度法法、离子色谱谱法和示波极极谱法等。我我国卫生部《生活饮用水卫卫生规范》(2001)规定的标准检检验方法是麝麝香草酚光度度法、镉柱还还原法、紫外外光度法和离离子色谱法。。22二、亚硝酸盐盐氮的测定见P951.原理2.消除干扰3.试剂的配制4.测定亚硝酸盐盐氮5.测定亚硝酸盐盐氮的有关计计算23N-（1-萘基）—乙烯二胺分光光光度法(又叫重氮化偶偶合分光光度度法)分光光度法的的方法名称一一般用显色剂剂的名称命名名1.原理在pH值1.7以下，水中亚亚硝酸盐与对对氨基苯磺酰酰胺发生重氮化反应，再再与盐酸N-（1-萘基）—乙烯二胺（又叫盐酸萘乙二胺））产生偶合反应应，生成紫红红色的偶氮染染料，比色定量。24N-（1-萘基）—乙烯二胺分光光光度法2.消除干扰有些金属离子子如铁、铅、、汞、银等含含量较高时，，

在测定中中会产生沉淀淀，二价铜离离子能催化分分解重

氮盐盐而产生干扰扰，必要时可可加入适量EDTA，使其

与上上述金属离子子形成配合物物来消除干扰扰；若水样浑浑浊或色度度较大，可加加入氢氧化铝铝悬浮液，利利用

混凝沉沉淀的原理消消除干扰。25N-（1-萘基）—乙烯二胺分光光光度法3.试剂（1）实验用水均均为无亚硝酸酸盐水。无亚亚硝酸盐水于于纯水中中加入少许高高锰酸钾晶体体，使呈红色色，再加氢氧氧化钠，使呈呈碱性，置于于全玻璃蒸馏馏器中重蒸馏馏，弃去50ml初馏液，收集集中间70%部分。

（2）0.05mol/L(1/5KMnO4)高锰酸钾溶液液称取高高锰酸钾1.6g，溶于1.2L无亚硝酸盐水水中，煮沸30min，使体积减少少至1L左右，放置过过夜，用G3型玻砂漏斗过过滤，滤液贮贮于棕色瓶中中保存。（（3）0.0500mol/L（1/2Na2C2O4）草酸钠标准准溶液称称取经105℃干燥2h的草酸钠3.3500g，溶于无亚硝硝酸盐水中，，并定容于1L容量瓶中。26N-（1-萘基）—乙烯二胺分光光光度法（4）亚硝酸盐氮标标准储备液准准确称取亚硝硝酸钠(NaNO2)1.2321g，溶于无亚硝硝酸盐水中，，并稀释至1L，加入氯仿1ml，其亚硝酸盐盐氮的浓度为为（NO－2-N，）0.25mg/ml。（5）亚硝酸盐氮氮标准应用溶溶液临用用前，将上述述贮备溶液用用无亚硝酸盐盐水稀释成1ml含0.1μgNO－2-N的标准溶液（（先稀释成1ml含50.0μgNO－2-N的中间溶液））。（6）对氨基苯磺磺酰胺溶液称称取对氨氨基苯磺酰胺胺5g，溶于350ml1+6盐酸溶液中，，用无亚硝酸酸盐水稀释至至500ml，此溶液可稳稳定数月。27N-（1-萘基）—乙烯二胺分光光光度法（7）盐酸N-（1-萘基）—乙烯二胺溶液液称取0.5g盐酸N-（1-萘基）—乙烯二胺，溶溶于500ml无亚硝酸盐水水中，贮于棕棕色瓶内，于于冰箱内保存存，可稳定数数周。如变为为深棕色，则则应重配，本本试剂有毒，，避免与皮肤肤接触或吸入入体内。（8）氢氧化铝悬悬浮液称称取化学纯硫硫酸铝钾[KAl(SO4)2·12H2O]125g,或硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2·12H2O]125g,溶于1L无亚硝酸盐水水中。加热至至60℃，缓缓加入浓浓氨水55ml，使成氢氧化化铝沉淀。充充分搅拌后静静置，弃去上上清液，反复复用无亚硝酸酸盐水洗涤沉沉淀至倾出液液无Cl－（用硝酸银检检查）为止，，最后加入无无亚硝酸盐水水30ml,使成悬浮液。。使用前振荡荡均匀。（9）磷酸28N-（1-萘基）—乙烯二胺分光光光度法4.测定亚硝酸盐盐氮（1）取水样（或或经处理后的的水样）50.0ml，置于50ml比色管中。（2）另取50ml比色管5-7支，分别加入入亚硝酸盐氮氮标准应用溶溶液0ml、0.50ml、1.00ml、2.50ml、5.00ml、7.50ml和12.50ml，加无亚亚硝酸盐盐水至50ml标线。（3）向水样样及标准准管中分分别加入入对氨基基苯磺酰酰胺溶液液1.0ml，摇匀后后，放置置2min~8min。加入盐盐酸N-（1-萘基）—乙烯二胺胺溶液1.0ml，立即混混匀，静静置10min。29N-（1-萘基）—乙烯二胺胺分光光光度法（4）显色后后，在2h内于波长长540nm处，用1cm比色皿，，以无亚亚硝酸盐盐水为参参比，测测量吸光光度。若若亚硝酸酸盐氮浓浓度低于于4μg/L时，用3cm比色皿。。（5）若水样样经处理理，则以以无亚硝硝酸盐水水代替水水样，作作全程序序空白测测定。（（6）绘制亚亚硝酸盐盐氮含量量（μg）对吸光光度(A)的校准曲曲线。将将水样样的吸光光度减去去空白的的吸光度度，再从从校准曲曲线上查查出亚硝硝酸盐氮氮含量(μg)。31N-（1-萘基）—乙烯二胺胺分光光光度法用表格概概括如下下表：见见后32标准系列列空白钟10分静置混匀，8min＿2min静置混匀1.001.001.001.001.001.001.001.001.00盐酸萘乙二胺(ml)1.001.001.001.001.001.001.001.001.00对氨基苯磺酰胺溶液(ml)？？1.000.750.500.250.100.050N氮量(μg)50ml容至水定氮酸盐亚硝用无(ml)空白液50ml样品液50ml10.007.505.002.501.000.500标准应用液1ml=0.1μg空白液样品液6543210编号33比色定量量在波长540nm处，，用1cm比色色皿，以以溶剂调调零，测测量吸光光度，记记录吸光光度值。。34注意：1.样样品的的测定和和标准系系列的测测定应同同时进行行，以尽尽量保证证实验条条件的一一致性。。2.盐盐酸萘萘乙二胺胺有毒，，勿将比比色液弄弄在手上上。35方法灵敏度和和检测上上限：本法最低低检出量量为0.05μμgNO2－-N，若若取50ml水水样测定定，则最最低检出出浓度为为0.001mg/L，测定定上限为为0.20mg/L。。365.测定亚硝硝酸盐氮氮的有关关计算（1）配制标标准溶液液的计算算（2）水样中中被测物物质含量量的计算算1）绘制标准准曲线的的方法2）用最小二二乘法公公式求回回归方程程的方法法①用公式计计算的方方法②用计算器器计算的的方法（3）是水样样亚硝酸酸盐氮(N,mg/L)的计算375.测定亚硝硝酸盐氮氮的有关关计算（1）配制标标准溶液液的计算算①已知重量量和配制的体积，求浓度是是多少？？这里有一一个考点点，即对亚硝硝酸盐氮氮的概念念的理解解。亚硝硝酸钠(NaNO2)的分子量量为69，其中N的量为14。不是NO2的量，也也不是NaNO2的量。例如：亚亚硝酸盐盐氮标准准贮备溶溶液的配配制。称取亚硝硝酸钠(NaNO2)1.2321g，溶于无无亚硝酸酸盐水中中，并稀稀释至1L，加入氯氯仿1ml，其亚硝硝酸盐氮氮的浓度度（N，mg/ml）为多少少？38亚硝酸钠钠中的““N”的的量设1.2321g亚硝硝酸钠中中的N的的量为X，则求亚硝酸酸盐氮的的浓度（（mg/ml）为为多少？？0.25g÷÷1000ml=0.25mg/ml395.测定亚硝硝酸盐氮氮的有关关计算②已知浓浓度和体体积，求求亚硝酸酸钠的准准确称量量的计算算这里里有两个个考点：：①亚硝酸酸盐氮的的概念。。②准确称称量的概概念。例如：欲欲配0.50mg/ml的亚硝酸酸盐氮的的标准溶溶液500ml，应准确确称取多多少克亚亚硝酸钠钠(NaNO2)？计算方法法如下：：0.5××500=250mg=0.25g（NO¯2-N）。40学而时习习之1、欲配配1.0mg/ml的亚硝酸酸盐氮的的标准溶溶液500.00ml，应准准确称取取多少克克亚硝酸酸钠(NaNO2)？Na=23，，N=14，O=16即应准确确称取0.2464克克亚硝酸酸钠。计计算数据据一定要要书写至至小数点点后第四四位。41学而时习习之2、称称取亚硝硝酸钠(NaNO2)1.5821，溶于于无亚硝硝酸盐水水中，并并稀释至至1L，，加入氯氯仿1ml，此此溶液1ml含含亚硝酸酸盐氮为为多少mg？计算方法法如下：：①设1.5821g亚亚硝酸钠钠中的N的量为为X，则则②0.32g÷1000ml=0.32mg/ml42（2）水样样中被测物物质含量的的计算1）标准曲曲线法用查图图算算的方法计计算水样中中被测物质质含量及其其注意事项项43亚硝酸盐氮氮含量（μμg）吸光度(A)正确的绘制制方法44亚硝酸盐氮氮含量（μμg）吸光度(A)45亚硝酸盐氮氮含量（μμg）吸光度(A)462）最小二乘法法计算回归方程的的方法①用公式计算算的方法即用最小二二乘法公式式计算出直直线回归方方程（ŶŶ=a+bx）中的的a值（直直线在Y轴轴的截距））和b值（（直线的斜斜率或称回回归系数））。a值、b值值计算出来来了，这条条直线也就就确定了。。但要注意意公式Ŷ=a+bx中Ŷ的概念，Ŷ为响应值值的估计值值，表示从从回归方程程式计算出出来的值，，以区别于于实测值Y。47例如：用新新铜试剂法法测定水中中铜的含量量，配一标标准系列测测得吸光度度如下：试试用计算法法拟合标准准曲线。表1：新铜铜试剂法测测定水中铜铜含量和吸吸光度原始始数据0.4370.2920.2340.1620.0860.0420吸光度（A）0.600.400.300.200.100.040.00铜含量x（μg）7654321编号48表2：新铜铜试剂法测测定水中铜铜的含量相相关系数及及回归方程程计算表0.491880.26220.360.190970.4370.670.66160.3676561.2531.64∑0.11680.160.0865260.2920.4600.001680.00860.03240.070200.00160.010.040.0900.001760.00740.026240.054760.000.0420.0860.1620.2340.000.040.100.200.3012345xy

x2

y2

y

x

编号

解:①列表计算算∑x、∑∑y、∑x2、∑y2、∑xy49②计算a值值、b值50即：新铜试试剂法测定定水中铜的的含量，铜铜含量的标标准系列及及对应吸光光度的直线线回归方程程为：Ŷ=0.011+0.715X51③计算标准准曲线