降水中銨離子來自空氣中的氨及顆粒物中的銨鹽。氨是某些工業的排放物,以及含氮化肥的分解揮發釋放到空氣中,也是含氮有機物質腐敗時生物分解的產物。在氣溫低的冬天,濃度普遍很低,有時甚至檢不出。而在炎熱的夏天,濃度則較高。它對降水中的酸性物質具有中和作用。具濃度一般為零至幾毫克/升。測定方法有:納氏試劑分光光度法;次氯酸鈉-水楊酸分光光度法;離子色譜法。經11個實驗室驗證,測定含1.03mg/L,并含有Cl-0.943mg/L的合成水樣,納氏試劑分光光度法和次氯酸鈉-水楊酸分光光度法之間是有可比性的,測定的精密度和準確度較好。結果見表1。
以下介紹測定銨離子的納氏試劑分光光度法。
一、原理
在堿性溶液中,銨離子同納氏試劑反應生成黃棕色化合物,根據顏色深淺,用分光光度法測定。在強堿性介質中Ca2+、Mg2+等離了會析出氫氧化物沉淀,干擾測定,可用酒石酸鉀鈉掩蔽。
本方法的檢出限為0.02mg/L,測定上限為2.00mg/L。
二、儀器
①具塞比色管:25ml。
②容量瓶:250ml、500ml。
③分光光度計。
三、試劑
所有試劑均用無氨水配制。無氨水的制備:
a. 蒸餾法:每升水中加0.10ml濃硫酸進行蒸餾,餾出液收玻璃容器中。
b. 離子交換法:將蒸餾水通過混合型離子交換純水器來制備大量的無氨水。
①納氏試劑:稱取5.0g氯化汞(HgCl2),溶解于20ml熱水中,攪拌使氯化汞溶解(必要時微微加熱)。再稱取10.0g碘化鉀,溶解于10ml水中,然后將氯化汞溶液分數次緩慢地加到碘化鉀溶液中,不斷攪拌,至有硃紅色沉淀出現為止待冷卻后,加入氫氧化鉀溶液(將30g氫氧化鉀溶解于60ml水中),充分冷卻后,加水稀釋至200ml。再加入0.5ml氯化汞溶液,靜置1d,貯于棕色細口瓶中備川使用時勿搖動溶液,取上清液為顯色劑。
②酒石酸鉀鈉溶液:稱取50g酒石酸鉀鈉( KNaC4H4O6 ? 4H2O)溶解水中,加熱煮沸以驅除氨,待冷卻后稀釋至100ml。
③銨標準貯備液:稱取3.819g氯化銨(優級純,105℃烘干2h),溶解于水,移入1000ml容量瓶中,用水稀釋至標線。此溶液每毫升含1.000mg銨離子。
④銨標準使用液:吸取氯化銨標準貯備液5.00ml于500ml容量瓶中,用水稀釋至標線,搖勻。此溶液每毫升含10.0μg銨離子。
四、步驟
1、標準曲線的繪制
①取六支25ml比色管,按表2配制標準系列。
②各管加水至標線,并加入1～2滴0.05～0.1ml酒石酸鉀鈉溶液,搖勻。再加入0.50ml鈉氏試劑,蓋塞搖勻。放置10min后,用3cm比色皿,在波長420nm處,以水為參比,測定吸光度。以吸光度(A-A0)對銨離子含量(μg)繪制標準曲線。
2、樣品測定
吸取25.00ml樣品于干燥的25ml比色管中,以下步驟同標準曲線的繪制。從標準曲線上查得銨離子的含量。
五、計算
六、說明
①當銨離子濃度高達2mg/L時,銨離子標準使用液的吸取量要加大1倍。用2cm或1cm比色皿測定吸光度、繪制標準曲線及進行樣品測定。
②當溶液溫度低于10℃時,應在水浴上加熱到正常溫度(20℃左右)或適當延長反應時間,再測定吸光度。
③當降水樣品渾濁時,應先將樣品預處理:于100ml樣品中,加入1ml硫酸鋅溶液和25%氫氧化納溶液0.1～0.2ml,調節pH約為10,混勻即生成白色沉淀,放置10min,過濾。棄去初濾液10～20ml,再取濾液分析。
④銨離子是降水中的主要陽離子之一,但在降水中很不穩定,取樣后應盡快進行分析。
⑤汞鹽劇毒,使用過程中應小心,用后的比色管用稀硫酸清洗后,冉用自來水和熱餾水沖洗后空干(切勿在烘箱中烘干!因為未洗掉的汞揮發到空氣中,會引起中毒)。