總磷總氮聯(lián)合測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告

廣西大學(xué)環(huán)境學(xué)院環(huán)境工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)PAGEPAGE6實(shí)驗(yàn)題目：營(yíng)養(yǎng)元素測(cè)定：總磷、總氮聯(lián)合測(cè)定姓名：紀(jì)奮梅學(xué)號(hào)：0908010245班級(jí)：環(huán)工092班組別：第17組指導(dǎo)教師：韋旭實(shí)驗(yàn)概述實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙笸ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)，初步了解水體營(yíng)養(yǎng)元素（氮、磷）聯(lián)合測(cè)定的原理與方法，對(duì)湖塘水質(zhì)監(jiān)測(cè)規(guī)范和要求有較直觀的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，認(rèn)識(shí)到要在水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域有創(chuàng)新，必須關(guān)注生物（生態(tài)）工程、化學(xué)工程等相關(guān)領(lǐng)域的理論和技術(shù)發(fā)展。實(shí)驗(yàn)原理過(guò)硫酸鉀水溶液在60℃K2S2O8+2H2O=2KHSO4+O2+2H+如果將K2S2O8和NaOH按一定的比例混合作為氧化劑，則消解反應(yīng)開(kāi)始時(shí)溶液呈堿性。K2S2O8分解產(chǎn)生的氧（O2）將水樣中不同形態(tài)的氮氧化成硝酸鹽，同時(shí)K2S2O8分解產(chǎn)生的H+不斷中和NaOH。當(dāng)NaOH被H+完全中和后溶液逐漸變成中性甚至酸性。在弱酸性溶液中，K2S2O8分解產(chǎn)生的氧（O2），又將各種形態(tài)的磷氧化成正磷酸鹽。因此，該方法的關(guān)鍵是要選擇一個(gè)適度的K2S2O8溶液。實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)儀器微波密封消解COD快速測(cè)定儀：汕頭市環(huán)海工程總公司；精密pH計(jì)（pHS-3C）：上海雷磁儀器廠；紫外分光光度計(jì)（UV–1201）：北京瑞利分析儀器公司；立式壓力蒸氣滅菌器（LS-C50L）：江陰濱江醫(yī)療設(shè)備廠；50mL聚四氟乙烯密封消解罐，25mL、50mL比色管若干。實(shí)驗(yàn)試劑無(wú)氨水：每升去離子水中加0.1mL硫酸在全玻璃蒸餾器中重蒸餾，棄去50ml初餾液，接取其余餾出液體于具塞磨口的玻璃瓶中，密塞保存。硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（C=100.00mg/L）：硝酸鉀在105～110℃烘箱中干燥3h，在干燥器中冷卻后，稱取0.7218g，溶于水中，移至1000mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線在0～10℃暗處保存，或加入1～2mL三氯甲烷保存，可穩(wěn)定6個(gè)月。堿性過(guò)硫酸鉀溶液：稱取40g過(guò)硫酸鉀，分別加入6g氫氧化鈉，溶于水中，稀釋至1000mL，配制成6g/LNaOH的堿性過(guò)硫酸鉀溶液存放在聚乙烯瓶?jī)?nèi)。磷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（C=50.00mg/L）：稱取0.2197±0.001g于110℃干燥2h的磷酸二氫鉀（KH2PO4），用水溶解后轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶中，加入大約800mL水，加5mL的（1+1）H2SO4鉬酸鹽溶液：溶解13g鉬酸銨[(NH4)6Mo7O24·4H2O]于100mL水中。在不斷攪拌下，將鉬酸銨溶液徐徐加到300mL（1+1）H2SO4中，加酒石酸銻鉀溶液，并且混合均勻，此試劑貯存于棕色瓶中冷處保存，至少穩(wěn)定2個(gè)月?？箟难崛芤?，100g/L：溶解10g抗壞血酸于水中，并稀釋至100mL。該溶液貯存于棕色玻璃瓶中，在冷處可穩(wěn)定幾周。如不變色可長(zhǎng)時(shí)間使用。含硝酸鹽氮10.00mg/L、磷5.00mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)使用溶液：準(zhǔn)確移取100.00mg/L的硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)貯備液10.00mL，含磷50.00mg/L的標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液10.00mL于100mL的容量瓶中，定容至100mL。以上試劑均用無(wú)氨水或新鮮去離子水作為空白用水分別配置。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)步驟水樣的消解準(zhǔn)確移取混勻水樣10mL、堿性過(guò)硫酸鉀溶液5mL于消解罐中，旋緊外蓋，每次將6個(gè)消解罐均勻放在微波爐負(fù)載盤上圍成一圈進(jìn)行消解，消解12min+10s（若加空白試驗(yàn)，則消解14min+10s）。消解完后取出消解罐用水冷卻至室溫，用蒸餾水將內(nèi)蓋沖洗三次以上，要求沖洗干凈，沖洗液全部移至25mL比色管中，定容至25mL?？偟偭椎目偟臏y(cè)定：取消解后溶液10mL置25mL比色管中，定容至標(biāo)線。移取部分溶液至10mm石英比色皿中，在紫外分光光度計(jì)上，以無(wú)氨水作參比，分別在波長(zhǎng)為220與275nm處測(cè)定吸光度，并用公式A=A220-A275求出校正習(xí)慣度A。總磷的測(cè)定：取消解后溶液10mL置25mL比色管中，定容至標(biāo)線。室溫下放置15min后，使用光程為30nm比色皿，在700nm波長(zhǎng)下，以無(wú)氨水做參比，測(cè)定吸光度?？鄢瞻自囼?yàn)的吸光度后，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得總磷的含量。空白試驗(yàn)空白試驗(yàn)除以10mL無(wú)氨水代替試料外，采用與測(cè)定完全相同的試劑、用量和分析步驟進(jìn)行操作。標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制取用無(wú)氨水配置的含硝酸鹽氮10.00mg/L、磷5.00mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)使用溶液（N：0.10mL、0.30mL、0.50mL、1.00mL、5.00mL、10.00mL；P：0.20mL、0.40mL、1.20mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL）依次于12個(gè)消解罐中，分別加無(wú)氨水或新鮮去離子水至10mL，加堿性過(guò)硫酸鉀溶液5mL，然后按照水樣消解方法消解12min，按照總氮總磷的測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定，所得數(shù)據(jù)以濃度對(duì)吸光度作圖?？偟臉?biāo)準(zhǔn)曲線繪制時(shí)，零濃度溶液和硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用溶液制得的校準(zhǔn)系列完成全部分析步驟，于波長(zhǎng)220和275nm處測(cè)定吸光度后，分別按公式：As=As220-2As275，Ab=Ab220-2Ab275，At=As-Ab求出除零濃度外其他校準(zhǔn)系列的校正吸光度As和零濃度的校正吸光度Ab及其差值A(chǔ)t，按At值與相應(yīng)的NO3-N含量（μg）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總磷吸光度的測(cè)定名稱編號(hào)700nm平均值平行樣平均值校正值空白樣0.0030.0020.0020.0000.0020.0021號(hào)0.0120.0120.0110.0090.0120.0121號(hào)平行樣0.0100.0100.0100.0102號(hào)0.0160.0150.01550.01350.0150.0162號(hào)平行樣0.0160.0160.0160.0163號(hào)0.0110.0110.01050.00850.0110.0103號(hào)平行樣0.0100.0100.0100.010總氮吸光度的測(cè)定 名稱編號(hào)220.0nm275.0nm平均值平行樣平均值校正值參比-0.006-0.0050.0040.0040.000-0.006-0.005-0.006-0.005空白1.2770.0081.2581.2581.2541.2840.0141.2840.0131號(hào)1.3650.0061.3531.3291.3251.3650.0061.3650.0061號(hào)平行樣1.3180.0061.3051.3180.0061.3180.0072號(hào)1.3990.0111.3781.3821.3781.4010.0111.4000.0112號(hào)平行樣1.3940.0041.3861.3821.3781.3940.0041.3950.0043號(hào)1.3540.0081.3381.3271.3231.3530.0081.3540.0083號(hào)平行樣1.3440.0141.3161.3460.0151.3450.014磷標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：編號(hào)波長(zhǎng)記錄1記錄2記錄3平均值校正值參比220.0nm0.0000.0000.0010.0000.000275.0nm0.0000.0000.000空白220.0nm1.5801.5821.5831.5461.546275.0nm0.0180.0180.0181號(hào)275.0nm1.7461.7711.7651.7411.741275.0nm0.0120.0130.0132號(hào)275.0nm1.6381.6431.6431.6171.617275.0nm0.0120.0130.0123號(hào)275.0nm1.8101.8201.8201.7751.775275.0nm0.0200.0210.0214號(hào)275.0nm1.8661.8721.8691.8281.828275.0nm0.0210.0200.0205號(hào)275.0nm1.8101.8171.8151.7651.765275.0nm0.0240.0250.0256號(hào)275.0nm1.9211.9271.9261.8891.889275.0nm0.0190.0180.017氮標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：編號(hào)記錄1記錄2記錄3平均值校正值空白0.0020.0020.0020.0020.0001號(hào)0.0060.0060.0060.0060.0042號(hào)0.0140.0140.0140.0140.0123號(hào)0.0270.0270.0270.0270.0254號(hào)0.0410.0410.0410.0410.0395號(hào)0.0840.0840.0840.0840.0826號(hào)0.1230.1220.1230.1230.121共享標(biāo)準(zhǔn)曲線：說(shuō)明：公式中出現(xiàn)的2E-05表示的意思是2*10-5。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：TP測(cè)定結(jié)果:樣品1：在y=0.004x+0.0009中，當(dāng)y=0.009時(shí)，得出x=2.025mg;含量：C1=2.025/10mg/ml=0.2025ug/L樣品2：在y=0.004x+0.0009中，當(dāng)y=0.0135時(shí)，得出x=3.150mg;含量：C1=3.150/10mg/ml=0.3150ug/L樣品3：在y=0.004x+0.0009中，當(dāng)y=0.0085時(shí)，得出x=1.900mg;含量：C1=1.900/10mg/ml=0.0190ug/LTN測(cè)定結(jié)果：樣品1：在y=0.0018x-2E-05中，當(dāng)y=1.325時(shí)，得出x=736.12×10-3mg;含量：C1=736.12×10-3/10mg/ml=73.612ug/L樣品2：在y=0.0018x-2E-05中，當(dāng)y=1.378時(shí)，得出x=765.57×10-3mg;含量：C1=765.57×10-3/10mg/ml=76.557ug/L樣品3：在y=0.0018x-2E-05中，當(dāng)y=1.323時(shí)，得出x=735.01×10-3mg;含量：C1=73.501×10-3/10mg/ml=73.501ug/L2.3總結(jié)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理結(jié)果，從目前表示水體富營(yíng)養(yǎng)化的指標(biāo)中：水中無(wú)機(jī)氮的含量為300mg/m3、總磷含量為20mg/m3以上為富營(yíng)養(yǎng)化標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷得出二者含量均未超過(guò)這個(gè)指標(biāo)，當(dāng)然也有恨重要的一個(gè)原因就是所測(cè)的湖塘水已經(jīng)被為其一個(gè)周的大雨所稀釋，所以這個(gè)結(jié)果不能完全代表平時(shí)湖塘水質(zhì)。2.4思考題請(qǐng)列出現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于水、氣樣方面的總氮總磷測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)，并簡(jiǎn)單闡述各自的測(cè)定原理。答：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于水的總氮總磷測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)有：總磷的測(cè)定鉬酸銨分光光度法總氮(TN)和總磷(TP)是《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)中的基本項(xiàng)目,是地表水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要指標(biāo),其標(biāo)準(zhǔn)分析方法分別為堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法(GB11894-89)和過(guò)硫酸鉀消解鉬酸銨分光光度法(GB11893-89)?？偭椎臏y(cè)定。鉬酸銨分光光度法:在中性條件下用過(guò)硫酸鉀（或硝酸－高氯酸）使試樣消解，將所含磷全部氧化為正磷酸鹽。在酸性介質(zhì)中，正磷酸鹽與鉬酸銨反應(yīng)，在銻鹽存在下生成磷鉬雜多酸后，立即被抗壞血酸還原，生成藍(lán)色的絡(luò)合物。堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法：在60℃以上水溶液中，過(guò)硫化鉀可分解產(chǎn)生硫酸氫鉀和原子態(tài)氧，硫酸氫鉀在溶液中離解而產(chǎn)生氫離子，故在氫氧化鈉的堿性介質(zhì)中可促使分解過(guò)程趨于完全。分解出的原子態(tài)氧在120~140請(qǐng)查閱近五年來(lái)的文獻(xiàn)，列出二個(gè)以上的總氮總磷聯(lián)合測(cè)定方法，并指出他們各自優(yōu)缺點(diǎn)。答：①.高級(jí)氧化-分光光度法聯(lián)合測(cè)定水中總氮總磷.高級(jí)氧化法是一種高效的新型水處理工藝，運(yùn)用光、電、催化劑等手段，產(chǎn)生高活性的OH。OH具有強(qiáng)氧化性，可以無(wú)選擇地將各種有機(jī)、無(wú)機(jī)污染物迅速氧化消解。筆者將O3、UV、US和高壓靜放電等技術(shù)相結(jié)合，在多種高級(jí)氧化技術(shù)協(xié)同作用下產(chǎn)生大量·OH，可以將含氮磷水樣快速高效地氧化、消解。并且結(jié)合分光光度法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水中總氮、總磷的在線連續(xù)檢測(cè)。優(yōu)點(diǎn)：有無(wú)需添加化學(xué)氧化劑，測(cè)量準(zhǔn)確、快速、方便、準(zhǔn)確度和精密度高。缺點(diǎn)：不太適合污染程度較輕的水體，且設(shè)備花費(fèi)高。②.微波－H2O2消解法聯(lián)合快速測(cè)定水中總氮總磷。優(yōu)點(diǎn)：本方法與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法比較具有操作簡(jiǎn)單，快速，消解完全，精密度和準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)。缺點(diǎn)：過(guò)氧化氫加入量需要嚴(yán)格掌控，如果用量過(guò)少，不能將樣品中的有機(jī)物完全消解；反之，會(huì)影響后續(xù)的測(cè)定且造成試劑的浪費(fèi)，且過(guò)氧化氫穩(wěn)定性差。③.高壓—過(guò)硫酸鉀消解法,該方法可以減少50%的樣品使用量和50%的消解時(shí)間，可以簡(jiǎn)化操作步驟，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，達(dá)到快速、省時(shí)、省力的效果，提高了監(jiān)測(cè)工作效率。但是過(guò)硫酸鉀對(duì)總氮空白值影響特別大，并且過(guò)硫酸鉀特別難溶。④.微波消解流動(dòng)注射法將微波消解和