亚硝酸根

水中氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的测定

一、目的和要求

了解水中3种形态氮测定的意义。

掌握水中3种形态氮的测定方法与原理。

水体中3种形态氮检出的环境化学意义

二、仪器

1．紫外可见分光光度计。

2．500~1000mL全玻璃磨口蒸馏装置。

3．pH计。

4．恒温水浴槽。

5．电炉：220V/1kW。

6．比色管：50mL。

7．陶瓷蒸发皿：100mL或200mL。

8．移液管：1mL、2mL、5mL。

9．容量瓶：250mL。

三、氨氮的测定——纳氏试剂比色法

1、原理

氨氮与纳氏试剂反应生成黄棕色的络合物，其色度与氨氮的含量成正比，可在420nm波长下使用

光程长为10mm的比色皿比色测定，最低检出浓度为L。

2K2

[HgI

4

]+3KOH+NH

3

＝[Hg

2

O·NH

2

]I+2H

2

O+7KI

2、试剂

无氨水：水样稀释及试剂配制均需用无氨水。配制方法包括蒸馏法（每升蒸馏水中加入浓硫酸进

行重蒸馏，馏出水接收于玻璃容器中）和离子交换法（让蒸馏水通过强酸型阳离子交换树脂柱来

制备）。

磷酸盐缓冲液（pH为）：称取磷酸二氢钾和磷酸氢二钾，溶于水中并稀释至1000mL，配制后用

pH计测定其pH值，并用磷酸二氢钾或磷酸氢二钾调节pH为。

吸收液：2％硼酸或L硫酸。

纳氏试剂：碘化汞－碘化钾－氢氧化钠。称取16g氢氧化钠溶于50mL水中，冷却至室温。称取

7g碘化钾和10g碘化汞，溶于水中，然后将此溶液在搅拌下，缓慢加入到氢氧化钠溶液中，并稀

释至100mL。贮存于棕色瓶内，用橡皮塞塞紧，于暗处存放，有效期可达一年。

50%酒石酸钾钠溶液：称取50g酒石酸钾钠溶于100mL水中，加热煮沸，以驱除氨，充分冷却后

稀释至100mL。

氨氮标准溶液：CN＝1mg/mL。称取无水氯化铵（于100～105℃下干燥2h）溶于无氨水中，转

入1000mL容量瓶内，用无氨水稀释至刻度，摇匀，准确吸取该溶液于1000mL容量瓶内，用无

氨水稀释至刻度，其浓度为10ug/mL。

硫酸锌溶液：10％（m/V）。

氢氧化钠溶液：25％（m/V）。

3、步骤

（1）水样蒸馏

先在蒸馏瓶中加200mL无氯水，加10mL磷酸盐缓冲液和数粒玻璃珠，加热至馏出物中不含氨为止，

冷却，然后将蒸馏液倾出（留下玻璃珠）。量取水样200mL置于蒸馏瓶中（如水样的含氨量较大，则取适

量的水样，用无氨水稀释至200mL），加入10mL磷酸盐缓冲液。另取一只盛有50mL吸收液的250mL锥

形瓶收集馏出液，收集时应将冷凝管的导管末端浸入吸收液，其蒸馏速度为6~8mL/min，至少收集150mL

馏出液。蒸馏结束前2~3min,应把锥形瓶放低，使吸收液面脱离冷凝管子，并再蒸馏片刻以冼净冷凝管和

导管，用无氨水稀释至250mL备用。

（2）凝聚沉淀

取100mL水样，加入1mL硫酸锌溶液和～氢氧化钠溶液，调节pH约为，混匀，放置使之沉淀，倾取

上清液作试份。必要时，用经水冲洗过的中速滤纸过滤，弃去初滤液20mL。

（3）测定

a.水样。如为清洁水样，可直接取50mL置于50mL比色管中。一般水样则用凝聚沉淀法进行预处理，

倾取上清液作试份。如果凝聚沉淀后样品仍浑浊和带色，则应采用蒸馏法，收集馏出液并稀释到50mL。

若氨氮含量很高，也取适量水样稀释到50mL。

b.制备标准系列。取浓度为10mg/mL氨氮标准溶液、、、、、、、，分别加入50mL比色管中，以无氨水稀释到

刻度。

c.测定。在水样及标准系列中分别加入酒石酸钾钠，摇匀，再加纳氏试剂，摇匀，放置10min后，在λ=420nm

处，用10mm比色皿，以蒸馏水为参比测定吸光度，绘制标准曲线，并从标准曲线上查得水样中氨氮的含

量。

四、亚硝酸盐氮的测定——盐酸萘乙二胺比色法

1.原理

在pH为~时，水中亚硝酸盐与对氨基苯磺酸生成重氮盐，再与盐酸萘乙二胺发生偶联后生成红色染料，

最大吸收波长为543nm，其色度深浅与亚硝酸盐含量成正比，可用比色法测定，检出限为mL，测定上限

为mL。

2.试剂

（1）制备不含亚硝酸盐的水。在蒸馏水中加入少许高锰酸钾晶体，再加氢氧化钙或氢氧化钡，使之呈碱

性。重蒸馏后，弃去50mL初滤液，收集中间70%的无亚硝酸馏分。

（2）亚硝酸盐标准储备液。称取亚硝酸钠溶于水中，加入1mL氯仿，稀释至1000mL。由于亚硝酸盐氮

在潮湿环境中易被氧化，所以储备液在测定时需标定。标定方法如下：

在250mL具塞锥型瓶内依次加入L高锰酸钾溶液，5mL浓硫酸及亚硝酸钠储备液（加亚硝酸钠储备

液时应将吸管插入高锰酸钾溶液液面以下），混匀，在水浴上加热至70~80℃后，按每次的量加入过量的L

草酸钠标准溶液，使溶液紫红色褪去，记录草酸钠标准溶液用量(V2)。再以L高锰酸钾溶液滴定过量的草酸

钠，至溶液呈微红色，记录高锰酸钾溶液的用量(V1)。再以50mL不含亚硝酸盐的水代替亚硝酸钠储备液，

并按上步骤操作，用草酸钠标准溶液标定高锰酸钾溶液，按下式计算高锰酸钾溶液浓度（mol/L）:

按下式计算亚硝酸盐标准储备液的浓度（mg/L）:

式中：

C亚硝酸盐氮-------亚硝酸钠储备溶液浓度（以N计），mg/L；

V1-------滴定亚硝酸盐氮标准储备液时，所用高锰酸钾溶液总量，mL；

C1/5KMnO4-------经标定的高锰酸钾标准溶液的浓度，mol/L；

V2-----滴定亚硝酸盐氮标准储备液时，所加草酸钠标准溶液总量，mL；

草酸钠标准溶液的浓度（1/2Na2C2O4，L）；

亚硝酸钠标准储备液用量，mL；

7------亚硝酸盐氮（1/2N）的摩尔质量，g/mol；

V4------滴定水时，加入草酸钠标准溶液的总量，mL；

V3------滴定水时，所加高锰酸钾标准溶液的总量，mL。

（3）亚硝酸盐使用液：临用时将标准储备液稀释为mL的亚硝酸盐氮的标准使用液。

（4）草酸钠标准溶液（1/2Na2C2O4，L）：称取经105℃干燥2h的优级纯无水草酸钠溶于水中，转入1000mL

容量瓶内加水稀释至刻度。

（5）高锰酸钾溶液（1/5KMnO4，L）：溶解高锰酸钾于水中，煮沸～1h，使体积减少至1000mL左右，放

置过夜，用G3号熔结玻璃漏斗过滤后，滤液贮存于棕色试剂瓶中，用上述草酸钠标准溶液标定其准确浓

度。

（6）氢氧化铝悬浮液。溶解125g硫酸铝钾[AlK(SO4)2·12H2O,CP级]于1L水中，加热到60℃。在不断搅

拌下慢慢加入55mL氨水，放置约1h后，用水反复洗涤沉淀到洗出液中不含氨、氯化物、硝酸盐和亚硝

酸盐为止。待澄清后，倾出上层清液，只留浓的絮凝物，最后加入100mL水。使用前应振荡均匀。

（7）盐酸萘乙二胺显色剂：50mL冰醋酸与900mL的水混合，加入对氨基苯磺酸，加热使其全部溶解，

再加入盐酸萘乙二胺，搅拌溶解后用水稀释至1000mL。溶液无色，贮存于棕色瓶中，在冰箱中保存可稳

定一个月。

3．步骤

（1）水样预处理

水样如有颜色和悬浮物，可以每100mL水样中加入2mL氢氧化铝悬浮液搅拌，静置过滤，弃去25mL初

滤液。

（2）标准曲线的绘制及样品测定

取50mL比色管7支，分别加入亚硝酸盐氮1ug/mL的标准溶液、、、、、、，用无氨水稀释到刻度。

取50mL澄清水样置于50mL比色管中，如亚硝酸盐含量高，可适量少取水样，用无亚硝酸盐的水稀释至

50mL。

向上述各比色管中分别加入2mL盐酸萘乙二胺显色剂，混匀，20min后。于λ=543nm处，用20mm比色

皿测定吸光度。绘制标准曲线，查出水样中亚硝酸盐氮的含量。

五、硝酸盐氮的测定——二磺酸酚比色法

1.原理

浓硫酸与苯酚作用生成二磺酸酚，在无水条件下二磺酸酚与硝酸盐作用生成二磺酸硝基酚，二磺酸硝

基酚在碱性溶液中发生分子重排生成黄色化合物，最大吸收波长在410nm处，利用其色度和硝酸盐含量

成正比，可进行比色测定。检出限为mL，检测上限为mL。

2.试剂

（1）二磺酸酚试剂：称取15g精制苯酚，置于250mL三角烧瓶中，加入100mL浓硫酸，瓶上放一个漏

斗，置于沸水浴内加热6h，试剂应为浅棕色稠液，保存于棕色瓶内。

（2）硝酸盐标准储备液：称取分析纯硝酸钾（经105~110℃烘4h）溶于水中，稀释至1000mL，其浓度

为100mg/L。

（3）硝酸盐标准溶液：准确移取50mL硝酸盐标准储备液，置于蒸发皿中，在水浴上蒸干，然后加入二磺

酸酚，用玻棒研磨，使试剂与蒸发皿内残渣充分接触，静置10min，加入少量蒸馏水，移入250mL容量瓶

中，用蒸馏水稀释至标线，即为20ug/mL的NO3

――N标准溶液。

（4）浓氨水。

（5）硫酸银溶液：称取硫酸银溶于水中，稀释至1000mL，于棕色瓶中避光保存。此溶液相当于含氯（Cl

－）。

（6）高锰酸钾溶液（1/5KMnO4，L）：溶解高锰酸钾于水中，并稀释至1000mL。

（7）乙二胺四乙酸二钠溶液（EDTA）：称取50g乙二胺四乙酸二钠，用20mL蒸馏水调成糊状，然后加入

60mL浓氨水，充分混合，使之溶解。

（8）碳酸钠溶液（1/2Na2CO3，L）：称取无水碳酸钠，溶于1000mL水中。

3.步骤

（1）水样预处理

脱色：污染严重或色泽较深的水样（即色度超过10度），可在100mL水样中加入2mL氢氧化铝悬

浮液，摇匀后，静置数分钟，澄清后过滤，弃去最初滤出的部分溶液（5～10mL）。

除去氯离子：取50mL水样，滴加一定量的硫酸银溶液直到不产生白色沉淀为止，再通过离心或

过滤除去氯化银沉淀，滤液转移至100mL的容量瓶中定容至刻度。

去除亚硝酸盐氮影响：如水样中亚硝酸盐氮含量超过L，可事先将其氧化为硝酸盐氮。具体方法：

在已除氯离子的100mL容量瓶中加入L硫酸溶液，混合均匀后滴加L高锰酸钾溶液，至淡红色出

现并保持15min不褪色，以使亚硝酸盐完全转变为硝酸盐，最后从测定结果中减去亚硝酸盐含量。

（2）标准曲线的绘制

分别吸取硝酸盐氮标准溶液、、、、、、于50mL比色管中，加入二磺酸酚，浓氨水，用蒸馏水稀释至

刻度，摇匀。用1mL比色皿，以蒸馏水作为参比，于波长410nm处测定吸光度，绘制标准曲线。

（3）水样测定

吸取经预处理的水样（如硝酸盐氮含量较高可酌情减少）至蒸发皿内，如有必要可用L碳酸钠溶

液调节水样pH至中性（pH7～8），置于水浴中蒸干。取下蒸发皿，加入二磺酸酚，用玻棒研磨，

使试剂与蒸发皿内残渣充分接触，静止10min，加入少量蒸馏水，搅匀，滤入50mL比色管中，加

入3mL浓氨水（使溶液明显呈碱性）。如有沉淀可滴加EDTA溶液，使水样变清，用蒸馏水稀释至

刻度，摇匀，测定吸光度。根据标准曲线，计算出水样中硝酸盐氮的含量（ug/mL）。

六、数据处理

根据NH3

－－N、NO2

-－N、和NO3

-－N的浓度与吸光度的标准曲线，以及样品吸光度，计算水样

中三氮的含量，通过比较水样中三氮的含量，评价水体的自净程度。

氨氮浓度（或亚硝酸盐氮、硝酸盐氮）（以N计）

（mg/L）=

水样体积

酸盐氮、硝酸盐氮）测定的氨氮量（或亚硝

七、注意事项

在氨氮测定时，水样中若含钙、镁、铁等金属离子会干扰测定，可加入络合剂或预蒸馏消除干扰。

纳氏试剂显色后的溶液颜色会随时间面变化，所以必须在较短时间内完成比色操作。

亚硝酸盐是含氮化合物分解过程中的中间产物，很不稳定，采样后的水样应尽快分析。

可溶性有机物、亚硝酸盐、+6价铬和表面活性剂均干扰硝酸盐氮的测定。可溶性有机物用校正法

消除；亚硝酸盐干扰可用氨基磺酸法消除；+6价铬和表面性剂可制备各自的校正曲线进行校正。