水质亚硝酸盐氮的测定分光光度法

水质亚硝酸盐氮的测定分光光度法

1 适用范围
本标准规定了用分光光度法测定饮用水、地下水、地面水及废水中亚硝酸盐氮的方法。
1．1 测定上限
当试份取zui大体积（50ml）时，用本方法可以测定亚硝酸盐氮浓度高达0．20mg／L
1．2 zui低检出浓度
采用光程长为10mm的比色皿，试份体积为50ml，以吸光度0．01单位所对应的浓度值为zui低检出限浓度，此值为0．003mg／L。
采用光程长为30mm的比色皿，试份体积为50ml，zui低检出浓度为0．001mg／L。
1．3 灵敏度
采用光程长为10mm的比色皿，试份体积为50ml时，亚硝酸盐氮浓度cN=0．20mg／L，给出的吸光度约为0．67单位。
1．4 干扰
当试样pH≥11时，可能遇到某些干扰，遇此情况，可向试份中加入酚酞溶液（3．12）1滴，边搅拌边逐滴加入磷酸溶液（3．4），至红色刚消失。经此处理，则在加入显色剂后，体系pH值为1．8±0．3，而不影响测定。
试样如有颜色和悬浮物，可向每100ml试样中加入2ml氢氧化铝悬浮液（3．9），搅拌，静置，过滤，弃去25ml初滤液后，再取试份测定。
水样中常见的可能产生干扰物质的含量范围见附录A。其中氯胺、氯、硫代硫酸盐、聚磷酸钠和三价铁离子有明显干扰。
2 原理
在磷酸介质中，pH值为1．8时，试份中的亚硝酸根离子与4-氨基苯磺酰胺（4-aminobenzenesulfonamide）反应生成重氮盐，它再与N-（1-萘基）-乙二胺二盐酸盐[N-（1-naphthyl-1，2-diaminoethane dihydrochlo-ride］偶联生成红色染料，在540nm波长处测定吸光度。
如果使用光程长为10mm的比色皿，亚硝酸盐氮的浓度在0．2mg／L以内其呈色符合比尔定律。
3 试剂
在测定过程中，除非另有说明，均使用符合国家标准或专业标准的分析纯试剂，实验用水均为无亚硝酸盐的二次蒸馏水。
3．1 实验用水
采用下列方法之一进行制备：
3．1．1 加入高锰酸钾结晶少许于1 L蒸馏水中，使成红色，加氢氧化钡（或氢氧化钙）结晶至溶液呈碱性，使用硬质玻璃蒸馏器进行蒸馏，弃去zui初的50ml馏出液，收集约700ml不含锰盐的馏出液，
待用。
3．1．2 于1 L蒸馏水中加入硫酸（3．3）1ml、硫酸锰溶液[每100ml水中含有36．49硫酸锰（MnSO4·H2O）]0．2ml，滴加0．04％（V／V）高锰酸钾溶液至呈红色（约l～3ml），使用硬质玻璃蒸馏器进行蒸馏，弃去zui初的50ml馏出液，收集约700ml不含锰盐的馏出液，待用。
3．2 磷酸：15mol／L，ρ=1．70g／ml。
3．3 硫酸：18mol／L，ρ=l．84g／ml。
3．4 磷酸：1+9溶液（1．5mol／L）。
溶液至少可稳定6个月。
3．5 显色剂
500ml烧杯内置入250ml水和50ml磷酸（3．2），加入20．0g 4-氨基苯磺酰胺（NH2C6H4SO2NH2）。
再将1．00gN-（1-萘基）-乙二胺二盐酸盐（C10H7NHC2H4NH2·2HCl）溶于上述溶液中，转移至500ml容量瓶中，用水稀至标线，摇匀。
此溶液贮存于棕色试剂瓶中，保存在2～5℃，至少可稳定一个月。
注：本试剂有毒性，避免与皮肤接触或吸入体内。
3．6 亚硝酸盐氮标准贮备溶液：CN=250mg／L。
3．6．1 贮备溶液的配制
称取1．232g亚硝酸钠（NaNO2），溶于150ml水中，定量转移至1000ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。
本溶液贮存在棕色试剂瓶中，加入1 ml氯仿，保存在2-5℃，至少稳定一个月。
3．6．2 贮备溶液的标定
在300ml具塞锥形瓶中，移入高锰酸钾标准溶液（3．10）50．00ml、硫酸（3．3）5ml，用50ml无分度吸管，使下端插入高锰酸钾溶液液面下，加入亚硝酸盐氮标准贮备溶液50．00ml，轻轻摇匀，置于水浴上加热至70～80℃，按每次10．00ml的量加入足够的草酸钠标准溶液（3．11），使高锰酸钾标准溶液褪色并使过量，记录草酸钠标准溶液用量V2，然后用高锰酸钾标准溶液（3．10）滴定过量草酸钠至溶液呈微红色，记录高锰酸钾标准溶液总用量V1。
再以50ml实验用水代替亚硝酸盐氮标准贮备溶液，如上操作，用草酸钠标准溶液标定高锰酸钾溶液的浓度c1。
按式（1）计算高锰酸钾标准溶液浓度c1（1／5KMnO4mol／L）：
c1=0.0500×V4/V3 ……………………………（1）
式中：V3--滴定实验用水时加入高锰酸钾标准溶液总量，ml；
V4--滴定实验用水时加入草酸钠标准溶液总量，ml；
0．0500--草酸钠标准溶液浓度c（1／2Na2C2O4），mol／L。
按式（2）计算亚硝酸盐氮标准贮备溶液的浓度cN（mg／L）：
cN=（V1c1-0．0500V2）×7．00×1000/50.00=140V1c1-7.00V2 …………………………………………（2）
式中：V1--滴定亚硝酸盐氮标准贮备溶液时加入高锰酸钾标准溶液总量，ml；
V2--滴定亚硝酸盐氮标准贮备溶液时加入草酸钠标准溶液总量，ml；
c1--经标定的高锰酸钾标准溶液的浓度，mol／L；
7．00--亚硝酸盐氮（1／2N）的摩尔质量；
50．00--亚硝酸盐氮标准贮备溶液取样量，ml；
0. 0500--草酸钠标准溶液浓度c（1／2Na2C2O4），mol／L。
3．7 亚硝酸盐氮中间标准液：CN=50．0mg／L。
取亚硝酸盐氮标准贮备溶液（3．6）50．00ml置250ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。
此溶液贮于棕色瓶内，保存在2～5℃，可稳定一星期。
3．8 亚硝酸盐氮标准工作液：cN=1．00mg／L。
取亚硝酸盐氮中间准液（3．7）10．00ml于500ml容量瓶内，水稀释至标线，摇匀。
此溶液使用时，当天配制。
注：亚硝酸盐氮中间标准液和标准工作液的浓度值，应采用贮备溶液标定后的准确浓度的计算值。
3．9 氢氧化铝悬浮液
溶解125g硫酸铝钾[Kal（SO4）2·12H2O]或硫酸铝铵[NH4Al（5O4）2·12H2O]于1 L一次蒸馏水中，加热至60℃，在不断搅拌下，徐徐加入55ml浓氢氧化铵，放置约1 h后，移入1 L量筒内，用一次蒸馏水反复洗涤沉淀，zui后用实验用水洗涤沉淀，直至洗涤液中不含亚硝酸盐为止。澄清后，把上清液尽量全部倾出，只留稠的悬浮物，zui后加入100ml水。使用前应振荡均匀。
3．10 高锰酸钾标准溶液：C（1／5KMnO4）=0．050mol／L。
溶解1．6g高锰酸钾（KMnO4）于1．2L水中（一次蒸馏水），煮沸0．5～1h，使体积减少到1L左右，放置过夜，用G-3号玻璃砂芯滤器过滤后，滤液贮存于棕色试剂瓶中避光保存。高锰酸钾标准溶液浓度按3．6．2第二段所述方法进行标定和计算。
3．11 草酸钠标准溶液：c（1/2 Na2C2O4）=0．0500mol／L。
溶解经105℃烘干2 h的优级纯无水草酸钠（Na2C2O4）3．3500±0．0004g于750ml水中，定量转移至1000ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。
3．12 酚酞指示剂：c=10g／L。
0．5g酚酞溶于95％（V／V）乙醇50ml中。
4 仪器
所有玻璃器皿都应用2 mol／L盐酸仔细洗净，然后用水*冲洗。
常用实验室设备及分光光度计。
5 采样和样品
5．1 采样和样品保存
实验室样品应用玻璃瓶或聚乙烯瓶采集，并在采集后尽快分析，不要超过24h。
若需短期保存（1～2天），可以在每升实验室样品中加入40mg氯化汞，并保存于2～5℃。
5．2 试样的制备
实验室样品含有悬浮物或带有颜色时，需按照1．4第二段所述的方法制备试样。
6 步骤
6．1 试份
试份zui大体积为50．0ml，可测定亚硝酸盐氮浓度高至0．20mg／L。浓度更高时，可相应用较少量的样品或将样品进行稀释后，再取样。
6．2 测定
用无分度吸管将选定体积的试份移至50ml比色管（或容量瓶）中，用水稀释至标线，加入显色剂（3．5）1．0ml，密塞，摇匀，静置，此时pH值应为1．8±0．3。
加入显色剂20min后、2 h以内，在540nm的zui大吸光度波长处，用光程长1．0mm的比色皿，以实验用水做参比，测量溶液吸光度。
注：zui初使用本方法时，应校正zui大吸光度的波长，以后的测定均应用此波长。
6．3 空白试验
按6．2所述步骤进行空白试验，用50ml水代替试份。
6．4 色度校正
如果实验室样品经5．2的方法制备的试样还具有颜色时，按6．2所述方法，从试样中取相同体积的第二份试份，进行测定吸光度，只是不加显色剂（3．5），改加磷酸（3．4）1．0ml。
6．5 校准
在一组六个50ml比色管（或容量瓶）内，分别加入亚硝酸盐氮标准工作液（3．8）0、1．00、3．00、5．00、7．00和10．00ml，用水稀释至标线，然后按6．2第二段开始到末了叙述的步骤操作。
从测得的各溶液吸光度，减去空白试验吸光度，得校正吸光度Ar，绘制以氮含量（μg）对校正吸光度的校准曲线，亦可按线性回归方程的方法，计算校准曲线方程。
7 结果表示
7．1 计算方法
试份溶液吸光度的校正值Ar按式（3）计算：
Ar=As-Ab-Ac ……………………………（3）
式中：As--试份溶液测得吸光度；
Ab--空白试验测得吸光度；
Ac--色度校正测得吸光度。
由校正吸光度Ar值，从校准曲线上查得（或由校准曲线方程计算）相应的亚硝酸盐氮的含量mN（μg）。
试份的亚硝酸盐氮浓度按式（4）计算：
cN=mN/V ………………………………………（4）
式中：cN--亚硝酸盐氮浓度，mg／L
mN--相应于校正吸光度Ar的亚硝酸盐氮含量，μg；
V--取试份体积，ml。
试份体积为50ml时，结果以三位小数表示。
7．2 精密度和准确度
7．2．1 取平行双样测定结果的算术平均值为测定结果。