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3.硝酸盐氮(NO3－—N，nitratenitrogen)硝酸盐氮是含氮有机化合物的在水体中的最终氧化产物。环境水体中硝酸盐的污染来源除硝酸盐类化肥使用和生活污水、生活垃圾、生产含氮废弃物与人畜粪便等的自然降解过程外，空气中氧化氮污染物经降水淋溶后形成的硝酸盐也是重要的污染来源。地表水中硝酸盐氮含量一般较低，但某些地下水中含量很高。12三氮指标测定（四）三氮物质对人体健康的影响及卫生标准1.氨氮对鱼类等水生生物有毒害作用。我国《渔业水质标准》、《地表水环境质量标准》规定I~Ⅲ类水中游离氨的浓度不得超过0.02mg／L,Ⅳ~Ⅴ类水不得超过0.2mg/L。对人体健康的影响较小，我国《生活饮用水卫生规范》(2001)未规定限量指标，世界卫生组织和一些发达国家规定饮用水中氨氮含量不得超过0.5mg／L。13三氮指标测定2.亚硝酸盐可将低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，使之失去输送氧的能力。在酸性介质中亚硝酸盐可与二级胺类形成致癌物亚硝胺。反应式如下：（仲胺）（亚硝酸）亚硝胺14三氮指标测定一般饮水中亚硝酸盐氮含量很低，不会对人体健康产生影响。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。

我国《生活饮用水卫生规范》(2001)未对NO2－—N作出限量要求。

我国《地面水环境质量标准》规定I类水中亚硝酸盐氮含量≤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3.硝酸盐氮对人健康的影响与亚硝酸盐一样，因为进入体内的硝酸盐也可被还原为亚硝酸盐。亚硝酸盐与人体血液作用，形成高铁血红蛋白，从而使血液失去携氧功能，另外可与二级胺类形成致癌物亚硝胺。一般饮水中硝酸盐氮均可检出，我国《生活饮用水卫生规范》(2001)规定其含量不得超过20mg／L。16三氮指标测定（五）样品的采集和保存1.用于氨氮检测的水样需用聚乙烯瓶或玻璃瓶采集。水中氨氮的稳定性差，一般要求采样后立即测定。如不能立即测定，须在每升水样加入0.8ml浓硫酸(调pH≤2)，于4℃冰箱保存，酸化样品应注意防止空气中氨的污染。17三氮指标测定2.亚硝酸盐氮的水样采集可用玻璃瓶或聚乙烯塑料瓶，采样后应尽快测定，以避免细菌将亚硝酸盐还原成氨。若不能立即测定，可于每升水样中加入40mg氯化汞抑菌，并置4℃冰箱闭光保存，可稳定1~2d。18三氮指标测定3.用于硝酸盐氮测定的水样需用玻璃瓶或聚乙烯瓶采集，采样后应尽快测定。如不能及时测定，为了抑止微生物活动对氮平衡的影响，需于每升水样中加入0.8m1浓硫酸，并于0~4℃保存，24h内完成测定。19三氮指标测定（六）测定方法1.水中氨氮测定方法较多。纳氏试剂光度法是最经典的测定方法，该法操作简便、灵敏度较高，适应范围广，但该法需使用有毒试剂四碘汞钾和强碱，对操作人员和环境影响大，现在使用得较多的是酚盐光度法和水杨酸光度法。酚盐法也是氨氮测定的经典方法，国际标准化组织(InternationaIStand．ardOrganization，ISO)和我国已分别将水杨酸光度法列为推荐方法和标准方法。此外，水中氨氮测定方法还有氨电极法、离子色谱法、蒸馏一滴定法和氨氮在线自动检测法等。20三氮指标测定2.水中亚硝酸盐氮的测定方法主要有光度法、离子色谱法和示波极谱法等。而应用最广泛的是重氮化偶合光度法，该法简便快速，灵敏度高，但色度和浊度对测定有干扰。该法是我国水质检验标准方法。

离子色谱法简便快速，可同时测定包括亚硝酸根、硝酸根、硫酸根、氯离子和氟离子等多种阴离子，但需要离子色谱仪，分析成本较高。示波极谱法简便快速，灵敏度高，水样色度和浊度对测定基本无干扰。21三氮指请标测定3.水中硝酸互盐氮的测鸟定方法有紫贝外光度法茅、离子选恳择性电极阿法、光度反法、离子隆色谱法和数示波极谱兰法等。我浙国卫生部《生活饮用桥水卫生规壳范》(20爸01)规定的标夜准检验方双法是麝香本草酚光度锡法、镉柱赞还原法、旷紫外光度点法和离子福色谱法。22二、亚硝索酸盐氮的往测定见P951.原理2.消除干扰3.试剂的配疲制4.测定亚筝硝酸盐遣氮5.测定亚硝柄酸盐氮的挽有关计算23N-（1-萘基）—乙烯二具胺分光顾光度法(又叫重氮气化偶合分辉光光度法)分光光度翻法的方法刃名称一般吵用显色剂危的名称命站名1.原理在pH值1.7以下，察水中亚医硝酸盐共与对氨吩基苯磺熄酰胺发训生重氮化反六应，再掀与盐酸N-（1-萘基）—乙烯二宫胺（又叫盐酸萘乙摄二胺）产生偶合督反应，生串成紫红色变的偶氮染黄料，比色定桂量。24N-（1-萘基）—乙烯二胺靠分光光度择法2.消除干扰有些金低属离子傻如铁、躬铅、汞厉、银等队含量较结高时，而在测凳定中会腹产生沉坛淀，二斯价铜离蜘子能催鸡化分解捏重

氮浮盐而产淹生干扰冻，必要当时可加誉入适量EDT尽A，使其捞与上述金蚂属离子形窗成配合物故来消除干分扰；若水沉样

浑浊旱或色度较叹大，可加无入氢氧化援铝悬浮液拉，利用纺混凝沉淀少的原理消劲除干扰。25N-（1-萘基）—乙烯二屯胺分光检光度法3.试剂（1）实验显用水均语为无亚通硝酸盐舱水。无脚亚硝酸遥盐水摔于纯典水中加仓入少许村高锰酸婶钾晶体窃，使呈防红色，桨再加氢种氧化钠搬，使呈始碱性，猜置于全农玻璃蒸赢馏器中鞋重蒸馏纹，弃去50ml初馏液，写收集中间70%部分。溪（2）0.0老5mo再l/L石(1/铸5KM封nO4)高锰酸胀钾溶液躺称腾取高锰悦酸钾1.6g，溶于1.2L无亚硝酸毙盐水中，拴煮沸30m钥in，使体积既减少至1L左右，男放置过塌夜，用G3型玻砂味漏斗过明滤，滤轨液贮于蕉棕色瓶钱中保存擦。

（3）0.05夸00mo慰l/L（1/2营Na2C2O4）草酸钠捎标准溶液团称取企经105补℃干燥2h的草酸组钠3.3爆500g，溶于凉无亚硝旬酸盐水孙中，并缺定容于1L容量瓶中准。26N-（1-萘基）—乙烯二胺坡分光光度临法（4）亚硝酸剩盐氮标羡准储备凤液打准确称壁取亚硝起酸钠(NaNO2)1.肯232发1g，溶于警无亚硝雪酸盐水率中，并控稀释至1L，加入氯玻仿1ml，其亚硝草酸盐氮的女浓度为（NO－2-N，）0.2懒5m煌g/m器l。（5）亚硝酸省盐氮标准兵应用溶液赔临用少前，将上舒述贮备溶独液用无亚辣硝酸盐水怨稀释成1ml含0.1心μgN仁O－2-N的标准组溶液（魄先稀释削成1ml含50.0载μgNO－2-N的中间溶型液）。（6）对氨基滴苯磺酰胺鄙溶液皮称取对氨犹基苯磺酰带胺5g，溶于350m到l1+吸6盐酸溶液册中，用无唉亚硝酸盐垦水稀释至500德ml，此溶板液可稳级定数月礼。27N-（1-萘基）—乙烯二假胺分光天光度法（7）盐酸N-（1-萘基）—乙烯二胺闹溶液较称取0.5g盐酸N-（1-萘基）—乙烯二胺化，溶于500屑ml无亚硝酸瓦盐水中，粱贮于棕色昌瓶内，于灶冰箱内保医存，可稳霉定数周。猫如变为深鞋棕色，则撕应重配，画本试剂有吊毒，避免夫与皮肤接耀触或吸入旋体内。（8）氢氧愈化铝悬尝浮液焰称取域化学纯丢硫酸铝谜钾[KA粉l(S侦O4)2·12H2O]1阴25g裹,或硫酸悟铝铵[NH4Al(彻SO4)2·12脏H2O]1虹25g,溶于1L无亚硝酸童盐水中。迎加热至60℃，缓缓猫加入浓遗氨水55ml，使成喊氢氧化宪铝沉淀阴。充分助搅拌后否静置，膀弃去上英清液，振反复用湾无亚硝袋酸盐水雪洗涤沉栏淀至倾卧出液无Cl－（用硝华酸银检僻查）为们止，最裕后加入宴无亚硝掘酸盐水30ml际,使成悬浮扮液。使用树前振荡均梨匀。（9）磷酸28N-（1-萘基）—乙烯二胺施分光光度蜡法4.测定亚劳硝酸盐馋氮（1）取水样翼（或经处直理后的水军样）50.造0ml，置于50ml比色管中俩。（2）另取50m砖l比色管5-7支，分别朱加入亚硝容酸盐氮标掘准应用溶汁液0ml、0.5农0ml、1.00邻ml、2.50滑ml、5.0爪0ml、7.5娘0ml和12.娘50m援l，加无亚况硝酸盐水辜至50ml标线。（3）向水阁样及标票准管中波分别加锁入对氨诱基苯磺废酰胺溶帖液1.0m冶l，摇匀后胡，放置2mi打n~8歌min。加入盐糠酸N-（1-萘基）—乙烯二胺挽溶液1.0m挤l，立即混屋匀，静置10mi膊n。29N-（1-萘基）—乙烯二胺爱分光光度亏法（4）显色熔后，在2h内于波耻长540栋nm处，用1cm比色皿，截以无亚硝改酸盐水为王参比，测众量吸光度亦。若亚硝介酸盐氮浓蛮度低于4μg深/L时，用3cm比色皿太。（5）若水努样经处俊理，则培以无亚句硝酸盐累水代替渠水样，伙作全程掩序空白酬测定。千（6）绘制亚产硝酸盐氮牵含量（μg）对吸把光度(A)的校准曲膀线。

将仗水样的吸留光度减去寒空白的吸梯光度，再开从校准曲鞠线上查出锄亚硝酸盐装氮含量(μg塔)。31N-（1-萘基）—乙烯二浮胺分光各光度法用表格跌概括如劳下表：蜡见后32标准系列托空白钟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比色定述量在波长5敞40nm砍处，用1忍cm比色碎皿，以溶亲剂调零，座测量吸光父度，记录剃吸光度值堵。34注意：1.俘样品的测鞠定和标准耕系列的测洒定应同时予进行，以该尽量保证舞实验条件淘的一致性有。2.涂盐酸疲萘乙二就胺有毒果，勿将转比色液寸弄在手古上。35方法灵敏度和乌检测上限：本法最低代检出量为筝0.05汁μgNO2－-N，若税取50m银l水样测病定，则最慎低检出浓芦度为0.避001m满g/L，市测定上限太为0.2呜0mg/啄L。365.测定亚硝绵酸盐氮的碑有关计算（1）配制标轿准溶液的帅计算（2）水样中槽被测物质聚含量的计喝算1）绘制标准胁曲线的方蹲法2）用最小希二乘法景公式求唤回归方荒程的方然法①用公式薄计算的捉方法②用计算柴器计算挠的方法（3）是水协样亚硝木酸盐氮(N,m滴g/L)的计算375.测定亚硝压酸盐氮的私有关计算（1）配制受标准溶杂液的计狗算①已知重贫量和配制的体积，求浓度悄是多少搭？这里有趣一个考开点，即对亚拖硝酸盐障氮的概碍念的理痕解。亚释硝酸钠(NaNO2)的分子量脉为69，其中N的量为14。不是NO2的量，也稀不是NaNO2的量。例如：亚何硝酸盐氮佛标准贮备牌溶液的配裹制。称取亚硝贱酸钠(NaNO2)1.2板321g，溶于到无亚硝救酸盐水耗中，并籍稀释至1L，加入调氯仿1ml，其亚硝选酸盐氮的作浓度（N，mg/m怖l）为多少寸？38亚硝酸葬钠中的日“N”怪的量设1.塌232乡丰1g亚咳硝酸钠躬中的N纷的量为超X，则求亚硝酸中盐氮的浓控度（m嫌g/ml烈）为多琴少？0.25脸g÷1骗000m残l=0.阴25mg烘/ml395.测定亚硝炮酸盐氮的胃有关计算②已知援浓度和豆体积，咳求亚硝准酸钠的验准确称奔量的计蹦算这谎里有两缘瑞个考点茄：①亚硝炕酸盐氮粥的概念锡。②准确称音量的概念杜。例如：运欲配0.5雁0mg随/ml的亚硝民酸盐氮阁的标准熄溶液500m极l，应准确东称取多少绑克亚硝酸形钠(NaNO2)？计算方输法如下倒：0.5膨×50血0=2兴50m盒g盾=谷0.2尾5g（NO¯2-N）。40学而时习由之1、欲配1.0m墨g/ml的亚硝酸使盐氮的标袭准溶液5饺00.0垦0ml，充应准确称松取多少克鸡亚硝酸钠尿(NaNO2)？Na=23，黄N=14，O=1祥6即应准亦确称取掀0.2只464惭克亚硝兰酸钠。栽计算数巨据一定鸣要书写睁至小数上点后第胶四位。41学而时肚习之2、称蚕取亚硝酸午钠(NaNO2)1.谈582修1，溶胞于无亚史硝酸盐扰水中，胃并稀释纤至1L着，加入璃氯仿1碗ml，质此溶液杠1ml楚含亚硝烧酸盐氮疫为多少潮mg？计算方厨法如下狸：①设1厚.58柄21g联亚硝酸计钠中的贤N的量旺为X，言则②0.浑32g绣÷100苍0ml=薄0.32近mg/m赵l42（2）水静样中被测延物质含量化的计算1）标准猛曲线法用查图图窝算的方法目计算水样斜中被测物洒质含量及俯其注意事获项43亚硝酸汽盐氮含扬量（μ填g）吸光度(A)正确的绘勿制方法44亚硝酸立盐氮含吧量（μ惯g）吸光度(A)45亚硝酸论盐氮含悲量（μ居g）吸光度(A)462）最小二忌乘法计算回归方程趟的方法①用公式计锹算的方法即用最宪小二乘翻法公式沿计算出舅直线回禾归方程厘（Ŷ要=a+符bx）胆中的a糊值（直钟线在Y场轴的截绞距）和按b值（允直线的承斜率或放称回归才系数）逃。a值、b尽值计算出饰来了，这逗条直线也暖就确定了院。但要注冬意公式Ŷ队=a+b咐x中Ŷ的概念肢，Ŷ为响台应值的谢估计值利，表示拆从回归弦方程式味计算出堆来的值叼，以区妻别于实斥测值Y通。47例如：状用新铜招试剂法动测定水抬中铜的滤含量，煤配一标珍准系列甚测得吸示光度如阀下：试民用计算酬法拟合膛标准曲据线。表1：崖新铜试滩剂法测典定水中度铜含量扑和吸光炎度原始要数据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：蛾新铜试碑剂法测守定水中牙铜的含约量相关标系数及暑回归方侦程计算间表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列表蛙计算∑爆x、∑变y、∑踩x2、∑y2、∑xy49②计算a廉值、b值50即：新铜天试剂法测变定水中铜晶的含量，妄铜含量的狐标准系列焦及对应吸楼光度的直赤线回归方镰程为：Ŷ=臣0.今011枝+耍0.7艰15电X51③计算逼标准曲杏线的相意关系数计算相维关系数义(r)公式伸为：将表2析中的∑谋x=1朋.64屿，∑剥y=1摔.25音3，∑发y2=0.关367壮656并，造∑x2=0.菌661篇6，罢∑xy疾=0汇.49碌188等数据带欧入公式中膀即可算出r值。52④用回归讯方程计算妥检验结果测定样协品吸光菌度（Ｙ）后，可纯将Ｙ值看作Ŷ代入公式中计辞算出含量值X，Ŷ=食0.筹011镜+年0.7懂15X这叫公式芳计算法。也可在乱测定范巧围内任碑意设2想点，如当X险=0.寇100日则箩Ŷ=你0.0爆83当X茅=0.范600献则