本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種低汞鹽的氨氮檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
氨氮是評(píng)價(jià)水質(zhì)的主要指標(biāo)之一,測(cè)定水和廢水的氨氮是水質(zhì)分析中較為常做的項(xiàng)目。測(cè)定方法中通常有納氏試劑比色法、苯酚一次氯酸鹽比色法和電極法等。納氏試劑光度法是目前環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中普遍用以測(cè)定水和廢水中氨氮的標(biāo)準(zhǔn)方法之一。
納氏試劑有兩種配制方法:第一種方法利用ki、hgi2和naoh配制，第二種方法利用ki、koh和hgcl2配制。目前采用第一種方法配制較多，其方法操作簡(jiǎn)單但有沉淀產(chǎn)生，需靜置或過(guò)濾后才可使用。而第二種方法未準(zhǔn)確給出hgcl2的用量，需要根據(jù)試劑配制過(guò)程中的現(xiàn)象加以判斷，經(jīng)驗(yàn)性強(qiáng)。
水體中常見(jiàn)金屬離子有ca2+、mg2+、fe2+、mn2+等,若含量較高,易與納氏試劑中oh-或i-反應(yīng)生成沉淀或渾濁，影響比色。因而在加入納氏試劑前,需先加入酒石酸鉀鈉,以掩蔽這些金屬離子,其掩蔽原理如下:碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應(yīng)生成淡紅棕色膠態(tài)化合物,此顏色在較寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)被強(qiáng)烈吸收,通常測(cè)量用波長(zhǎng)410～425nm范圍。該方法采取稀釋納氏試劑,并減少樣品比色總體積進(jìn)行分析,以此來(lái)減少汞的用量,減少化學(xué)分析中的二次污染在堿性條件下，氨同納氏試劑反應(yīng)生成黃色化合物，此化合物的最大吸收波長(zhǎng)為420nm，可進(jìn)行比色測(cè)定。
無(wú)論哪種方法納氏試劑中含有劇毒成份,回收不當(dāng),會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境,汞可以通過(guò)呼吸和皮膚接觸進(jìn)入人體,對(duì)人體健康造成極大威脅,因此在保證試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確的前提下,盡量控制和減少納氏試劑用量,對(duì)操作者的健康和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種低汞鹽的氨氮檢測(cè)方法用來(lái)解決傳統(tǒng)的納氏試劑中含有汞等劇毒成份,回收不當(dāng),會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境,對(duì)人體健康造成極大威脅的技術(shù)問(wèn)題。
一種低汞鹽的氨氮檢測(cè)方法，包括以下步驟，并且以下步驟順次進(jìn)行，
步驟一、配制二氯化汞—碘化鉀—?dú)溲趸浫芤簽榧{氏試劑
稱(chēng)取15.0g氫氧化鉀，溶于50ml水中，冷卻至室溫待用；
稱(chēng)取5.0g碘化鉀，溶于10ml水中，在攪拌條件下，將2.50g二氯化汞粉末分復(fù)數(shù)次加入碘化鉀溶液中，直至碘化鉀溶液中有微量氯化汞沉淀，向該碘化鉀溶液中逐滴滴加二氯化汞飽和溶液，直至碘化鉀溶液中出現(xiàn)少量朱紅色沉淀不再溶解，停止滴加，形成二氯化汞和碘化鉀的混合液；
在攪拌條件下，將冷卻的氫氧化鉀溶液加入到上述二氯化汞和碘化鉀的混合液中，并加無(wú)氨水稀釋至100ml，于暗處?kù)o置24h，取上清液為納氏試劑，貯于聚乙烯瓶?jī)?nèi)，用橡皮塞或聚乙烯蓋子封蓋保存；
步驟二、制備酒石酸鉀鈉溶液
稱(chēng)取50.0g酒石酸鉀鈉溶于100ml水中，加熱煮沸(約20min)，冷卻至室溫后加無(wú)氨水稀釋至100ml，滴入5ml步驟一中制成的納氏試劑，獲得質(zhì)量濃度為50％酒石酸鉀鈉溶液；
步驟三、在比色管中配置氨氮溶液獲得氨氮標(biāo)準(zhǔn)系列
在7個(gè)50ml比色管中，分別加入0ml、0.5ml、1.0ml、3.0ml、5.0ml、7.0ml和10.0ml氨氮質(zhì)量濃度為10μg/ml的氨氮標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，7個(gè)比色管均加水至標(biāo)線(xiàn)，
對(duì)應(yīng)的氨氮質(zhì)量濃度分別為0.00mg/l，0.2mg/l，0.6mg/l，1.00mg/l，1.40mg/l和2.00mg/l，獲得氨氮標(biāo)準(zhǔn)系列；
步驟四、繪制校準(zhǔn)曲線(xiàn)
分別向氨氮標(biāo)準(zhǔn)系列的7個(gè)比色管中加入1.0ml步驟二中制備的酒石酸鉀鈉溶液，上下?lián)u晃5～7次，再加入步驟一中制備的納氏試劑1.0ml，上下?lián)u晃5～7次，
室溫下放置10min，在波長(zhǎng)420nm下，用20mm比色皿，以水作參比，測(cè)量吸光度，并以空白校正后的吸光度為縱坐標(biāo)，以氨氮含量為橫坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線(xiàn)。
所述步驟一中2.50g二氯化汞粉末分復(fù)數(shù)次加入碘化鉀溶液中的具體步驟為：
二氯化汞粉末首次加入0.8g，溶解時(shí)間為1min，第二次加入0.5g，溶解時(shí)間為1.5min，第三次加入0.5g，溶解時(shí)間為3min，第四次加入0.3g，溶解時(shí)間為5min，第五次加入0.2g，溶解時(shí)間為5min，第六次加入0.1g，溶解時(shí)間為8min，第七次加入0.05g，溶解時(shí)間為15min，第八次加入0.05g，溶解時(shí)間為30min，二氯化汞粉末未完全溶解，二氯化汞粉停止加入。
通過(guò)上述設(shè)計(jì)方案，本發(fā)明可以帶來(lái)如下有益效果：
本發(fā)明測(cè)定廢水中氨氮時(shí)，用hgcl2配制納氏試劑無(wú)沉淀產(chǎn)生，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度和精密度都較高，可以用于控制分析。經(jīng)對(duì)比研究證實(shí)，通過(guò)ki、koh以及hgcl2配制的納氏試劑和優(yōu)化后的酒石酸鉀鈉溶液檢測(cè)氨氮，既保障低含量汞，又能快速簡(jiǎn)便檢測(cè)，并且用該方法制作的校準(zhǔn)曲線(xiàn)靈敏度較高。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一、
酒石酸鉀鈉采用國(guó)標(biāo)配制：稱(chēng)取50g酒石酸鉀鈉溶于100ml水中，加熱煮沸以除去氨，放冷至室溫，加水定容至100ml。配制出的酒石酸鉀鈉的質(zhì)量濃度為ρ＝500g/l。
納氏試劑采用國(guó)標(biāo)要求的方法配制：二氯化汞—碘化鉀—?dú)溲趸?hgc12-ki-koh)溶液：稱(chēng)取15.0g氫氧化鉀(koh)，溶于50ml水中，冷卻至室溫；稱(chēng)取5.0g碘化鉀(ki)，溶于10ml水中，在攪拌下，將2.50g二氯化汞(hgcl2)粉末分多次加入碘化鉀溶液中，首次加入0.8ghgcl2粉末溶解時(shí)間為1min，完全溶解，第二次0.5ghgcl2粉末，溶解時(shí)間為1.5min，第三次加入0.5ghgcl2粉末溶解時(shí)間為3min，完全溶解，然后加入0.3ghgcl2粉末溶解時(shí)間為5min，完全溶解，再加入0.2ghgcl2粉末溶解時(shí)間為5min，完全溶解，然后加入0.1ghgcl2粉末溶解時(shí)間為8min，完全溶解，然后加入0.05ghgcl2粉末溶解時(shí)間為15min，完全溶解，加入0.05ghgcl2粉末溶解時(shí)間為30min，hgcl2粉末未完全溶解，有微量沉淀，充分?jǐn)嚢杌旌?，并滴加二氯化汞飽和溶液，大約3滴左右后出現(xiàn)少量朱紅色沉淀不再溶解時(shí)，停止滴加；在攪拌下，將冷卻的氫氧化鉀溶液緩慢地加入到上述二氯化汞和碘化鉀的混合液中，并稀釋至100ml，于暗處?kù)o置24h，傾出上清液，貯于聚乙烯瓶?jī)?nèi)，用橡皮塞或聚乙烯蓋子封蓋。
以此比例配制的納氏試劑經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，靈敏度均能達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。在7個(gè)50ml比色管中，分別加入0ml、0.5ml、1.0ml、3.0ml、5.0ml、7.0ml和10.0ml氨氮標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，氨氮標(biāo)準(zhǔn)工作溶液質(zhì)量濃度為ρn＝10μg/ml，其加水至標(biāo)線(xiàn)，對(duì)應(yīng)的配置成氨氮含量濃度分別為0.00mg/l，0.2mg/l，0.6mg/l，1.00mg/l，1.40mg/l和2.00mg/l的氨氮標(biāo)準(zhǔn)系列。
向7個(gè)50ml比色管中分別加入1.0ml國(guó)標(biāo)要求配制的酒石酸鉀鈉溶液，搖勻，再加入按國(guó)標(biāo)要求配置的納氏試劑1.5ml，搖勻。室溫放置10min后，在波長(zhǎng)420nm下，用20mm比色皿，以水作參比，測(cè)量吸光度。以空白校正后的吸光度為縱坐標(biāo)，以其對(duì)應(yīng)的氨氮含量(mg)為橫坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線(xiàn)l1-l6.
實(shí)施例二、
酒石酸鉀鈉采用國(guó)標(biāo)要求配制：稱(chēng)取50g酒石酸鉀鈉溶于100ml水中，加熱煮沸以除去氨，放冷至室溫，加水定容至100ml。配制出的酒石酸鉀鈉的質(zhì)量濃度為ρ＝500g/l。
納氏試劑配制，采用快速方法納氏試劑配制：稱(chēng)取16g氫氧化鈉，溶于50ml水中，充分冷卻至室溫。另稱(chēng)取7g碘化鉀和10g碘化汞(hgi2)溶于水，然后將此溶液在攪拌下徐徐注入氫氧化鈉溶液中，用水稀釋至100ml，貯于聚乙烯瓶中，密塞保存。
在7個(gè)50ml比色管中，分別加入0ml、0.5ml、1.0ml、3.0ml、5.0ml、7.0ml和10.0ml氨氮標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，氨氮標(biāo)準(zhǔn)工作溶液質(zhì)量濃度為ρn＝10μg/ml，其加水至標(biāo)線(xiàn)，對(duì)應(yīng)的配置成氨氮含量濃度分別為0.00mg/l，0.2mg/l，0.6mg/l，1.00mg/l，1.40mg/l和2.00mg/l的氨氮標(biāo)準(zhǔn)系列。
加入1.0ml國(guó)標(biāo)配制的酒石酸鉀鈉溶液，搖勻，再加入由碘化鉀、碘化汞和氫氧化鈉快速配置的納氏試劑1.0ml，搖勻。放置10min后(室溫)，在波長(zhǎng)420nm下，用20mm比色皿，以水作參比，測(cè)量吸光度。以空白校正后的吸光度為縱坐標(biāo)，以其對(duì)應(yīng)的氨氮含量(μg)為橫坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線(xiàn)l9-l14；
通過(guò)上述大量實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：納氏試劑的制備方法，實(shí)施例一中是用碘化鉀、二氯化汞和氫氧化鉀配制而成；實(shí)施例二中為碘化汞和氫氧化鉀直接配制?？瞻讓?shí)驗(yàn)結(jié)果表明:實(shí)施例二的空白實(shí)驗(yàn)值比實(shí)施例一高1倍左右。實(shí)施例二中ki、hgi2和naoh配制的納氏試劑和酒石酸鉀鈉檢測(cè)氨氮的含量，此方法簡(jiǎn)便快捷，僅限于指導(dǎo)生產(chǎn)的初步檢測(cè)，數(shù)據(jù)不規(guī)范；
因此可知用碘化鉀、二氯化汞和氫氧化鉀配制而成納氏試劑為優(yōu)選方案。此納氏試劑配制滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)要求。
實(shí)施例三、
步驟一、配制二氯化汞—碘化鉀—?dú)溲趸浫芤簽榧{氏試劑
稱(chēng)取15.0g氫氧化鉀，溶于50ml水中，冷卻至室溫待用；
稱(chēng)取5.0g碘化鉀，溶于10ml水中，在攪拌條件下，將2.50g二氯化汞粉末分多次加入碘化鉀溶液中，二氯化汞粉末首次加入0.8g，溶解時(shí)間為1min，第二次加入0.5g，溶解時(shí)間為1.5min，第三次加入0.5g，溶解時(shí)間為3min，第四次加入0.3g，溶解時(shí)間為5min，第五次加入0.2g，溶解時(shí)間為5min，第六次加入0.1g，溶解時(shí)間為8min，第七次加入0.05g，溶解時(shí)間為15min，第八次加入0.05g，溶解時(shí)間為30min，二氯化汞粉末未完全溶解，二氯化汞粉停止加入；向該碘化鉀溶液中逐滴滴加二氯化汞飽和溶液，直至碘化鉀溶液中出現(xiàn)少量朱紅色沉淀不再溶解，停止滴加，形成二氯化汞和碘化鉀的混合液；
在攪拌條件下，將冷卻的氫氧化鉀溶液加入到上述二氯化汞和碘化鉀的混合液中，并加入不含氨離子的水稀釋至100ml，于暗處?kù)o置24h，取上清液為納氏試劑，貯于聚乙烯瓶?jī)?nèi)，用橡皮塞或聚乙烯蓋子封蓋保存；
步驟二、優(yōu)化酒石酸鉀鈉溶液
稱(chēng)取50.0g酒石酸鉀鈉溶于100ml水中，加熱煮沸約20分鐘，冷卻至室溫后加入不含氨離子的水稀釋至100ml，滴入5ml步驟一中制成的納氏試劑，獲得質(zhì)量濃度為50％酒石酸鉀鈉溶液，該步驟對(duì)酒石酸鉀鈉溶液做了進(jìn)一步的矯正，矯正后的酒石酸鉀鈉溶液能夠確保掩蔽效果，最大限度的保證了檢測(cè)氨氮含量時(shí)的抗干擾能力；
步驟三、在比色管中配置氨氮溶液獲得氨氮標(biāo)準(zhǔn)系列
在7個(gè)50ml比色管中，分別加入0ml、0.5ml、1.0ml、3.0ml、5.0ml、7.0ml和10.0ml氨氮質(zhì)量濃度為10μg/ml的氨氮標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，7個(gè)比色管均加水至標(biāo)線(xiàn)，對(duì)應(yīng)的氨氮質(zhì)量濃度分別為0.00mg/l，0.2mg/l，0.6mg/l，1.00mg/l，1.40mg/l和2.00mg/l，獲得氨氮標(biāo)準(zhǔn)系列；
步驟四、繪制校準(zhǔn)曲線(xiàn)
分別向氨氮標(biāo)準(zhǔn)系列的7個(gè)比色管中加入1.0ml本發(fā)明優(yōu)化后的酒石酸鉀鈉溶液，搖勻，再加入步驟一中優(yōu)選出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的納氏試劑1.0ml，搖勻，室溫下放置10min，在波長(zhǎng)420nm下，用20mm比色皿，以水作參比，測(cè)量吸光度，以空白校正后的吸光度為縱坐標(biāo)，以其對(duì)應(yīng)的氨氮含量(μg)為橫坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線(xiàn)l15-l22。
實(shí)施例三中在測(cè)定廢水中氨氮時(shí)，用hgcl2配制納氏試劑無(wú)沉淀產(chǎn)生，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度和精密度都較高，可以用于控制分析。通過(guò)三種實(shí)施方案的對(duì)兩種納氏試劑的含汞量作一比較,配制400mlhgcl2法納氏試劑約需hgcl282g,經(jīng)計(jì)算15m該納氏試劑含汞量為0.0227g,而配制100mlhgi2法納氏試劑約需hgi2100g,15ml該納氏試劑含汞量為0.0662g,后者是前者的25倍.綜合以上大量實(shí)驗(yàn)證明，考慮環(huán)保要求，降低汞含量的檢測(cè)方法；ki、koh和hgcl2配制納氏試劑和優(yōu)化后的酒石酸鉀鈉溶液檢測(cè)氨氮，既保障低含量汞，又能快速簡(jiǎn)便檢測(cè)。
空白吸光度分別用hgcl2法納氏試劑和hgi2法納氏試劑進(jìn)行空白試驗(yàn),2支/d,連續(xù)測(cè)定3d,hgcl2法納氏試劑與矯正后的酒石酸鉀鈉進(jìn)行空白試驗(yàn),2支/d,連續(xù)測(cè)定5d,hgcl2法納氏試劑空白吸光度在0.012～0.028波動(dòng)；hgi2法納氏試劑的空白吸光度在0.038～0.045波動(dòng)；hgcl2法納氏試劑和矯正后的酒石酸鉀鈉測(cè)得空白吸光度在0.006～0.011波動(dòng)。因此用hgcl2與矯正后酒石酸鉀鈉法納氏試劑制作的校準(zhǔn)曲線(xiàn)靈敏度較高。
注意事項(xiàng)：由實(shí)驗(yàn)和討論可知，納氏試劑光度法測(cè)定氨氮應(yīng)注意和解決6種常見(jiàn)問(wèn)題：(1)應(yīng)注意主要試劑性狀，選購(gòu)合格試劑。(2)試劑的正確配制決定著方法靈敏度，特別要注意理解納氏試劑配制原理，正確掌握納氏試劑配制要領(lǐng)。(3)降低空白實(shí)驗(yàn)值可提高實(shí)驗(yàn)精密度，對(duì)實(shí)驗(yàn)用水、試劑空白和過(guò)濾濾紙要注意檢查。