【正文】 實驗步驟（一）氨氮的測定——納氏試劑比色法1. 原理氨與納氏試劑反應(yīng)可生成黃色的絡(luò)合物，其色度與氨的含量成正比，可在425nm波長下比色測定。如水樣污染嚴(yán)重。2. 試劑(1) 不含氨的蒸餾水：水樣稀釋及試劑配制均用無氨蒸餾水。配制方法包括蒸餾法（，進(jìn)行重蒸餾，流出物接受于玻璃容器中）和離子交換法（讓蒸餾水通過強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂來制備較大量的無氨水）。(2) 磷酸鹽緩沖溶液（）： ，溶于水中并稀釋至1L。配制后用pH計測定其pH值。(3) 吸收液：2%。① 2%硼酸溶液：溶解20g硼酸于水中，稀釋至1L。② ：，用水稀釋至1L。(4) 納氏試劑：稱取5g碘化鉀，溶于5mL水中，分別加入少量氯化汞（HgCl2）溶液（ gHgCl2溶于40mL水中，必要時可微熱溶解），不斷攪拌至微有朱紅色沉淀為止。冷卻后加入氫氧化鉀溶液（15g氫氧化鉀溶于30mL水中），充分冷卻，加水稀釋至100mL。靜置一天，取上層清液貯于塑料瓶中，蓋緊瓶蓋，可保存數(shù)月。(5) 酒石酸鉀鈉溶液：稱取50g 酒石酸鉀鈉（KNaC4H4O64H2O）溶于水中，加熱煮沸以驅(qū)除氨，冷卻后稀釋至100mL。(6) 氨標(biāo)準(zhǔn)溶液： g無水氯化銨（NH4Cl）（預(yù)先在100℃干燥至衡重），溶于水中，轉(zhuǎn)入1000mL容量瓶中，稀釋至刻度。，即為10μg NH3N/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液。3. 步驟較清潔水樣可直接測定，如水樣受污染一般按下列步驟進(jìn)行。(1) 水樣蒸餾：為保證蒸餾裝置不含氨，須先在蒸餾瓶中加200mL無氨水，加10mL磷酸鹽緩沖溶液、幾粒玻璃珠，加熱蒸餾至流出液中不含氨為止（用納氏試劑檢驗），冷卻。然后將此蒸餾瓶中的蒸餾液傾出（但仍留下玻璃珠），量取水樣200mL，放入此蒸餾瓶中（如預(yù)先試驗水樣含氨量較大，則取適量的水樣，用無氨水稀釋至200mL，然后加入10mL磷酸鹽緩沖液）。另準(zhǔn)備一只250mL的容量瓶，移入50 mL吸收液（ mol/L硫酸或2%硼酸溶液），然后將導(dǎo)管末端浸入吸收液中，加熱蒸餾，蒸餾速度為每分鐘6～8mL，至少收集150mL餾出液，蒸餾至最后1～2min時，把容量瓶放低，使吸收液的液面脫離冷凝管出口，再蒸餾幾分鐘以洗凈冷凝管和導(dǎo)管，用無氨水稀釋至250mL，混勻，以備比色測定。(2) 測定：如為較清潔的水樣，直接取50mL澄清水樣置于50mL比色管中。一般水樣則取用上述方法蒸餾出的水樣50mL，置于50mL比色管中。若氨氮含量太高可酌情取適量水樣用無氨水稀釋至50mL。另取8支50mL比色管，分別加入銨標(biāo)準(zhǔn)溶液（含氨氮10μg/mL）、、加無氨水稀釋至刻度。在上述各比色管中，搖勻，搖勻放置10min，用1cm比色管，在波長425nm處，以試劑空白為參比測定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得水樣中氨氮的含量（μg/mL）。 （二）亞硝酸鹽氮的測定—鹽酸萘乙二胺比色法1. 原理在pH ～，水中亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸生成重氮鹽，再與鹽酸萘乙二胺偶聯(lián)生成紅色染料，最大吸收波長為543nm，其色度深淺與亞硝酸鹽含量成正比，可用比色法測定。2. 試劑(1) 不含亞硝酸鹽的蒸餾水：蒸餾水中加入少量高錳酸鉀晶體，使呈紅色，再加氫氧化鋇（或氫氧化鈣），使呈堿性，重蒸餾。棄去50mL初餾液，收集中間70%的無錳部分。（ MnSO4H2O），及1～%高錳酸鉀溶液使呈紅色，然后重蒸餾。(2) 亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)儲備液： 亞硝酸鈉溶于水中，加入1mL氯仿，稀釋至1000mL 。由于亞硝酸鹽氮在濕空氣中易被氧化，所以儲備液需標(biāo)定。標(biāo)定方法： ，（加亞硝酸鈉貯備液時需將吸管插入高錳酸鉀溶液液面以下）混合均勻，置于水浴中加熱至70～80℃， mol/L草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，使高錳酸鉀溶液褪色并過量，記錄草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液用量（V2）；再高錳酸鉀溶液滴定過量的草酸鈉到溶液呈微紅色，記錄高錳酸鉀溶液用量（V1）。用50mL不含亞硝酸鹽的水代替亞硝酸鈉貯備液，如上操作,用草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定高錳酸鉀溶的濃度，按下式計算高錳酸鉀溶液濃度（mol/L）：ρ1/5KMnO4=*V4/V3按下式計算亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)儲備液的濃度：ρ亞硝酸鹽氮=(V1*ρ1/*V2)**1000/式中，ρ1/5KMnO4是經(jīng)標(biāo)定的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；V1是滴定標(biāo)準(zhǔn)儲備液時，加入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液總量，mL；V2是滴定亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)儲備液時，加入草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液總量，mL；V3是滴定水時，加入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液總量，mL；V4是滴定水時，加入草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液總量，mL；（1/2 N）的摩爾質(zhì)量，g/mol；，mL；（1/2 Na2C2O4，）。(3) 亞硝酸鹽使用液：。(4) 草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（1/2 Na2C2O4，）： 經(jīng)105℃干燥2h的優(yōu)級純無水草酸鈉溶于水中，轉(zhuǎn)入1000mL容量瓶中加水稀釋至刻度。(5) 高錳酸鉀溶液（1/5KMnO4，）： g ，使體積減小至1000mL左右，放置過夜，用G3號熔結(jié)玻璃漏斗過濾后，濾液貯于棕色試劑瓶中，用上述草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定其準(zhǔn)確濃度。(6) 氫氧化鋁懸浮液：溶解125g硫酸鋁鉀[KAl(SO4)212H2O]或硫酸鋁銨[NH4Al (SO4)212H2O]于1 L水中，加熱到60℃，在不斷攪拌下慢慢加入55mL濃氨水，放置約1h，轉(zhuǎn)入試劑瓶內(nèi)，用水反復(fù)洗滌沉淀，至洗液中不含氨、氯化物、硝酸鹽和亞硝酸鹽為止。澄清后，把上層清液盡量全部傾出，只留濃的懸浮物，最后加100mL水。使用前應(yīng)振蕩均勻。(7) 鹽酸萘乙二胺顯色劑：50mL冰醋酸與900mL水混合，加熱使其全部溶解，攪拌溶解后用水稀釋至1L。溶液無色，貯存于棕色瓶中，在冰箱中保存可穩(wěn)定一個月（當(dāng)有顏色時應(yīng)重新配制）。3. 步驟(1) 水樣如有顏色和懸浮物，可在每100mL水樣中加入2mL 氫氧化鋁懸浮液，攪拌后，靜置過濾，棄去25mL初濾液。(2) （如亞硝酸鹽氮含量高，可酌情少取水樣，用無亞硝酸鹽蒸餾水稀釋至刻度）。(3) 取7支50mL比色管，分別加入含亞硝酸鹽氮1μg/、、用水稀釋至刻度。(4) 在上述各比色管中分別加入2mL顯色劑，20 min后在540nm處，用2cm比色皿，以試劑空白作參比測定其吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得水樣中亞硝酸鹽氮的含量（μg/mL）。（三）硝酸鹽氮的測定—二磺酸酚比色法1．原理濃硫酸與酚作用生成二磺酸酚，在無水條件下二磺酸酚與硝酸鹽作用生成二磺酸硝基酚，二磺酸硝基酚在堿性溶液中發(fā)生分子重排生成黃色化合物，最大吸收波長在410nm處，利用其色度和硝酸鹽含量成正比，可進(jìn)行比色測定。少量的氯化物即能引起硝酸鹽的損失，使結(jié)果偏低?？杉恿蛩徙y，使其形成氯化銀沉淀，過濾去除，以消除氯化物的干擾，（允許氯離子存在的最高濃度為10μg/mL，超過此濃度就要干擾測定）。 μg/mL時，將使結(jié)果偏高，可用高錳酸鉀將亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽，再從測定結(jié)果中減去亞硝酸鹽的含量。2．試劑(1) 二磺酸酚試劑：稱取15g精制苯酚，置于250mL三角燒瓶中，加入100mL濃硫酸，瓶上放一個漏斗，置沸水浴內(nèi)加熱6h，試劑應(yīng)為淺棕色稠液，保存于棕色瓶內(nèi)。(2) 硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)儲備液：（經(jīng)105℃烘4 h），溶于水中，轉(zhuǎn)入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度。此溶液含硝酸鹽氮100μg/mL。如加入2mL氯仿保存，溶液可穩(wěn)定半年以上。(3) 硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確移取100mL硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)儲備液，置于蒸發(fā)皿中，在水浴上蒸干，用玻棒磨擦蒸發(fā)皿內(nèi)壁，靜置10min，加入少量蒸餾水，移入500mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至標(biāo)線，即為20μgNO3N/mL 的標(biāo)準(zhǔn)溶液( NO3)。(4) 硫酸銀溶液：，溶于水中，稀釋至1L，于棕色瓶中避光保存。 氯（Cl）。(5) 高錳酸鉀溶液（1/5KMnO4， mol/L）：，溶于蒸餾水中，并稀釋至1L。(6) 乙二胺四乙酸二鈉溶液：稱取50g乙二胺四乙酸二鈉，用20mL蒸餾水調(diào)成糊狀，然后加入60mL濃氨水，充分混合，使之溶解。(7) 碳酸鈉溶液（1/2Na2CO3，）：，溶于1L水中。實驗用水預(yù)先要加高錳酸鉀重蒸餾，或用去離子水。3. 步驟(1) 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：、、，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。用1mL比色皿，以試劑空白作參比，于波長410nm處測定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。(2) 樣品的測定脫色：污染嚴(yán)重或色澤較深的水樣（即色度超過10度），可在100mL水樣中加入2mL Al(OH)3懸浮液。搖勻后，靜置數(shù)分鐘，澄清后過濾，棄去最初濾出的部分溶液（5～10mL）。除去氯離子：先用硝酸銀滴定水樣中的氯離子含量，據(jù)此加入相當(dāng)量的硫酸銀溶液。當(dāng)氯離子含量小于50mg/L時，加入固體硫酸銀。 mg硫酸銀作用。取50mL水樣，加入一定量的硫酸銀溶液或硫酸銀固體，充分?jǐn)嚢韬?。再通過離心或過濾除去氯化銀沉淀，濾液轉(zhuǎn)移至100mL的容量瓶中定容至刻度；也可在80℃水浴中加熱水樣，搖動三角燒瓶，使氯化銀沉淀凝聚，冷卻后用多層慢速濾紙過濾至100mL容量瓶，定容至刻度。扣除亞硝酸鹽氮影響：，可事先將其氧化為硝酸鹽氮。具體方法如下：在已除氯離子的100mL容量瓶中加入1mL ，至淡紅色出現(xiàn)并保持15min不褪為止，以使亞硝酸鹽完全轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}，最后從測定結(jié)果中減去亞硝酸鹽含量。測定：（如硝酸鹽氮含量較高可酌量減少）至蒸發(fā)皿內(nèi)，（pH 7～8），置于水浴中蒸干。取下蒸發(fā)皿，用玻棒研磨，使試劑與蒸發(fā)皿內(nèi)殘渣充分接觸，靜止10min，加入少量蒸餾水，攪勻，濾入50mL比色管中，加入3毫升濃氨水（使溶液明顯呈堿性）。如有沉淀可滴加EDTA溶液，使水樣變清，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，測定吸光度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線，計算出水樣中硝酸鹽氮的含量(μg/mL)。四、數(shù)據(jù)處理繪制NH3N、NO2N、NO3N的濃度與吸光度的工作曲線，根據(jù)工作曲線和樣品吸光度，計算水樣中“三氮”的含量；并比較水樣中“三氮”的含量，評價水體的自凈程度。五、思考題1. 如何通過測定三氮的含量來評價水體的“自凈”程度？如水體中僅含有NO3N，而NH4+和NO2未檢出，說明水體“自凈”作用進(jìn)行到什么階段？如水體中既有大量NH3N，又有大量NO3N，水體污染和“自凈”狀況又如何？2. 用納氏比色法測定氨氮時主要有哪些干擾，如何消除？3. 在三氮測定時，要求蒸餾水不含NHNONO3，如何檢驗？4. 在蒸餾比色測定氨氮時，？pH偏高或偏低對測定結(jié)果有何影響？5. 在亞硝酸鹽氮分析過程中，水中的強(qiáng)氧化性物質(zhì)會干擾測定，如何確定并消除？實驗四 生物化學(xué)需氧量的測定BOD5一、 目的和要求1. 了解BOD測定的意義及稀釋法測BOD的基本原理。2. 掌握本方法操作技能，如稀釋水的制備、稀釋倍數(shù)選擇、稀釋水的校核和溶解氧的測定等。二、 原理生物化學(xué)需氧量是指在好氧條件下，微生物分解有機(jī)物質(zhì)的生物化學(xué)過程中所需的溶解氧量。根據(jù)參加反應(yīng)的物質(zhì)和最終生成的物質(zhì)，可用下列的反應(yīng)式來概括生物化學(xué)反應(yīng)過程：酶 6C6H12O6+16O2+4NH3 4C5H7O2N+16CO2+28H2OO2 微生物 有機(jī)污染物 CO2+H2O+NH3微生物分解有機(jī)物是一個緩慢的過程，要把可分解的有機(jī)物全部分解掉常需要20d以上的時間，微生物的活動與溫度有關(guān)，所以測定生化需氧量時，常以20℃作為測定的標(biāo)準(zhǔn)溫度。一般來說，在第5天消耗的氧量大約是總需氧量的70%，為便于測定，目前國內(nèi)外普遍采用20℃培養(yǎng)5d所需氧作為指標(biāo)，以氧的mg/L表示，簡稱BOD5。水體發(fā)生生物化學(xué)過程必須具備：1. 水體中存在能降解有機(jī)物的好氣微生物。對易降解的有機(jī)物，如碳水化合物、脂肪酸、油脂等，一般微生物均能將其降解，如硝基或硫酸取代芳烴等，則必須進(jìn)行生物菌種馴化。2. 有足夠的溶解氧。為此，實驗用的稀釋水要充分曝氣以達(dá)到氧的飽和或接近飽和。稀釋還可以降低水中有機(jī)污染物的濃度，使整個分解過程在有足夠的溶解氧的條件下進(jìn)行。3. 有微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)。本實驗加入了一定量的無機(jī)營養(yǎng)物物質(zhì)，如磷鹽酸、鈣鹽、鎂鹽和鐵鹽等。稀釋法測定BOD是將水樣經(jīng)過適當(dāng)稀釋后，使其中含有足夠的溶解氧供微生物5d生化需氧的要求，將此水樣分成兩份。一份測定培養(yǎng)前的溶解氧；另一份放入20℃恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)5d后測定溶解氧，兩者的差值即為BOD5。水中有機(jī)污染物的含量越高，水中溶解氧消耗愈多，BOD值也愈高，水質(zhì)愈差。BOD是一種量度水中可被生物降解部分有機(jī)物（包括某些無機(jī)物）的綜合指標(biāo)，常用來評價水體有機(jī)物的污染程度，并已成為污水處理過程中的一項基本指標(biāo)。三、 儀器與試劑1. 恒溫培養(yǎng)箱[（20+1）℃]。2. 20L細(xì)玻璃瓶。3. 抽氣泵（或無油壓縮泵）。4. 特制攪拌棒。在玻璃下端安裝一個2mm厚，大小和量筒相匹配的有孔橡皮片。5. 250~300mL碘量瓶。6. 氯化鈣溶液。，溶于水中，稀釋至1L。7. 三氯化鐵溶液。（FeCl36H2O），溶于水中，稀釋至1L。8. 硫酸鎂溶液。（MgSO47H2O）,溶于水中，稀釋至1L。9. 磷酸鹽溶液。（KH2PO4）、（K2HPO4）、（NaHPO47H2O）（NH4CL），溶于水中，稀釋至1L。10. 葡萄糖谷氨酸溶液。分別稱取150mg葡萄糖和谷氨酸（均于130℃烘過1h），溶于水中，稀釋至1L。11. 1mol鹽酸溶液。12. 1mol氫氧化鈉溶液。13. 稀釋水。在20L玻璃瓶內(nèi)加入18L水，用抽氣或無油壓縮機(jī)通入清潔空氣2~8h，使水中溶解氧飽和或接近飽和（20℃時溶解氧大于8mg/L）。使用前，每升水中加入氯化鈣溶液、三氯化鐵溶液、硫酸溶液和磷酸鹽溶液各1mL，混合。14. 接種稀釋水。取適量生活污水于20C放置24~36h，上層清液即為接種液，每升稀釋水中加入1~3mL 接種液即為接種1稀釋水。