郭小穎

摘 要：大量的生活污水、農(nóng)田排水或含氮工業(yè)廢水排入天然水體中中，使水中有機(jī)氮和各種無(wú)機(jī)氮化物的含量增加，生物和微生物大量繁殖，消耗水中的溶解氧，使水體質(zhì)量惡化.若湖泊、水庫(kù)中的氮含量超標(biāo)，會(huì)造成浮游植物繁殖旺盛，出現(xiàn)水體富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài).因此，總氮是衡量水質(zhì)的重要指標(biāo)之一。

關(guān)鍵詞： 水中總氮 方法 堿性過(guò)硫酸鉀-紫外分光光度法

中圖分類號(hào)：X830.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）10（b）-0105-01

總氮是指水中氨氮，亞硝酸鹽氮，硝酸鹽氮和有機(jī)氮之和的總稱，其結(jié)果反映了水體受污染和富營(yíng)養(yǎng)化的程度，因此總氮的測(cè)定被列為水環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要指標(biāo)之一。目前國(guó)內(nèi)外監(jiān)測(cè)總氮的方法很多，主要有消解過(guò)程的庫(kù)倫法，微波消解法，過(guò)硫酸鉀消解法等，測(cè)定過(guò)程的離子色譜法，比色法，紫外分光光度法和化學(xué)發(fā)光法。國(guó)標(biāo)GB11894-89水中總氮的測(cè)定采用的是堿性過(guò)硫酸鉀進(jìn)行消解，紫外分光光度法測(cè)定的方法，環(huán)境監(jiān)測(cè)人員應(yīng)全面掌握這種分析方法，本文對(duì)此方法測(cè)定過(guò)程中的有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探討。

1 總氮的測(cè)定方法比對(duì)分析

總氮的監(jiān)測(cè)分析一般必須有2個(gè)步驟組成，一是預(yù)處理即將水樣中各種含氮化合物轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，二是測(cè)定硝酸鹽的量。

1.1 總氮的消解方法比對(duì)分析

總氮的消解方法主要有庫(kù)倫法，微波消解法，過(guò)硫酸鉀消解法等。庫(kù)倫法主要用于測(cè)定高碳量廢水中總氮，測(cè)定方法為以高活性鎳-氧化鋁做為催化劑，在700 ℃的裂解溫度下時(shí)，將氮化合物被轉(zhuǎn)化為氨進(jìn)行測(cè)定，用庫(kù)侖法測(cè)定總氮不僅結(jié)果準(zhǔn)確可靠，檢測(cè)速度較快，但該方法的設(shè)備較昂貴，未得到普及。微波消解法主要是在微波消解器中，溫度為60 ℃時(shí)水溶液中過(guò)硫酸鉀分解產(chǎn)生原子態(tài)氧，分解出的原子態(tài)的氧在120 ℃到124 ℃條件下，與水樣中的化合物反應(yīng)將含氮化合物的中氮元素轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。此方法消解速度較快。過(guò)硫酸鉀消解法是以過(guò)硫酸鉀做氧化劑，在120～124 ℃的堿性介質(zhì)條件下，將水樣中的氨氮和亞硝酸鹽氮及大部分有機(jī)氮化合物氧化成硝酸鹽。此方法為國(guó)標(biāo)方法，使用較多。

1.2 硝酸鹽的測(cè)定方法比對(duì)分析

硝酸鹽的測(cè)定方法主要有離子色譜法，比色法，紫外分光光度法和化學(xué)發(fā)光法等。離子色譜法是將消解后的樣品經(jīng)高分子交換樹(shù)脂及抑制柱，用0.05 M氫氧化鈉溶液洗脫，用1.5mM探酸鈉-5mM碳酸氫鈉做淋洗液通過(guò)陰離子分離柱后測(cè)定的方法。該方法干擾小，專屬性強(qiáng)，但儀器設(shè)備較昂貴。比色法主要是在消解液中加入酚二磺酸和氨水，反應(yīng)后溶液呈黃色，然后于410 nm波長(zhǎng)處比色的方法。紫外分光光度法是分別在波長(zhǎng)220 nm與275 nm處測(cè)定溶液吸光度，然后計(jì)算出總氮的含量?；瘜W(xué)發(fā)光法是將樣品中含氮化合物轉(zhuǎn)化為NO，反應(yīng)產(chǎn)物由載氣攜帶，進(jìn)入反應(yīng)室，在反應(yīng)室內(nèi)與來(lái)自臭氧發(fā)生器的O3氣體發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)的NO2，當(dāng)激發(fā)態(tài)的NO2躍遷到基態(tài)時(shí)發(fā)射出光子，所發(fā)射的光子強(qiáng)度由光電倍增管按特定波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)定的方法。

2 堿性過(guò)硫酸鉀-紫外分光光度法測(cè)水中總氮有關(guān)問(wèn)題的探討[6][7]

堿性過(guò)硫酸鉀-紫外分光光度法是國(guó)標(biāo)規(guī)定的方法，此方法的原理是以過(guò)硫酸鉀做氧化劑，在120～124 ℃的堿性介質(zhì)條件下，將水樣中的氨氮和亞硝酸鹽氮及有機(jī)氮化合物氧化成硝酸鹽，分別于波長(zhǎng)220 nm，275 nm處測(cè)吸光度，計(jì)算硝酸鹽氮的吸光度，從而計(jì)算總氮的濃度。我們應(yīng)用此方法進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，對(duì)測(cè)定過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題提出了一些建議。

2.1 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境

總氮的分析應(yīng)在無(wú)氨的環(huán)境中進(jìn)行，應(yīng)避免與氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮等試驗(yàn)項(xiàng)目處于同一室進(jìn)行分析，以提高結(jié)果的準(zhǔn)確度，降低環(huán)境的干擾?？偟獪y(cè)定所使用的試劑盒玻璃器皿應(yīng)單獨(dú)存放，以免影響空白值。

2.2 試驗(yàn)用水

在試驗(yàn)中不同的試驗(yàn)用水對(duì)總氮的空白值會(huì)有影響。為了控制好實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，找出合適的試驗(yàn)用水，取三種不同的試驗(yàn)用水1無(wú)氨水2蒸餾水3去離子水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在相同加熱條件下選用同一廠家同批次過(guò)硫酸鉀測(cè)定氨氮的空白值結(jié)果見(jiàn)表1

試驗(yàn)結(jié)果表明無(wú)氨水和去離子水的空白測(cè)定達(dá)到要求，而蒸餾水的空白測(cè)定偏高，試驗(yàn)可以采用無(wú)氨水和去離子水。我們?cè)谠囼?yàn)中采用去離子水為試驗(yàn)用水。

2.3 過(guò)硫酸鉀試劑的選擇

實(shí)驗(yàn)用過(guò)硫酸鉀試劑必須是分析純以上的且在有效期內(nèi)的試劑，一般普通分析純的過(guò)硫酸鉀總氮最高含量不超過(guò)0.005%，但從市場(chǎng)上購(gòu)得的試劑質(zhì)量存在差異，有些廠家，批次的試劑含氮量常達(dá)不到這個(gè)要求，致使空白值偏高。我們買(mǎi)了三個(gè)廠家的過(guò)硫酸鉀試劑有兩個(gè)廠家的都不到要求，在每批次的試劑使用前要先進(jìn)行空白測(cè)定。建議選擇有經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證過(guò)的優(yōu)級(jí)純的過(guò)硫酸鉀。另外過(guò)硫酸鉀的存貯時(shí)間對(duì)于總氮的空白也有較大的影響，實(shí)驗(yàn)證明堿性過(guò)硫酸鉀溶液貯存3天對(duì)測(cè)定結(jié)果基本無(wú)影響，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)空白值增大，建議氧化劑的存貯時(shí)間不要超過(guò)3天。

2.4 消解的溫度和壓力控制

總氮消解所要控制的主要是溫度和時(shí)間，總氮測(cè)定過(guò)程中消解時(shí)間不夠或高壓鍋溫度不夠都會(huì)造成過(guò)硫酸鉀消解不完全，從而造成空白值偏高。研究表明氧化壓力保持在0.1 MP時(shí)即溫度為120～124 ℃，氧化時(shí)間大于30 min時(shí)，均能達(dá)到較好的效果，空白值均在0.020左右。

2.5 濁度的處理

對(duì)于污染重的水樣，氧化反應(yīng)結(jié)束后，試管中會(huì)有絮狀沉淀物產(chǎn)生，當(dāng)加入1：9的鹽酸，不能完全中和過(guò)量的堿和溶解沉淀，仍有顆粒物存在，導(dǎo)致吸光值增大，從而影響測(cè)定結(jié)果。此時(shí)應(yīng)離心或抽濾后取上清液測(cè)定。

3 結(jié)語(yǔ)

水中全氮的測(cè)定是評(píng)價(jià)水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化的一個(gè)重要指標(biāo)?？偟臋z測(cè)方法很多，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。GB11894-89中規(guī)定了總氮的測(cè)定方法用堿性過(guò)硫酸鉀紫外分光光度法，只有熟悉和掌握該方法，才能避免可能出現(xiàn)的誤差，提供可靠地分析數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局GB11894-89 水質(zhì) 總氮測(cè)定堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法.

[2] 雷立改，馬曉珍.水中總氮、總磷測(cè)定方法的研究進(jìn)展[J].河北工業(yè)出版社，2011（1）：72-76.

[3] 孟憲春，朱春媛，堿性過(guò)硫酸鉀法測(cè)定總氮常見(jiàn)問(wèn)題和解決方法[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2010（5）：126-128.

[4] 廉晶晶，羅澤嬌.微波消解-紫外分光光度法測(cè)定水中總氮[J].安全與環(huán)境工程，2009（1）：18-21.

[5] 楊妍.化學(xué)分析計(jì)量，2005（2）：54-55.endprint