氨氮蒸馏设备的原理及应用

原理:水中加入硫酸并加热消解,使有机物中的胺基氮转变为硫酸氢铵,游离氨和铵盐也转为硫酸氢铵。氨氮蒸馏设备消解时加入适量硫酸钾提高沸腾温度,以增加消解速率,并以汞盐为催化剂,以缩短消解时间。消解后液体,使成碱性并蒸馏出氨,吸收于硼酸溶液中。然后以滴定法或光度法测定氨含量。汞盐在消解时形成汞铵络合物,因此,在碱性蒸馏时;应同时加入适量硫代硫酸钠,使络合物分解。

氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮。 动物性有机物的含氮量一般较植物性有机物为高。同时,人畜粪便中含氮有机物很不稳定,容易分解成氨。因此,水中氨氮含量增高时指以氨或铵离子形式存在的化合氮。

自然地表水体和地下水体中主要以硝酸盐氮(NO3)为主,以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮受污染水体的氨氮 叫水合氨,也称非离子氨。非离子氨是引起水生生物毒害的主要因子,而铵离子相对基本无毒。国家标准Ⅲ类地面水,非离子氨氮的浓度≤1毫克/升。

氨氮是水体中的营养素,可导致水富营养化现象产生,是水体中的主要耗氧污染物,对鱼类及某些水生生物有毒害。

水中的氨氮主要来源于生活污水中含氮有机物的初始污染,如焦化废水和合成氨化肥厂废水等,受微生物作用,可分解成亚硝酸盐氮,继续分解,最终成为硝酸盐氮,完成水的自净过程。当水中的亚硝酸盐氮过高,饮用此水将和蛋白质结合形成亚硝胺,是一种强致癌物质。长期饮用对身体极为不利。鱼类对水中氨氮比较敏感,当氨氮含量高时会导致鱼类死亡,对人体健康的影响,水中的氨氮可以在一定条件下转化成亚硝酸盐,如果长期饮用,水中的亚硝酸盐将和蛋白质结合形成亚硝胺,这是一种强致癌物质,对人体健康极为不利。

氨氮对水生物起危害作用的主要是游离氨,其毒性比铵盐大几十倍,并随碱性的增强而增大。氨氮毒性与池水的pH值及水温有密切关系,一般情况,pH值及水温愈高,毒性愈强,对鱼的危害类似于亚硝酸盐。

氨氮对水生物的危害有急性和慢性之分。慢性氨氮中毒危害为:摄食降低,生长减慢,组织损伤,降低氧在组织间的输送。鱼类对水中氨氮比较敏感,当氨氮含量高时会导致鱼类死亡。急性氨氮中毒危害为:水生物表现亢奋、在水中丧失平衡、抽搐,严重者甚至死亡。

水质中氨氮测定的具体方法分析,在水质监测中,氨氮是反映水质的一项重要指标,要想确保水质监测能够取得积极的效果,人们就需要准确测量氨氮含量。现阶段,水质监测人员要想有效测定氨氮,可以运用以下方式。 氨氮主要以氨离子或游离氨等形式存在,其能够和纳氏试剂发生反应,生成黄棕色的混合物,且混合物色度和氨氮含量成正比,人们可以采取目视比色法与分光光度法进行测定。其中,在运用目视比色法进行测定时,0.02 mg/L 为最低检出浓度,上限浓度为2 mg/L;运用分光光度法进行测定时,0.05 mg/L 为最低检出浓度,上限浓度则为 2 mg/L。《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》(HJ535-2009)将该方式定为标准分析方法。纳氏试剂分光光度法运用最为广泛,其主要原理为 HgI2 与 KI 的碱性溶液和氨反应而生成淡红棕色胶态化合物,且色度和氨氮含量成正比。氨氮蒸馏设备该方法一般能够在波长 410 ~ 425 nm 内测定其吸光度,但水样通常需经过前处理来排除各类干扰比色测定的因素。前处理方法包含絮凝沉淀法与蒸馏法,二者相比,絮凝沉淀法更为简便,蒸馏法的去干扰效果更佳,测得数值也更为准确,但所需时间较长且极其复杂,因此在允许偏差范围内主要运用絮凝沉淀法。

在实施絮凝沉淀法的过程中,需加入 1 mL 10% 的 ZnSO4 以及 0.10 ~ 0.25 mL 25% 的 NaOH 溶液,若水样通过加酸进行保存,还应加入 NaOH 进行中和, 在出现絮状沉淀后取出清液来进行测定。而运用蒸馏法时,应准备 250 mL 的水样,将其移入凯氏烧瓶中, 添入几滴溴百里酚蓝指示液,通过 NaOH 溶液或 HCl 溶液,将其调节到 pH=7 左右,再加入 0.25 g 的 MgO 与数粒玻璃珠,然后立即和冷凝管和安球进行连接,并将导管下端插入吸收液的液面之下,通过加热进行蒸馏,当液体达到 200 mL 时,则终止蒸馏,定容到250 mL,将 500 mL 的 H3BO3 溶液作为吸收液。


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