水样中总氮包括铵态氮、硝态氮、亚硝态氨和能被转化为铵盐的有机氮。测定水中总氮可了解水体受污染状况，是评价湖泊或水库富营养化的重要指标。详细描述了水样中总氮的测定方法及测定的实验步骤。

方法选择的依据

测定水样中总氨的方法有开氏法(GB11891-89)和紫外分光光度法(GB11894-89),开氏法为经典方法，也是常规方法，紫外分光光度法需高压消煮设备及紫外分光光度计。本书介绍了开氏法和紫外分光光度法。

开氏法

方法原理

水样在酸性条件下浓缩蒸千,用高锰酸钾和还原铁粉将亚硝态氦和硝态氮转化为钱，加人浓硫酸及混合催化剂消煮使有机氨也转化为铵,在强破性条件下蒸馆,蒸馏出的氨吸收于雨酸溶液中，再用硫酸标准溶液滴定被吸收的铵。

仪器设备

开氏烧瓶(150 mL);可控温电炉;定氨蒸馆装置。

仪器设备

试剂

1.硫酸(H2SO4，ρ≈1.84cm-3，化学纯);

2.高锰酸钾溶液[ρ(KMnO4)=50 g • L-1]:5 g高锰酸钾(KMnO4化学纯)溶于水稀释至100 mL;

3.还原铁粉(Fe,分析纯);过100目筛;

4.混合催化剂:硫酸钾(K2SO4，化学纯)、硫酸铜(CuSO4 • 5H2O,化学纯)与硒粉(Se,化学纯)100: 10: 1混合磨细;

5.氢氧化钠溶液[c(NaOH)= 10 mol • L-1]: 400 g氢氧化钠(NaOH,化学纯)溶于水,冷却后稀释至1 L;

6.硼酸溶液[ρ(H3BO3)=20g • L-1]:20 g硼酸(H2BO3,化学纯)溶于水,稀释至1 L;

7.混合指示剂:0.1 g甲基红0.5g溴甲酚绿溶于100 mL乙醇[φ(CH3CH2OH)= 95%]中;

8.盐酸标准溶液[c(HCl= =0.01 mol • L-1]:吸取浓HCl 8.3 mL注人1 L水中先配成c(HCl)=0.1 mol • L-1盐酸溶液，用标准Na2CO3标定后(GB601 -88),准确稀释10倍。

操作步骤

取水样50mL(含氮低时取100mL)于开氏烧瓶中，加浓硫酸(试剂1)3mL,在电炉上低温煮沸浓缩，至体积约10 mL时取下冷却，加人1 mL高猛酸钾溶液(试剂2)摇动开氏瓶，放置5min,将0.5g还原铁粉(试剂3)放人开氏瓶底部，轻轻转动开氏瓶，待激烈反应停止时(约需5min),将开氏瓶放在电炉上继续加热，待硫酸发烟时取下冷却，小心加1g混合催化剂(试剂4)。在电炉上继续消煮至溶液成蓝绿色,取下冷却,用少量水将消煮液洗入定氨蒸馏装置中,加氢氧化钠溶液(试剂5)15 mL，在蒸馏装置的冷凝管下端承接一个装有 10 mL硼酸溶液(试剂6)和1滴混合指示剂(试剂7)的三角瓶。冷疑管下端插人硼酸溶液中。通人蒸汽蒸馏，至吸收液体积达40mL左右时蒸馏完毕，取下三角瓶,用盐酸标准溶液(试剂8)滴定至由蓝色变到微红色为终点。同样方法做空白试验。

结果计算

式中:ρ(N)——水样中总氦的含量,mg • L-1;
c——盐酸标准溶液的浓度,mol • L-1;
V1——样品滴定盐酸标准溶液体积,mL;
V0——空白滴定盐酸标准溶液体积,mL;
M——氮的摩尔质量,M(N)=14g • mol-1);
V2——吸取水样体积,mL;
1000一换算成每升含量 。

注释

如水中含氨过低(滴定法误差较大),蒸馏时硼酸吸收液中不加混合指标剂，可取部分吸收液用比色法测定吸收液中的铁。

过硫酸钾氧化——紫外分光光度法

方法原理

水样在过硫酸钾存在条件下,经高压消煮,将亚硝酸根、铵以及有机态氨均转化成硝酸根，在紫外分光光度计上于220 nm和275 nm处分别测出吸光度A220和A275,用其校正吸光度A(A=A220-A275)在工作曲线上查出硝酸根浓度,从而计算水中总氮。

仪器及设备

高压蒸气灭菌器;50 mL具塞经色管;紫外分光光度计。

试剂

1.氧化剂溶液:20 g过硫酸钾(K2S2O8,分析纯)和3 g氢氧化钠(NaOH,分析纯)溶于水中，稀释至1L;

2.氮标准贮存溶液[ρ(N)=100 mg • L-1]:称取0. 7218 g硝酸钾(KNO3,分析纯)，溶于水中,转人1000 mL容量瓶中,定容摇匀;

3.氮标准溶液[ρ(N)=10 mg • L-1]:将氮标准贮存溶液准确稀释10倍。

操作步骤

1.吸取水样25mL于50 mL具塞比色管中。加人氧化剂溶液(试剂1)25 mL,塞紧瓶塞，并用纱布将瓶塞包好扎紧,放人高压蒸气灭菌器中,先开启放气阀，至有水汽喷出时,关闭放气阀，继续加热至120 ℃保持30 min,冷却后取(此消化液可作为测定水样中总氮和总磷用)。消化液可直接在紫外分光光度计上用波长220 nm和275 nm测定A22o和A275,用1 cm石英比色皿。

2.工作曲线吸取 氮标准溶液(试剂3)0 mL、1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL、6 mL分别于50mL比色管中，各加入25mL氧化剂溶液(试剂1),用水定容至刻度,得到氮的标准系列溶液0 mg • L-1、0.2 mg • L-1、0.4 mg • L-1、0.6mg • L-1、0.8mg • L-1、1.0mg • L-1、1.2mg • L-1,与样品同样消煮测定A220和A275以A(A=A220——A275)为纵座标,氮的浓度为横座标绘制工作曲线,根据样品A值(A= A220—— A275)查得测定液的浓度。

结果计算

式中:ρ(N)——水样中总氦的含量,mg • L-1;
ρ1——从工作曲线上查得氮浓度mg • L-1;
V1——消化液体积,mL;
V2——水样体积,mL。