海水和海洋沉积物中总N 的测定Ξ王正方 扈传昱 吕海燕(国家海洋局第二海洋研究所,杭州,310012)摘 要 系统介绍海水和海洋沉积物中总氮的测定方法。
作者选用过硫酸钾为氧化剂将有关形式的氮转化成硝酸盐,将其还原成亚硝酸盐,连同原有的亚硝酸盐一起测定,获得海水和海洋沉积物中总氮。
该方法操作简单安全,精密度为4.7%,回收率为95%～104%,适于船上操作。
关键词 海水;海洋沉积物;总氮;分析方法中图法分类号 P734海水中最重要的无机氮有氨氮,亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。
除无机氮外还有多种溶解的和颗粒态的有机氮化物。
通过对氮化物含量的测定可以了解水域被污染状况[2],肥源情况以及有机物的分解趋势。
以前的研究均以无机氮的测定见多[1,3,4],而对于海水和海洋沉积物中总氮测定的研究却不是十分系统。
本文详细介绍了海水和沉积物中总氮的测定方法,此法操作简单安全,精密度高,适于船上操作。
已作为第二次全国海洋污染基线调查的推荐方法。
1 材料与方法1.1仪器(1)反应瓶:50m L 有聚丙烯或聚四氟乙烯螺旋盖的玻璃瓶(2)普通厨用压力锅(3)50m L 容量瓶若干(4)振荡器1.2试剂及配制(1)无氨蒸馏水或纯水。
(2)NaCl 溶液:31gNaCl (优级纯)溶于1000m L 无氨蒸馏水中。
(3)0.12m ol/L NaOH 溶液:4.8g 分析纯NaOH 溶于1L 无氨蒸馏水中,煮沸10min 后冷却稀释至原体积。
(4)K 2S 2O 8氧化剂:称取10g 重结晶的K 2S 2O 8溶于1L0.12m ol/L 的NaOH 溶液中,保存于具塞棕色试剂瓶中。
置于冰箱可至少稳定7d 。
K 2S 2O 8的提纯:在70～80℃的温度下溶解20gK 2S 2O 8于100m L 重蒸馏水中,将溶液冷却至接近零摄氏度,过滤。
由于K 2S 2O 8在零度时的溶解度仅为1.75g/100m L ,因此试剂的损失很增刊 1999年10月 青岛海洋大学学报JOURNA L OF OCE AN UNIVERSITY OF QING DAOSupplement Oct.1999 Ξ收稿日期:1999204208;修订日期:1999207212王正方,男,1941年出生,研究员。
261青 岛 海 洋 大 学 学 报 1999年少。
将已重结晶的盐置于干燥器中干燥。
(5)K NO3标准储备液:称取1.011gK NO3(在110℃烘干1h置于干燥器中冷却后称)溶于无氨蒸馏水,转入1L容量瓶稀释至标线,溶液含氮10.0μm ol/m L。
(6)K NO3标准使用溶液:移取上述溶液10m L于100m L容量瓶中,稀释至标线。
溶液含氮1.0μm ol/m L,临用前配。
(7)磺胺溶液:称取1.0g磺胺(NH2S O2C6H4NH2)溶于100m L浓HCl和500m L无氨蒸馏水中冷却后,稀释到1000m L,储存于1000m L棕色瓶中。
有效期两个月。
(8)盐酸萘乙二胺溶液:称取0.50g盐酸萘乙二胺(C10H7NHCH2CH2NH2・2HCl)溶于500m L 水中。
储存于棕色瓶中。
冰箱保存。
有效期一个月。
(9)锌卷:将锌片剪成5×6cm大小的方片后卷成卷。
(10)CdCl2溶液:10g分析纯CdCl2溶于无氨蒸馏水中,稀释到50m L,置于滴瓶中。
(11)1∶5HCl。
(12)酚酞指示剂。
1.3分析步骤(1)海水样品测定 向反应瓶中加25m L水样(1cm比色池吸光值〉0.8则需稀释样品)后加入10m L氧化剂,盖紧瓶盖,放入压力锅(采用普通厨用压力锅,可达到0.1～0.14M pa的压力。
温度可达到121℃～126℃。
此压力和温度符合消化要求)煮沸30min。
冷却后打开压力锅,等样品冷却后开启瓶盖,用1∶5HCl中和。
将样品稀释至60m L后加入锌卷和两滴CdCl2溶液,于振荡器上振荡10min。
取出锌卷,加1m L磺胺,混匀。
加入1m L盐酸萘乙二胺,混匀,放置15min后用1cm比色皿于721分光光度仪543nm波长下测吸光值,同时测定空白吸光度值。
(2)沉积物样品测定 准确称取适量样品(经过烘干研磨)置于反应瓶中。
加入10m L氧化剂,盖紧瓶盖。
于压力锅中压热30min后取出。
冷却后打开盖子加水稀释至60m L。
用1∶5HCl中和后加入锌卷和2滴氯化镉溶液,于振荡器上振荡10min。
取出锌卷,离心后分离出上清液。
向清液中加1m L磺胺。
5min后加入1m L盐酸萘乙二胺,显色。
15min后用1cm比色皿于543nm波长下测吸光值。
同时测空白吸光值。
2 实验2.1工作曲线 取K NO3标准使用溶液:0、0.10、0.25、0.50、0.75m L于50m L容量瓶中,加水至标线,混匀。
此时浓度分别为2.0、5.0、10、15μm ol/L。
按实验方法操作,测定吸光度A(其中未加氮标准使用溶液者为A b)。
以A2A b为纵坐标,溶液中氮浓度为横坐标作图。
表1 标准溶液浓度和吸光值T able1 The standard s olution concentration and abs orption空白 2.0μm ol/L 5.0μm ol/L10μm ol/L15μm ol/L A0.1700.2200.2950.4200.560A i2A b0.0000.0500.1250.2500.390A =0.0259C -2.53×10-3 r =0.99972.2 精密度测定(1)配制有机氮标准储备液:E DT A 二钠盐1.862g溶于1L 无氨蒸馏水中,放于玻璃瓶在冰箱中保存。
含氮10.0μm ol/m L 。
(2)配制三种浓度的有机氮标准使用溶液:取0.5、1.0、1.5m L 标准储备液于1000m L 容量瓶,稀释定容。
浓度分别为5.0、10.0、15.0μm ol/L 。
(3)按上述步骤测吸光值。
(见表2)2.3回收率测定图1 工作曲线Fig.1 W orking curve (1)本底为10m L10μm ol/L 的有机氮标准溶液,分别加入浓度为10μm ol/L 的K NO 3标准溶液10μm L 、25m L 、40m L 后定容50m L 。
(2)按上述步骤测定吸光值。
(见表3)表2 总氮的精密度T able 2 The precision of T N5μm ol/L10μm ol/L15μm ol/LA浓度CA 浓度CA 浓度C空白0.2600.2300.24010.380 4.80.4709.60.62014.820.360 4.20.4659.40.61514.730.370 4.40.48010.00.63015.340.360 4.20.4709.60.62014.850.370 4.40.4609.20.62515.260.360 4.20.4508.80.64015.670.375 4.60.4659.40.63015.380.380 4.80.4659.40.62014.890.390 5.30.4709.60.65016100.360 5.20.4809.70.62515.2110.380 4.80.4609.20.61514.7平均0.3714.540.4679.450.62615.1S +0.36+0.31+0.42Sr (%)7.73.32.8361增刊 王正方,等:海水和海洋沉积物中总N 的测定表3 总氮的回收率T able3 The recovery of T N2μm ol/L有机N本底10m L10μm ol/L有机N→2μm ol/LNO3-N2μm ol/LNO3-N5μm ol/LNO3-N8μm ol/L 2+2μm ol/L2+5μm ol/L2+8μm ol/L空白0.2600.2600.2600.26010.3000.3600.4300.52020.3050.3500.4220.51530.3100.3520.4400.50040.3120.3430.4350.52050.3100.3600.4500.506A i0.3070.3530.4350.512A I-A00.0460.1280.205回收浓度 1.9μm ol/L 1.9μm ol/L 5.2μm ol/L8.2μm ol/L回收率95%95%104%101%上表中A i为样本平均吸收值;A0为样本原有吸收值(背景值)。
2.4样品测定(1)样品:香港海水(未过滤的海水)(见表4)(2)长江口沉积物(见表5)表4 香港海水中总氮的分析结果T able4 The analysis results of T N in seawater of H ongkong空白123A I0.2500.5600.6500.600A i-A00.3100.4000.350A a0.353浓度13.8×20=276μm ol/L上表中A a为平均吸收值。
表5 长江口沉积物中总氮的分析结果T able5 Analysis results of T N in sediment of Changjiang Estuary空白0.0547g0.0498g0.0502g0.047g A0.1440.4900.4100.4100.420A w-A00.3460.2660.2660.276浓度15.14μm ol/g12.53μm ol/g12.43μm ol/g13.16μm ol/g 平均13.32μm ol/g461青 岛 海 洋 大 学 学 报 1999年3 结果与讨论3.1样品的采集、储存和过滤 可用具塞的玻璃瓶或聚乙烯瓶直接在采水器中采集样品,采样后立即加盖。
样品需要较长时间的储存,可向每升样品中加5m L 硫酸(分析纯)或者采用快速冷冻。
颗粒态氮是总氮的一部分。
因此应用未过滤水样作总氮的分析。
如果只需测溶解态的氮则采集水样一小时内使用经过洗涤的0.45μm 滤膜进行过滤。
沉积物样品冷冻保存。
3.2总氮的测定包括两个基本程序(1)有机氮转化成无机氮的方法比较 有机氮转化成无机氮的具体方法有凯氏消化法,此法将有机氮转化成硫酸氢铵,仅能测定样品中存在的氨和部分有机氮,它的结果主要反映介质中的有机成份,不包括亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等无机氮化物和有机肟、叠氮化合物以及氮杂环类等分子中的氮[1]。
我们采用的过硫酸钾消化,在加热加压的情况下,可将大部分有机氮转化成硝酸盐,同时也可将氨转化成硝酸盐。
此法不但所需仪器比前者简单安全,且适合海上操作。
(2)无机氮的测定 有机氮和氨转化成硝酸盐后,连同原有的硝酸盐一起还原成亚硝酸盐,再同原有亚硝酸盐一起测定,即测出总氮。