CN104089913A

CN104089913A - 污泥中全氮含量的测定方法

Info

Publication number: CN104089913A
Application number: CN201410311438.1A
Authority: CN
Inventors: 周纳; 陈美香
Original assignee: FUJIAN HAIXIAN ENVIRONMENTAL PROTECTION Co Ltd
Current assignee: FUJIAN HAIXIAN ENVIRONMENTAL PROTECTION Co Ltd
Priority date: 2014-07-02
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2014-10-08

Abstract

本发明提供的污泥中全氮含量的测定测定方法通过80目至100目尼龙筛进行处理，然后加浓硫酸(H₂SO₄)5ml，放在调温电炉上高温消煮50-70分钟，消化结束后，转移至250mL容量瓶中，稀释定容到刻度，摇匀，静置备用；然后将备用样品利用氢氧化钾溶液调节pH至10以上，混匀，放置使之沉淀，用经无氨水冲洗过的中速滤纸过滤，取过滤后的上清液50ml放入具塞磨口玻璃比色管中，与标准溶液同条件下进行操作，测量吸光度；与空白试验校正吸光度作对照实验，测定出污泥中全氮的含量。本发明提供的污泥中全氮含量的测定方法操作简单，可在现性强，不易受干扰，同时又能保证所测定数据的准确性。

Description

污泥中全氮含量的测定方法

技术领域

本发明涉及环保监测领域，特别是涉及污泥中全氮含量的测定方法。

技术背景

随着经济的发展，城市规模的不断夸大，大量人口不断涌入城市中，城市的污水也因此不断增多，污水中的污染物会逐渐富集到污泥中。污泥中的污染物也会很容易的释放到水体中，在污染物中含氮量如果超过一定值，就会导致水体富营养化，破坏环境。目前我国污泥处置的方法主要有填埋及农用，若将污泥农用就必须测定其肥分和有害物，因此有必要对污泥中总氮进行测定，但现有的测定方法比较容易受干扰，稳定性不高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种稳定性高、不容易受干扰的污泥中全氮含量的测定方法。

上述污泥中全氮含量的测定方法的技术方案如下：

（1）样品预处理：将湿污泥样品平铺于此托盘上，用玻璃棒等压散，出去泥样中石子和动植物残体等异物，混匀备用；干污泥样品除去石子和动植物残体等异物后，用四分法缩分至获得所需样品，用玛瑙研钵研磨至样品全部通过尼龙筛（80目至100目），混匀备用。

（2）将样品在分析天平上称取标准样品0.3—1g，放入圆底烧瓶中；然后加浓硫酸(H₂SO₄)5ml，并在瓶口加一只弯颈小漏斗，放在调温电炉上高温消煮50-70分钟，使硫酸大量冒烟，当看不到黑色碳粒存在时即可，如果有机质含量超过5%时，应加1—2g焦硫酸钾，以提高温度加强硫酸的氧化能力；消化结束后，冷却到室温，向圆形烧瓶瓶中缓慢的延瓶壁加入少量水，后转移至250mL容量瓶中，定容到刻度，摇匀，静置备用。

（3）取上述备用样品100mL于250mL烧杯中，利用氢氧化钾溶液调节pH至10以上，加入1 ml硫酸锌溶液，混匀，放置使之沉淀，用经水冲洗过的中速滤纸过滤，弃去初滤液20 ml，或者对絮凝后样品离心处理。

（4）校准曲线的绘制：在8个50 ml比色管中分别加入0.00 ml、0.50ml、1.00 ml、 2.00 ml、4.00ml、6.00ml、8.00ml和10.00 ml氨氮标准工作溶液，其所对应的氨氮含量分别为0.0μg、5.0μg 、10.0μg、20.0μg、40.0μg、60.0μg、80.0μg和100 μg，加水至标线。加入1.0 ml酒石酸钾钠溶液，摇匀，再加入纳氏试剂1.0 ml，摇匀。放置10 min后，在波长420 nm下，用20 mm比色皿，以水作参比，测量吸光度。以空白校正后的吸光度为纵坐标，以其对应的氨氮含量为横坐标，绘制校准曲线。

（5）取离心或过滤后的上清液50mL（若水样浓度超过2mg/L，可适当少取水样体积）放入具塞磨口玻璃比色管中，与标准溶液同条件下进行操作，测量吸光度；与空白试验校正吸光度作对照实验，通过公式测定出污泥中全氮的含量。

上述技术方案所需的实验仪器和实验试剂如下：

1、试验仪器

UV530分光光度计、四联加热套、圆形烧瓶、弯柄小漏斗、碎瓷片、玛瑙研钵、80或100目尼龙筛、电子天平、烧杯、容量瓶、漏斗。

2、试验试剂

除非另有说明，分析时所用试剂均使用符合国家标准的分析纯化学试剂，实验用水按（1）制备，使用经过检定的容量器皿和量器。

（1）无氨水，在无氨环境中用下述方法之一制备。

①离子交换法

蒸馏水通过强酸性阳离子交换树脂（氢型）柱，将流出液收集在带有磨口玻璃塞的玻璃瓶内。每升流出液加10 g同样的树脂，以利于保存。

② 蒸馏法

在1 000 ml的蒸馏水中，加0.1 ml硫酸（ρ=1.84 g/ml），在全玻璃蒸馏器中重蒸馏，弃去前50 ml馏出液，然后将约800 ml馏出液收集在带有磨口玻璃塞的玻璃瓶内。每升馏出液加10 g强酸性阳离子交换树脂（氢型）。

③ 纯水器法

用市售纯水器临用前制备。

（2）纳氏试剂，可选择下列方法的一种配制

① 二氯化汞-碘化钾-氢氧化钾（HgCl₂-KI-KOH）溶液；

称取15.0 g氢氧化钾（KOH），溶于50 ml水中，冷却至室温，称取5.0 g碘化钾（KI），溶于10 ml水中，在搅拌下，将2.50 g二氯化汞（HgCl₂）粉末分多次加入碘化钾溶液中，直到溶液呈深黄色或出现淡红色沉淀溶解缓慢时，充分搅拌混合，并改为滴加二氯化汞饱和溶液，当出现少量朱红色沉淀不再溶解时，停止滴加。在搅拌下，将冷却的氢氧化钾溶液缓慢地加入到上述二氯化汞和碘化钾的混合液中，并稀释至100 ml，于暗处静置24 h，倾出上清液，贮于聚乙烯瓶内，用橡皮塞或聚乙烯盖子盖紧，存放暗处，可稳定1个月。

② 碘化汞-碘化钾-氢氧化钠（HgI₂-KI-NaOH）溶液

称取16.0 g氢氧化钠（NaOH），溶于50 ml水中，冷却至室温，称取7.0 g碘化钾（KI）和10.0 g碘化汞（HgI₂），溶于水中，然后将此溶液在搅拌下，缓慢加入到上述50 ml氢氧化钠溶液中，用水稀释至100 ml。贮于聚乙烯瓶内，用橡皮塞或聚乙烯盖子盖紧，于暗处存放，有效期1年。

（3）酒石酸钾钠溶液，ρ=500 g/L

称取50.0 g酒石酸钾钠（KNaC₄H₆O₆·4H₂O）溶于100 ml水中，加热煮沸以驱除氨，充分冷却后稀释至100 ml。

（4）焦硫酸钾。

（5）硫酸锌溶液，ρ=100 g/L

称取10.0 g硫酸锌（ZnSO₄·7H₂O）溶于水中，稀释至100 ml。

（6）氢氧化钾溶液，ρ=250 g/L

称取25 g氢氧化钾溶于水中，稀释至100 ml。

（7）浓硫酸。

（8）氨氮标准贮备溶液，ρ_N=1 000 μg/ml

称取3.8190g氯化铵（NH₄Cl，优级纯，在100～105℃干燥2 h），溶于水中，移入1000 ml容量瓶中，稀释至标线，可在2～5℃保存1个月。

（9）氨氮标准工作溶液，ρ_N=10 μg/ml。吸取5.00 ml氨氮标准贮备溶液（8）于500 ml容量瓶中，稀释至刻度。临用前配制。

结果计算

计算试样校正吸光度和空白试验校正吸光度差值Ar，样品中总氮的含量w（mg/kg）按公式（1）进行计算。

= （1）

式中：

w ——样品中总氮（以N计）的质量浓度，mg/kg；

Ar ——试样的校正吸光度与空白试验校正吸光度的差值；

a ——校准曲线的截距；

b ——校准曲线的斜率；

m——样品称样量，单位g；

v——取样体积，单位mL；

f ——样品含水率，以小数点表示；

50——比色定容体积，单位mL；

250——样品于容量瓶中的定容体积，单位mL。

3、利用土壤成分分析标准物质样品做再现性和准确性试验。

3.1、按上述方法，在相同条件下，称取若干份土壤标准样品，进行测定，分别计算测定结果，用RSD 来表示，结果见表1。

表1再现性试验

序号	GSS-1	GSS-3	GSS-4	GSS-6
					1	1840	628	943	722
2	1873	627	1029	767
					3	1862	592	933	710
4	1920	611	1019	785
					5	1855	600	962	725
6	1890	660	974	756
					平均值（mg/kg）	1873	619	976	744
RSD(%)	1.38	3.59	4.04	3.97
					保证值（mg/kg）	1870+67	640+50	1000+62	740+59

由上表可知再现性效果良好。

3.2、回收率试验

为了验证本方法的准确性，利用污水厂的污泥样品做了四个系列的加标回收率试验。结果如表2所示。

表2回收率试验

由上表可知本方法的全氮回收率在97.7%-104%之间，说明本方法准确性非常可靠。

本发明提供的污泥中全氮含量的测定方法操作简单，可在现性强，不易受干扰，同时又能保证所测定数据的准确性。

具体实施方式

下面将结合具体实施例，进一步阐述本发明。

1.传统方法测量全氮含量

除非另有说明，分析时所用试剂均使用符合国家标准的分析纯化学试剂，实验用均为无氨水，使用经过检定的容量器皿和量器。

1.1样品预处理：应采集具有代表性的污泥产品，将湿污泥样品平铺于此托盘上，用玻璃棒等压散，出去泥样中石子和动植物残体等异物，混匀备用；干污泥样品除去石子和动植物残体等异物后，用四分法缩分至获得所需样品，用玛瑙研钵研磨至样品全部通过尼龙筛（80目至100目），混匀备用。

1.2试验：准确称取准备好的试样0.01g（精确到0.1mg）于250mL具塞三角烧瓶中，加入100mL水，50mL碱性过硫酸钾，混匀，塞紧磨口塞，用布及绳等扎紧瓶塞，以防弹出。将三角瓶置于医用手提蒸汽灭菌器中，加热，使压力表指针到1.1kg/cm2-1.4 kg/cm2 ，此时温度达120℃-124℃，保持此温度1h后，停止加热。带压力表指针降至零后，开阀放气，移去外盖，取出三角瓶并冷至室温。

将消解样品过滤并移入250mL容量瓶中，并用水充分淋洗三角瓶和漏斗，一并移入容量瓶中，加（1+9）盐酸10mL，定容至刻度，混匀静置。

1.3空白试验

用100.00ml水代替试样，按照1.1步骤进行测定。

1.4校准曲线的绘制

分别量取0.00ml、0.20ml、0.50ml、1.00ml、3.00ml和7.00ml硝酸钾标准使用液于25ml具塞磨口玻璃比色管中，其对应的总氮（以N计）含量分别为0.00μg、2.00μg、5.00μg、10.0μg、30.0μg和70.0μg。加水稀释至10.00ml，再加入5.00ml碱性过硫酸钾溶液，塞紧管塞，用纱布和线绳扎紧管塞，以防弹出。将比色管置于高压蒸汽灭菌器中，加热至顶压阀吹气，关阀，继续加热至120℃开始计时，保持温度在120～124℃之间30min。自然冷却、开阀放气，移去外盖，取出比色管冷却至室温，按住管塞将比色管中的液体颠倒混匀2～3次。

1.5比色

使用10mm石英比色皿，在紫外分光光度计上，以水作参比，分别于波长220nm和275nm处测定吸光度。零浓度的校正吸光度Ab、其他标准系列的校正吸光度As及其差值Ar按公式（2）、（3）和（4）进行计算。以总氮（以N计）含量（μg）为横坐标，对应的Ar值为纵坐标，绘制校准曲线。

A_b＝Ab₂₂₀－2Ab₂₇₅ （2）

As＝As₂₂₀－2As₂₇₅ （3）

Ar＝As－Ab （4）

式中：

Ab ——零浓度（空白）溶液的校正吸光度；

Ab220 ——零浓度（空白）溶液于波长220nm处的吸光度；

Ab275 ——零浓度（空白）溶液于波长275nm处的吸光度；

As ——标准溶液的校正吸光度；

As220 ——标准溶液于波长220nm处的吸光度；

As275 ——标准溶液于波长275nm处的吸光度；

Ar ——标准溶液校正吸光度与零浓度（空白）溶液校正吸光度的差。

1.5结果计算

污泥中总氮含量w，数值一毫克每千克（mg/kg）表示，按下式（5）计算：

= (5)

式中：

C——在校准曲线上查得的总氮含量的数值，单位mg/L；

V——样品定容体积250mL；

m——称取试样的重量，单位g；

f——试样的含水率的数值，以小数点表示。

计算结果如表3所示。

表3传统方法测量全氮含量

2.本发明方法测量全氮含量

2.1样品预处理：将湿污泥样品平铺于此托盘上，用玻璃棒等压散，出去泥样中石子和动植物残体等异物，混匀备用；干污泥样品除去石子和动植物残体等异物后，用四分法缩分至获得所需样品，用玛瑙研钵研磨至样品全部通过尼龙筛（80目至100目），混匀备用。

2.2在分析天平上称取标准样品0.3—1g，放入圆底烧瓶中；然后加浓硫酸(H₂SO₄)5ml，并在瓶口加一只弯颈小漏斗，放在调温电炉上高温消煮50-70分钟，使硫酸大量冒烟，当看不到黑色碳粒存在时即可，如果有机质含量超过5%时，应加1—2g焦硫酸钾，以提高温度加强硫酸的氧化能力；消化结束后，冷却到室温，向圆形烧瓶瓶中缓慢的延瓶壁加入少量水，后转移至250mL容量瓶中，定容到刻度，摇匀，静置备用。

2.2取上述备用样品100mL于250mL烧杯中，利用氢氧化钾溶液调节pH至10以上，加入1 ml硫酸锌溶液，混匀，放置使之沉淀，用经水冲洗过的中速滤纸过滤，弃去初滤液20 ml，或者对絮凝后样品离心处理。

2.3校准曲线的绘制：在8个50 ml比色管中加入与试样体积相同的空白液，分别加入0.00 ml、0.50ml、1.00 ml、 2.00 ml、4.00ml、6.00ml、8.00ml和10.00 ml氨氮标准工作溶液，其所对应的氨氮含量分别为0.0μg、5.0μg 、10.0μg 、20.0μg、40.0μg、60.0μg、80.0μg和100 μg，加水至标线。加入1.0 ml酒石酸钾钠溶液，摇匀，再加入纳氏试剂1.0 ml，摇匀。放置10 min后，在波长420 nm下，用20 mm比色皿，以水作参比，测量吸光度。以空白校正后的吸光度为纵坐标，以其对应的氨氮含量为横坐标，绘制校准曲线。

2.4 取离心或过滤后的上清液50mL（若水样浓度超过2mg/L，可适当少取水样体积）放入具塞磨口玻璃比色管中，与标准溶液同条件下进行操作，测量吸光度；与空白试验校正吸光度作对照实验，测定出污泥中全氮的含量。

2.5结果计算

计算试样校正吸光度和空白试验校正吸光度差值A_r，样品中总氮的含量w（mg/kg）按公式（1）进行计算。

= （1）

式中：

w ——样品中总氮（以N计）的质量浓度，mg/kg；

Ar ——试样的校正吸光度与空白试验校正吸光度的差值；

a ——校准曲线的截距；

b ——校准曲线的斜率；

m——样品称样量，单位g；

v——取样体积，单位mL；

f ——样品含水率，以小数点表示；

50——比色定容体积，单位mL；

250——样品于容量瓶中的定容体积，单位mL。

计算结果如表4所示。

表4本发明方法测量全氮含量

结论：从两种不同的测定方法中可以看出使用传统方法测定全氮的含量明显低于本发明的测定值，而且使用传统测定方法容易受干扰，稳定性不高。

Claims

1.污泥中全氮含量的测定方法，其特征在于：所述方法按如下步骤进行：

（1）样品预处理：将湿污泥样品平铺于此托盘上，用玻璃棒等压散，出去泥样中石子和动植物残体等异物，混匀备用；干污泥样品除去石子和动植物残体等异物后，用四分法缩分至获得所需样品，用玛瑙研钵研磨至样品全部通过尼龙筛（80目至100目），混匀备用；

（2）将样品在分析天平上称取标准样品0.3—1g，放入圆底烧瓶中；然后加浓硫酸(H₂SO₄)5ml，并在瓶口加一只弯颈小漏斗，放在调温电炉上高温消煮50-70分钟，使硫酸大量冒烟，当看不到黑色碳粒存在时即可，如果有机质含量超过5%时，应加1—2g焦硫酸钾，以提高温度加强硫酸的氧化能力；消化结束后，冷却到室温，向圆形烧瓶瓶中缓慢的延瓶壁加入少量水，后转移至250mL容量瓶中，定容到刻度，摇匀，静置备用；

（3）取上述备用样品100mL于250mL烧杯中，利用氢氧化钾溶液调节pH至10以上，加入1 ml硫酸锌溶液，混匀，放置使之沉淀，用经水冲洗过的中速滤纸过滤，弃去初滤液20 ml，或者对絮凝后样品离心处理；

（4）校准曲线的绘制：在8个50 ml比色管中加入与试样体积相同的空白液，分别加入0.00 ml、0.50ml、1.00 ml、 2.00 ml、4.00ml、6.00ml、8.00ml和10.00 ml氨氮标准工作溶液，其所对应的氨氮含量分别为0.0μg、5.0μg、10.0μg、20.0μg、40.0μg、60.0μg、80.0μg和100 μg，加水至标线；

加入1.0 ml酒石酸钾钠溶液，摇匀，再加入纳氏试剂1.0 ml，摇匀；

放置10 min后，在波长420 nm下，用20 mm比色皿，以水作参比，测量吸光度；

以空白校正后的吸光度为纵坐标，以其对应的氨氮含量为横坐标，绘制校准曲线；

2.如权利要求1所述的污泥中全氮含量的测定方法，其特征在于：所述公式为：

=

式中：

w ——样品中总氮（以N计）的质量浓度，mg/kg；

Ar ——试样的校正吸光度与空白试验校正吸光度的差值；

a ——校准曲线的截距；

b ——校准曲线的斜率；

m——样品称样量，单位g；

v——取样体积，单位mL；

f ——样品含水率，以小数点表示；

50——比色定容体积，单位mL；

250——样品于容量瓶中的定容体积，单位mL。