水質(zhì)亞硝酸鹽氮的測定分光光度法

1 適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用分光光度法測定飲用水、地下水、地面水及廢水中亞硝酸鹽氮的方法。
1．1 測定上限
當(dāng)試份取zui大體積（50ml）時(shí)，用本方法可以測定亞硝酸鹽氮濃度高達(dá)0．20mg／L
1．2 zui低檢出濃度
采用光程長為10mm的比色皿，試份體積為50ml，以吸光度0．01單位所對(duì)應(yīng)的濃度值為zui低檢出限濃度，此值為0．003mg／L。
采用光程長為30mm的比色皿，試份體積為50ml，zui低檢出濃度為0．001mg／L。
1．3 靈敏度
采用光程長為10mm的比色皿，試份體積為50ml時(shí)，亞硝酸鹽氮濃度cN=0．20mg／L，給出的吸光度約為0．67單位。
1．4 干擾
當(dāng)試樣pH≥11時(shí)，可能遇到某些干擾，遇此情況，可向試份中加入酚酞溶液（3．12）1滴，邊攪拌邊逐滴加入磷酸溶液（3．4），至紅色剛消失。經(jīng)此處理，則在加入顯色劑后，體系pH值為1．8±0．3，而不影響測定。
試樣如有顏色和懸浮物，可向每100ml試樣中加入2ml氫氧化鋁懸浮液（3．9），攪拌，靜置，過濾，棄去25ml初濾液后，再取試份測定。
水樣中常見的可能產(chǎn)生干擾物質(zhì)的含量范圍見附錄A。其中氯胺、氯、硫代硫酸鹽、聚磷酸鈉和三價(jià)鐵離子有明顯干擾。
2 原理
在磷酸介質(zhì)中，pH值為1．8時(shí)，試份中的亞硝酸根離子與4-氨基苯磺酰胺（4-aminobenzenesulfonamide）反應(yīng)生成重氮鹽，它再與N-（1-萘基）-乙二胺二鹽酸鹽[N-（1-naphthyl-1，2-diaminoethane dihydrochlo-ride］偶聯(lián)生成紅色染料，在540nm波長處測定吸光度。
如果使用光程長為10mm的比色皿，亞硝酸鹽氮的濃度在0．2mg／L以內(nèi)其呈色符合比爾定律。
3 試劑
在測定過程中，除非另有說明，均使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)或?qū)I(yè)標(biāo)準(zhǔn)的分析純試劑，實(shí)驗(yàn)用水均為無亞硝酸鹽的二次蒸餾水。
3．1 實(shí)驗(yàn)用水
采用下列方法之一進(jìn)行制備：
3．1．1 加入高錳酸鉀結(jié)晶少許于1 L蒸餾水中，使成紅色，加氫氧化鋇（或氫氧化鈣）結(jié)晶至溶液呈堿性，使用硬質(zhì)玻璃蒸餾器進(jìn)行蒸餾，棄去zui初的50ml餾出液，收集約700ml不含錳鹽的餾出液，
待用。
3．1．2 于1 L蒸餾水中加入硫酸（3．3）1ml、硫酸錳溶液[每100ml水中含有36．49硫酸錳（MnSO4·H2O）]0．2ml，滴加0．04％（V／V）高錳酸鉀溶液至呈紅色（約l～3ml），使用硬質(zhì)玻璃蒸餾器進(jìn)行蒸餾，棄去zui初的50ml餾出液，收集約700ml不含錳鹽的餾出液，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）。
溶液至少可穩(wěn)定6個(gè)月。
3．5 顯色劑
500ml燒杯內(nèi)置入250ml水和50ml磷酸（3．2），加入20．0g 4-氨基苯磺酰胺（NH2C6H4SO2NH2）。
再將1．00gN-（1-萘基）-乙二胺二鹽酸鹽（C10H7NHC2H4NH2·2HCl）溶于上述溶液中，轉(zhuǎn)移至500ml容量瓶中，用水稀至標(biāo)線，搖勻。
此溶液貯存于棕色試劑瓶中，保存在2～5℃，至少可穩(wěn)定一個(gè)月。
注：本試劑有毒性，避免與皮膚接觸或吸入體內(nèi)。
3．6 亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：CN=250mg／L。
3．6．1 貯備溶液的配制
稱取1．232g亞硝酸鈉（NaNO2），溶于150ml水中，定量轉(zhuǎn)移至1000ml容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻。
本溶液貯存在棕色試劑瓶中，加入1 ml氯仿，保存在2-5℃，至少穩(wěn)定一個(gè)月。
3．6．2 貯備溶液的標(biāo)定
在300ml具塞錐形瓶中，移入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（3．10）50．00ml、硫酸（3．3）5ml，用50ml無分度吸管，使下端插入高錳酸鉀溶液液面下，加入亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液50．00ml，輕輕搖勻，置于水浴上加熱至70～80℃，按每次10．00ml的量加入足夠的草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（3．11），使高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液褪色并使過量，記錄草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液用量V2，然后用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（3．10）滴定過量草酸鈉至溶液呈微紅色，記錄高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液總用量V1。
再以50ml實(shí)驗(yàn)用水代替亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液，如上操作，用草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定高錳酸鉀溶液的濃度c1。
按式（1）計(jì)算高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度c1（1／5KMnO4mol／L）：
c1=0.0500×V4/V3 ……………………………（1）
式中：V3--滴定實(shí)驗(yàn)用水時(shí)加入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液總量，ml；
V4--滴定實(shí)驗(yàn)用水時(shí)加入草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液總量，ml；
0．0500--草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度c（1／2Na2C2O4），mol／L。
按式（2）計(jì)算亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液的濃度cN（mg／L）：
cN=（V1c1-0．0500V2）×7．00×1000/50.00=140V1c1-7.00V2 …………………………………………（2）
式中：V1--滴定亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液時(shí)加入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液總量，ml；
V2--滴定亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液時(shí)加入草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液總量，ml；
c1--經(jīng)標(biāo)定的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol／L；
7．00--亞硝酸鹽氮（1／2N）的摩爾質(zhì)量；
50．00--亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液取樣量，ml；
0. 0500--草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度c（1／2Na2C2O4），mol／L。
3．7 亞硝酸鹽氮中間標(biāo)準(zhǔn)液：CN=50．0mg／L。
取亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液（3．6）50．00ml置250ml容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻。
此溶液貯于棕色瓶內(nèi)，保存在2～5℃，可穩(wěn)定一星期。
3．8 亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)工作液：cN=1．00mg／L。
取亞硝酸鹽氮中間準(zhǔn)液（3．7）10．00ml于500ml容量瓶內(nèi)，水稀釋至標(biāo)線，搖勻。
此溶液使用時(shí)，當(dāng)天配制。
注：亞硝酸鹽氮中間標(biāo)準(zhǔn)液和標(biāo)準(zhǔn)工作液的濃度值，應(yīng)采用貯備溶液標(biāo)定后的準(zhǔn)確濃度的計(jì)算值。
3．9 氫氧化鋁懸浮液
溶解125g硫酸鋁鉀[Kal（SO4）2·12H2O]或硫酸鋁銨[NH4Al（5O4）2·12H2O]于1 L一次蒸餾水中，加熱至60℃，在不斷攪拌下，徐徐加入55ml濃氫氧化銨，放置約1 h后，移入1 L量筒內(nèi)，用一次蒸餾水反復(fù)洗滌沉淀，zui后用實(shí)驗(yàn)用水洗滌沉淀，直至洗滌液中不含亞硝酸鹽為止。澄清后，把上清液盡量全部傾出，只留稠的懸浮物，zui后加入100ml水。使用前應(yīng)振蕩均勻。
3．10 高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：C（1／5KMnO4）=0．050mol／L。
溶解1．6g高錳酸鉀（KMnO4）于1．2L水中（一次蒸餾水），煮沸0．5～1h，使體積減少到1L左右，放置過夜，用G-3號(hào)玻璃砂芯濾器過濾后，濾液貯存于棕色試劑瓶中避光保存。高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度按3．6．2第二段所述方法進(jìn)行標(biāo)定和計(jì)算。
3．11 草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液：c（1/2 Na2C2O4）=0．0500mol／L。
溶解經(jīng)105℃烘干2 h的優(yōu)級(jí)純無水草酸鈉（Na2C2O4）3．3500±0．0004g于750ml水中，定量轉(zhuǎn)移至1000ml容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻。
3．12 酚酞指示劑：c=10g／L。
0．5g酚酞溶于95％（V／V）乙醇50ml中。
4 儀器
所有玻璃器皿都應(yīng)用2 mol／L鹽酸仔細(xì)洗凈，然后用水*沖洗。
常用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備及分光光度計(jì)。
5 采樣和樣品
5．1 采樣和樣品保存
實(shí)驗(yàn)室樣品應(yīng)用玻璃瓶或聚乙烯瓶采集，并在采集后盡快分析，不要超過24h。
若需短期保存（1～2天），可以在每升實(shí)驗(yàn)室樣品中加入40mg氯化汞，并保存于2～5℃。
5．2 試樣的制備
實(shí)驗(yàn)室樣品含有懸浮物或帶有顏色時(shí)，需按照1．4第二段所述的方法制備試樣。
6 步驟
6．1 試份
試份zui大體積為50．0ml，可測定亞硝酸鹽氮濃度高至0．20mg／L。濃度更高時(shí)，可相應(yīng)用較少量的樣品或?qū)悠愤M(jìn)行稀釋后，再取樣。
6．2 測定
用無分度吸管將選定體積的試份移至50ml比色管（或容量瓶）中，用水稀釋至標(biāo)線，加入顯色劑（3．5）1．0ml，密塞，搖勻，靜置，此時(shí)pH值應(yīng)為1．8±0．3。
加入顯色劑20min后、2 h以內(nèi)，在540nm的zui大吸光度波長處，用光程長1．0mm的比色皿，以實(shí)驗(yàn)用水做參比，測量溶液吸光度。
注：zui初使用本方法時(shí)，應(yīng)校正zui大吸光度的波長，以后的測定均應(yīng)用此波長。
6．3 空白試驗(yàn)
按6．2所述步驟進(jìn)行空白試驗(yàn)，用50ml水代替試份。
6．4 色度校正
如果實(shí)驗(yàn)室樣品經(jīng)5．2的方法制備的試樣還具有顏色時(shí)，按6．2所述方法，從試樣中取相同體積的第二份試份，進(jìn)行測定吸光度，只是不加顯色劑（3．5），改加磷酸（3．4）1．0ml。
6．5 校準(zhǔn)
在一組六個(gè)50ml比色管（或容量瓶）內(nèi)，分別加入亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)工作液（3．8）0、1．00、3．00、5．00、7．00和10．00ml，用水稀釋至標(biāo)線，然后按6．2第二段開始到末了敘述的步驟操作。
從測得的各溶液吸光度，減去空白試驗(yàn)吸光度，得校正吸光度Ar，繪制以氮含量（μg）對(duì)校正吸光度的校準(zhǔn)曲線，亦可按線性回歸方程的方法，計(jì)算校準(zhǔn)曲線方程。
7 結(jié)果表示
7．1 計(jì)算方法
試份溶液吸光度的校正值A(chǔ)r按式（3）計(jì)算：
Ar=As-Ab-Ac ……………………………（3）
式中：As--試份溶液測得吸光度；
Ab--空白試驗(yàn)測得吸光度；
Ac--色度校正測得吸光度。
由校正吸光度Ar值，從校準(zhǔn)曲線上查得（或由校準(zhǔn)曲線方程計(jì)算）相應(yīng)的亞硝酸鹽氮的含量mN（μg）。
試份的亞硝酸鹽氮濃度按式（4）計(jì)算：
cN=mN/V ………………………………………（4）
式中：cN--亞硝酸鹽氮濃度，mg／L
mN--相應(yīng)于校正吸光度Ar的亞硝酸鹽氮含量，μg；
V--取試份體積，ml。
試份體積為50ml時(shí)，結(jié)果以三位小數(shù)表示。
7．2 精密度和準(zhǔn)確度
7．2．1 取平行雙樣測定結(jié)果的算術(shù)平均值為測定結(jié)果。