申请日2016.10.26
公开(公告)日2017.04.19
IPC分类号G01N27/26
摘要
本发明的目的在于提供一种操作简单、快速高效的电极法快速测定炼油污水中氨氮含量的试剂及方法。本发明的电极法快速测定炼油污水中氨氮含量的试剂由标准溶液和缓冲溶液构成，所述标准溶液是氯化铵溶液;所述缓冲溶液是氢氧化钠、酒石酸钾钠四水合物、乙二胺四乙酸二钠的混合溶液，所述氢氧化钠、酒石酸钾钠四水合物、乙二胺四乙酸二钠在缓冲溶液中的质量百分比为40～200：28.2～141：7.44～74.4。在测定过程中，缓冲溶液中的氢氧化钠用于调节待测水样pH值，使其达到11以上，而缓冲溶液中的酒石酸钾钠四水合物和乙二胺四乙酸二钠可以消除多种金属离子的干扰，例如铝、锌、镉、铜、铁等，使得试剂非常适合于炼油污水中氨氮含量的测定。
权利要求书
1.一种电极法快速测定炼油污水中氨氮含量的试剂，其特征在于由标准溶液和缓冲溶液构成，所述标准溶液是氯化铵溶液;所述缓冲溶液是氢氧化钠、酒石酸钾钠四水合物、乙二胺四乙酸二钠的混合溶液，所述氢氧化钠、酒石酸钾钠四水合物、乙二胺四乙酸二钠在缓冲溶液中的质量百分比为40～200：28.2～141：7.44～74.4;所述标准溶液中氯化铵的质量百分浓度与缓冲溶液中氢氧化钠的质量百分浓度之比为：10.956：40～200。
2.根据权利要求1所述的电极法快速测定炼油污水中氨氮含量的试剂，其特征在于所述氢氧化钠、酒石酸钾钠四水合物、乙二胺四乙酸二钠在缓冲溶液中的质量百分比为100：70.5：18.6;所述标准溶液中氯化铵的质量百分浓度与缓冲溶液中氢氧化钠的质量百分浓度之比为：10.956：100。
3.根据权利要求1所述的试剂进行电极法快速测定炼油污水中氨氮含量的方法，其特征在于包括如下步骤：
A：将缓冲溶液放入到待测水样中，并进行搅拌，用酸度计测量待测水样的电位，待电位数值稳定后记下酸度计的读数;
B：向待测水样中加入标准溶液，用酸度计测量待测水样的电位，待电位数值稳定后记下酸度计的读数;
C：根据A、B两步骤的电位差，由标准加入法的计算公式计算待测水样中的氨氮浓度。
4.根据权利要求3所述的电极法快速测定炼油污水中氨氮含量的方法，其特征在于所述C步骤中，当计算得到的待测水样的氨氮浓度大于40 mg/L时，则重新提取待测水样，并将待测水样稀释预定倍数，再重新执行A、B、C步骤，直到得到的待测水样的氨氮浓度处于0～40mg/L范围内，再将所得到的待测水样的氨氮浓度乘以待测水样所稀释的倍数，得到最终的待测水样的氨氮浓度。
5.根据权利要求3或4所述的电极法快速测定炼油污水中氨氮含量的方法，其特征在于所述缓冲溶液、标准溶液、待测水样的体积比为1：0. 25：25。
说明书
一种电极法快速测定炼油污水中氨氮含量的试剂及方法
技术领域
本发明属于环境监测领域，涉及一种电极法快速测定炼油污水中氨氮含量的试剂及方法。
背景技术
石油化工是我国国民经济发展的支柱工业，是关系到国计民生的重要行业。在炼油过程中，会产生含有氨氮的污水，在处理污水时，要对其氨氮含量进行测定。目前炼油污水氨氮的测定普遍采用比色法或蒸馏滴定法等国标测定方法，需要繁杂的处理过程，所需试剂较多且测定时间长，且易受水质组分的影响。尤其是石油化工污水组成复杂，受干扰的组分复杂多变。电极法测定水样中氨氮，具有不需预处理、干扰因素少和检出范围宽等优点，是一种环保、简便、快速且准确度和精确度高的氨氮测定方法，在其他污水处理领域监测有应用，但传统电极法测定炼油污水中的氨氮鲜有报道，原因是炼油污水水质较复杂，含有较多的金属离子，这对测定会造成干扰。因此，研究开发简单易行、快速高效、成本低的电极法快速测定炼油污水中氨氮含量的试剂及方法，具有较强的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单、快速高效的电极法快速测定炼油污水中氨氮含量的试剂及方法。
本发明的电极法快速测定炼油污水中氨氮含量的试剂由标准溶液和缓冲溶液构成，所述标准溶液是氯化铵溶液;所述缓冲溶液是氢氧化钠、酒石酸钾钠四水合物、乙二胺四乙酸二钠的混合溶液，所述氢氧化钠、酒石酸钾钠四水合物、乙二胺四乙酸二钠在缓冲溶液中的质量百分比为40～200：28.2～141：7.44～74.4;所述标准溶液中氯化铵的质量百分浓度与缓冲溶液中氢氧化钠的质量百分浓度之比为：10.956：40～200。
进一步地，优选的方案是所述氢氧化钠、酒石酸钾钠四水合物、乙二胺四乙酸二钠在缓冲溶液中的质量百分比为100：70.5：18.6;所述标准溶液中氯化铵的质量百分浓度与缓冲溶液中氢氧化钠的质量百分浓度之比为：10.956：100。
上述的电极法快速测定炼油污水中氨氮含量的试剂的方法包括如下步骤：
A：将缓冲溶液放入到待测水样中，并进行搅拌，用酸度计测量待测水样的电位，待电位数值稳定后记下酸度计的读数;
B：向待测水样中加入标准溶液，用酸度计测量待测水样的电位，待电位数值稳定后记下酸度计的读数;
C：根据A、B两步骤的电位差，由标准加入法的计算公式计算待测水样中的氨氮浓度。
进一步地，针对高氨氮浓度的待测水样进行测定时，可能会造成测定结果不准确的情形，本发明特别提出下述解决方案：所述C步骤中，当计算得到的待测水样的氨氮浓度大于40 mg/L时，则重新提取待测水样，并将待测水样稀释预定倍数，再重新执行A、B、C步骤，直到得到的待测水样的氨氮浓度处于0～40mg/L范围内，再将所得到的待测水样的氨氮浓度乘以待测水样所稀释的倍数，得到最终的待测水样的氨氮浓度。
进一步地，在上述测定过程中，所述缓冲溶液、标准溶液、待测水样的体积比为1：0. 25：25。
上述电极法测定氨氮的原理是：采用氨气敏电极，其是一种复合电极，以pH玻璃电极为指示电极，银-氯化银电极为参比电极。将电极置于塑料套管中，内盛有0.1mol/L氯化铵内充液，并装有气敏膜。首先往待测水样中加入pH调节液(即缓冲溶液)，将pH提高到11以上，使铵盐转化为氨，生成的氨由于扩散作用通过气敏膜，氨气进入内充液后，有如下平衡：NH3+H2O=NH4++OH-，氨气的产生使反应向右移动，使得内充液的pH值随氨的进入而升高，在恒定的离子强度、电极参数及温度下测得的电动势，与水样中氨氮浓度符合能斯特方程。由此可从测得的水样电位值，从而确定水样中氨氮的含量。
缓冲溶液中的氢氧化钠用于调节待测水样pH值，使其达到11以上，而缓冲溶液中的酒石酸钾钠四水合物和乙二胺四乙酸二钠可以消除多种金属离子的干扰，例如铝、锌、镉、铜、铁等，使得试剂非常适合于炼油污水中氨氮含量的测定。
上述标准加入法的计算公式为Cx=C△(10n△E/S-1)-1;其中C△=28.67mg/L，S=59.16，n=1。例如：测某待测溶液，加入缓冲溶液后，待电位稳定后读取电位E1，然后再加入标准溶液，待电位稳定后读取电位E2，由E1-E2得出△E，代入上述公式即可计算出该待测溶液的氨氮浓度Cx。
本发明采用的试剂种类较少、配置简单、成本低;采用的方法操作简单、快速高效、结果准确，适用于炼油污水中氨氮的测定，可以大大提高炼油厂环境监测部门的工作效率。
具体实施方式
下面通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
本实施例的电极法快速测定炼油污水中氨氮含量的试剂由标准溶液和缓冲溶液构成，所述标准溶液是氯化铵溶液，标准溶液中的氯化铵的质量百分浓度为10.956 g/L;缓冲溶液是氢氧化钠、酒石酸钾钠四水合物、乙二胺四乙酸二钠的混合溶液，缓冲溶液中的各成分的质量百分浓度如下：氢氧化钠：40 g/L;酒石酸钾钠四水合物：28.2 g/L;乙二胺四乙酸二钠：7.44 g/L。
采用上述试剂及电极法来进行炼油污水中氨氮浓度测定的过程如下：
A：将缓冲溶液2ml放入到50ml的待测水样中，并进行搅拌，用酸度计测量待测水样的电位，待电位数值稳定后记下酸度计的读数E1;
B：再向上述待测水样中加入0.5ml的标准溶液，用酸度计测量待测水样的电位，待电位数值稳定后记下酸度计的读数E2;
C：根据A、B两步骤所测得的电位差，由标准加入法的计算公式计算待测水样中的氨氮浓度。
标准加入法的计算公式为Cx=C△(10n△E/S-1)-1;其中C△=28.67mg/L，S=59.16，n=1，由E1-E2得出△E，代入上述公式即可计算出该待测溶液的氨氮浓度Cx。
所述C步骤中，当计算得到的待测水样的氨氮浓度Cx大于40 mg/L时，则重新提取待测水样，并将待测水样稀释预定倍数，再重新执行A、B、C步骤，直到得到的待测水样的氨氮浓度Cx处于0～40mg/L范围内，再将所得到的待测水样的氨氮浓度Cx乘以待测水样所稀释的倍数，得到最终的待测水样的氨氮浓度Cx。
实施例2：
本实施例中的标准溶液中的氯化铵的质量百分浓度仍为10.956 g/L，与实施例1不同的是，在本实施例中，缓冲溶液中的各成分的质量百分浓度如下：氢氧化钠：100 g/L;酒石酸钾钠四水合物：70.5 g/L;乙二胺四乙酸二钠：18.6g/L。
本实施例的测定方法与实施例1相同，此处不再赘述。
实施例3：
本实施例中的标准溶液中的氯化铵的质量百分浓度仍为10.956 g/L，与实施例1和2不同的是，在本实施例中，缓冲溶液中的各成分的质量百分浓度如下：氢氧化钠：200 g/L;酒石酸钾钠四水合物：141g/L;乙二胺四乙酸二钠：74.4g/L。
本实施例的测定方法与实施例1相同，此处不再赘述。
上述三个实施例的待测水样均为某炼油厂隔油池进水、好氧池O1出水、二沉池出水同一批次水样，将上述3种实施列的试剂和方法与标准方法《水质氨氮的测定 蒸馏-中和滴定法》测定结果相比较，结果见表1。结果显示，三个实施例的测定结果都与标准方法的测定结果相差不大，其中实施例2的测定结果误差率最小，所以选取实施例2中所述的缓冲溶液配比为最优配比。
表1：各个实施例的测定结果比较(单位：mg/L)