维普资讯 http://www.cqvip.com 新 疆 石 油 科 技 ２００７年第１期（第１７卷） ・３９・ 蒸馏和滴定法测定水中氨氮的过程优化 彭伟①吕秀荣 陈永立 克拉玛依石化公司炼油化工研究院，８３４０００新疆克拉玛依 摘 要 在国家标准规范的基础上，仔细探讨了蒸馏滴定法测定过程中样品处理、蒸馏速度、氨氮吸收因素对氨氮分析结果的影 响，为实验室操作者提供了一些比较明确的数据和结论，便于统一操作。 主题词 氨氮测定方法 工业废水蒸馏法 ＇・上 鄹昌 ■‘■・－一 氨氮的测定方法比较多，当水中氨氮含量较高 水样的氨氮含量，可由于蒸馏器的蒸馏速度，蒸 馏样品的ｐＨ值，加热状态（是否爆沸，蒸馏速度等）， 取样量的不同而获得不同的结果。因此，氨氮是一个 时，通常采用《水和废水监测分析方法》第四版（下简 称第四版）推荐的蒸馏和滴定法，对应的国标方法为 条件性指标，必须严格按照操作步骤进行。本文在国 家标准规范的基础上，仔细探讨了蒸馏滴定法测定过 程中样品处理、蒸馏速度、氨氮吸收等因素对氨氮分 《水质铵的测定蒸馏和滴定法）３ＧＢ７４７８—８７（下简称国 标）。第四版和国标在分析的准备和分析操作等步骤 上存在着差异（见表１）。第四版是由国家环保总局最 析结果的影响，为实验室操作者提供了一些比较明确 的数据和结论，同时给出修正后的氨氮分析步骤，便 于统一操作。 新制订的，代表着官方对国标修订的一种方向。 表１《水和废水监测分析方法》和国标（ＧＢ７４８４—８７）测定氨氮方法对比 水 ２实验部分 ２．１仪器及试剂 蒸馏装置：５００ｍＬ凯氏烧瓶、氮球、直形冷凝管和 导管；酸式滴定管：５ｍＬ、１０ｍＬ； 其它所用的试剂和溶液均按第四版配制。 少收集了１００ｍＬ馏出液），弃去馏出液及瓶内残留 液。 ２．２．２装样 用容量瓶分取２５０ｍＬ水样（如氨氮含量较高，可 将样品进行稀释，使氨氮含量不超过２．５ｍｇ），移入 ２５０ｍＬ三角瓶中。往盛有样品的三角瓶中，加入２￣３ ２．２测定步骤 ２．２．１蒸馏器清洗 加３５０ｍＬ水样于凯氏烧瓶中，加０．２５ｇ轻质氧化 滴溴百里酚蓝指示液，用氢氧化钠溶液或盐酸溶液调 ｐＨ，使水样颜色在黄色（６．０）一蓝色（７．４）之间。 ２．２．３连接蒸馏器 镁和数粒玻璃珠，加热蒸馏至馏出液不含氨为止（至 ①作者简介：工程师，１９９５—０７毕业于石油大学油田化学专业 取５０ｍＬ硼酸溶液，放入到蒸馏器的接受瓶 维普资讯 http://www.cqvip.com ・４０・ 新 疆 石 油 科 技 ２００７年第１期（第１７卷） （２５０ｍＬ磨口三角瓶）内，将冷凝管导管下端插入吸收 液液面下。 ２．２．４蒸馏 收系统，然后倒入水样，连接蒸馏器。 从图２中我们可以看到，目前推荐使用的５００ｍＬ 凯氏蒸馏瓶和配套的加热设备，所提供的稳定的蒸馏 将样品移人凯氏烧瓶中，并补加水，使蒸馏烧瓶 中液体的总体积约为３５０ｍＬ。加入０．２５ｇ轻质氧化镁 和数粒玻璃珠，立即连接氮球和冷凝管。打开循环冷 速度在４．５～４．８ｍＬ／ｍｉｎ之问，远低于国标要求的 １０ｍＬ／ｍｉｎ的要求。高木兰提出，为了保证氨氮充分被 硼酸吸收，特别要注意蒸馏速度。我们建议蒸馏速度 却水，打开加热器开关，开始加热蒸馏。馏出液的收集 最好保持在３．５－４．５ｍＬ／ｍｉｎ。 速度控制在３．５～４．５ｍＬ／ｍｉｎ之间。当馏出液达２００ｍＬ 时，停止蒸馏，定容至２５０ｍＬ，移人５００ｍＬ的三角瓶 中。 一 昌 ２．２．５滴定 皿吲 往三角瓶中加２滴混合指示液，用硫酸标准滴定 缸 液滴定至绿色转变成淡紫色止，记录硫酸溶液的用 城 量。氨氮含量的计算同第四版。 ３讨论 馏出液体积。ｍＬ ３．１样品处理 图１馏出液体积与氨氮含量的关系 对工业污水中氨氮的取样，在现场直接取原样密 封是行不通的。在实验室中我们分别对酸化冷藏法处 ５．０ｏ 理的样品和不进行处理的样品进行了分析，实验结果 ４’５０ 见表２。 ４．０ｏ 鼍３．５０ 表２样品实效性和样品处理方法（单位ｍｇ／Ｌ） 餐３，００ ２，５０ ２．０ｏ 蒸馏时间，ｒａｉｎ 图２仪器的蒸馏速度 从表２中我们可以看到，现场取样后应立即用 ３．３混合指示剂的配制 Ｈ２ｓＯ 先进行酸化，使其ｐＨ值小于２，带回实验室马 滴定中所采用的指示剂为甲基红一亚甲基兰混合 上进行测定。若不能马上进行测定，可将酸化样存放 指示剂，其ｐＨ变色范围在５．２～５．６之间，酸性时显紫 于２～５℃条件下。否则所测氨氮值偏低，不可信。这是 色，碱性时显绿色。溶液由绿色转变成紫色的过程中， 因为酸化使ｐＨ值在２以下，水中的ＮＨ，与Ｈ２ｓＯ 中 过渡色（如黄绿色、淡红褐色、深红褐色、紫红色等）太 的Ｈ 结合变成了ＮＨＺ，易跑掉的ＮＨ，就以离子状态 多，而不同操作者的眼睛对颜色的敏感度不相同，所 （Ｎ磁）在溶液中被固定下来，因而氨氮不会丢失。 以使得颜色判断标准不一；另外，滴定溶液中指示剂 ３．２氨氮吸收曲线和蒸馏速度 加入量的多少，也会影响变色的敏锐程度。这些都会 带来滴定误差，造成分析结果的精密度和准确度下 从图１中我们可以看到，蒸馏时，样品中５０％的 氨会在溶液沸腾后数分钟内逸出，这表明： 降。 通过实验发现，当甲基红加量固定时，指示剂终 （１）若样品中氨氮浓度太高，会造成吸收不完 点的显色随着亚甲基兰加入量的提高，颜色逐渐由红 全； 紫色（暖色）转变成淡紫色（冷色）。甲基红（１％）和亚 （２）当凯氏蒸馏瓶温度过高时（连续操作），应切 忌马上倒入水样，可以先倒人稀释水，待蒸馏瓶冷却 甲基兰（１％）适宜比例１０：（６－５）。当操作者固定时，可 后，再加入样品； 以选择自己敏感的终点颜色，确定混合指示剂的组 （３）蒸馏器的安装顺序比较重要，应先安装好吸 成。 （下转第５５页） 维普资讯 http://www.cqvip.com 泥水平衡式顶管在长输管线施工中的应用 ２．９．２测量 ・５５・ 侧千斤顶采用左伸右缩方法，反之亦然。如同时有高 顶管测量工具采用激光经纬仪进行水准及中心 线的测量。顶管按照设定的管道中心线和工作井位建 立地面和地下测量控制系统，控制点应设在不易扰 程和方向偏差，应先纠正偏差大的一面。发现较大偏 差应分析发展趋势，采用分次逐步纠正。显示器上随 时显示顶管顶进过程的偏差数据，操作人员可以根据 电脑数据随时调整纠偏，并保持书面记录。 动，视线清楚，方便校核的地方，并加以保护，必要时 增设控制二个以上便于校核中线桩。 顶进坑内应设置由地面水准点引入的临时水准 点，以便进行仪器高程的校对和调整，顶进轴线由设 计管道中心通过经纬仪引入坑内，然后对中观测。 工具管进入土层过程中，每顶进３０ｅｍ，测量至少 ３ 结束语 我项目部采用泥水平衡式顶管施工方法，成功地 解决了手掘式顶管施工方法在淤泥、砂土地段进行长 距离公路顶管的施工存在的种种问题，为日后公司在 此类地段进行顶管作业积累了施工经验。 责任编辑：周江 收稿日期：２００６－０６－１３ １次，当进入土层后正常顶进时，每顶进ｌｍ至少测量 １次，纠偏时增加测量次数。 ２．９．３纠偏 顶进纠偏采用调整千斤顶纠偏方法。若管道偏左 （上接第４０页） ３．４连续批量蒸馏处理 在实验室和监测单位中经常会进行大批量样品 度高，说明修正方法可作为国标分析的等效方法，值 得普及和推广。 表３修正方法精密度的考察 次数 １ ２ ３ ４平均值标准偏差变异系数（％） 的分析，需要连续进行蒸馏操作。为了提高工作效率， 缩短分析时间，可以将操作步骤中的一些过程简化： 比如在操作中只使用固定的蒸馏器，这样对蒸馏器的 清洗只进行一次即可；在倾倒蒸馏残余液时，蒸馏瓶 中往往会残余有轻质氧化镁，再次蒸馏操作时可视情 况减少或者不加轻质氧化镁。 ３．５用新鲜纯净水替代无氨水 目前，水样中氨氮的各种分析方法均采用重蒸馏 无氨水作为实验的首要条件，即在１ Ｏ００ｍＬ的一次蒸 馏水中加入０．１ｍＬ的硫酸，在全玻璃蒸馏器中重蒸 表４实际水样的回收率 馏，弃５０ｍＬ初馏液，接取其余馏出液于具塞磨口的 玻璃瓶中，密塞保存，用于配制试剂及分析过程中用。 此法既费时费力，成本又高，特别是对于大批量样品 的分析，问题更加突出。银小兵、方淑琴等提出用新鲜 蒸馏水和去离子水代替无氨水测定水中氨氮的可能 性。在实验中也尝试用新鲜的纯净水替代无氨水进行 参考文献 １国家环保总局《水和废水监测分析方法》编委会．水和废水监 测分析方法［Ｍ】．第４版．北京：中国环境科学出版社，２００２：２７６－ ２８１ 分析操作，初步证明这也是可行的。我们可以在纯净 水中加入混合指示剂，如果显示终点颜色——紫红 色，则表明该纯净水比较新鲜，可以用于实验分析。 ２赵风三．油田水中氨氮两种取样方法所测结果比较．石油实 验地质，２Ｏ０ｏ，２２（３） ４结语 取克石化公司污水样，在固定的条件下，考察了 修正后的氨氮分析方法的精密度和准确度，实验结果 见下表。从表３中可以看出，修正后的氨氮分析方法 具有良好的精密度，重现性好，相对误差小于３％。从 表４中可以看出，回收率在９３％～９８％以内，分析准确 ３银小兵．用新鲜蒸馏水代替无氨水测氨氮．石油与天然气化 工，１９９７，２６（４）：２４６～２４７ ４方淑琴，姜晓波，易卫东．用去离子水代替无氨水测定氨氮． 工业水处理，２０ｏ３，２３（２４）：４８－４９ 责任编辑：周江 收稿日期：２０ｏ６—０８—０１