孫步旭 范國(guó)榮（宿遷市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 江蘇 宿遷 223800）

楊子毅（淮安市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 江蘇 淮安 223001）

總氮是指水中各種形態(tài)無(wú)機(jī)和有機(jī)氮的總量，作為水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要指標(biāo)，常被用來(lái)表示水體受營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染的程度，在地表水監(jiān)測(cè)和水污染監(jiān)測(cè)中備受重視。對(duì)于總氮的監(jiān)測(cè)，目前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)用的是堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法（HJ636-2012），但該方法分析時(shí)間長(zhǎng)，不能滿足水樣連續(xù)批量分析，操作過(guò)程繁瑣，易受外界環(huán)境干擾，且有一定的危險(xiǎn)性。為了適應(yīng)當(dāng)前日益繁重的水質(zhì)監(jiān)測(cè)狀況，連續(xù)流動(dòng)分析法作為一種快速、簡(jiǎn)便的分析方法被越來(lái)越多的應(yīng)用到監(jiān)測(cè)中來(lái)。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法和連續(xù)流動(dòng)分析法從原理、分析步驟以及準(zhǔn)確度和精密度等方面進(jìn)行了比較研究，為監(jiān)測(cè)人員在實(shí)際工作中提高監(jiān)測(cè)效率提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原理

堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法原理：在120℃～124℃條件下，堿性過(guò)硫酸鉀溶液使樣品中含氮化合物的氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，采用紫外分光光度法于波長(zhǎng)220nm和275nm處，分別測(cè)出吸光度。

連續(xù)流動(dòng)分析法原理：樣品與過(guò)硫酸鉀/氫氧化鈉溶液在硼砂緩沖器中混勻，加入U(xiǎn)V消化器中加熱至107℃消化生成硝酸鹽，透析后經(jīng)過(guò)鎘銅柱，硝酸鹽被還原成亞硝酸鹽，再通過(guò)Griess反應(yīng)（亞硝酸鹽與二氨基苯磺酸結(jié)合成重氮化合物，重氮化合物與二氯萘基乙烯二胺形成一個(gè)高級(jí)偶氮基染色物）檢測(cè)硝酸鹽含量，在540nm處測(cè)定吸光度。

1.2 儀器與試劑

主要儀器：San++連續(xù)流動(dòng)分析儀，UV-6300型分光光度計(jì)（上海美譜達(dá)儀器有限公司），LDZM-40KCS立式智能壓力蒸汽滅菌器（上海申安醫(yī)療器械廠）。

主要試劑：San++流動(dòng)分析儀測(cè)定總氮中的試劑參照SKALR儀器公司自帶的方法配置；堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法測(cè)定總氮所用試劑配置參照國(guó)標(biāo)方法（HJ636-2012），過(guò)硫酸鉀、氫氧化鈉、鹽酸、硝酸鉀均為優(yōu)級(jí)純；實(shí)驗(yàn)用水均為無(wú)氨水。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

連續(xù)流動(dòng)分析法：按儀器說(shuō)明書(shū)安裝好化學(xué)工作站系統(tǒng)、設(shè)定好參數(shù)、開(kāi)機(jī)后，用水代替試劑，檢查整個(gè)分析流路的密閉性及液體流動(dòng)的順暢性。等基線穩(wěn)定后（約20min），系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)試劑，待基線再次穩(wěn)定后，準(zhǔn)備進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)樣品和實(shí)際樣品及盲樣。實(shí)驗(yàn)完畢，用蒸餾水沖洗管路30min。

堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法原理：取10.0ml樣品（高濃度酌情少?。┯诰呷壬苤校尤?ml堿性過(guò)硫酸鉀溶液，用紗布固定管口后置于壓力蒸汽滅菌器中加熱消解（待溫度達(dá)120℃，壓力達(dá)1.1kg/cm2后，保持30min）。消解結(jié)束后放置室溫下冷卻混勻，分別加入1.0ml鹽酸溶液，用無(wú)氨水定容至25.0ml，在波長(zhǎng)220nm與275nm處比色測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定

堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法：吸取硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液（10.0μg/ml）0.00、0.20、0.50、1.00、3.00、7.00ml，加水至10ml，消解后比色測(cè)定繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果表明：得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程Y=0.0090X+0.0027，相關(guān)系數(shù)為0.9999，方法重現(xiàn)性良好，標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1：

圖1 紫外分光光度法測(cè)定總氮的曲線

連續(xù)流動(dòng)分析法：選取 0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00和5.00mg/L7個(gè)濃度點(diǎn)，然后根據(jù)濃度峰高自動(dòng)計(jì)算得出標(biāo)準(zhǔn)曲線一次方程，結(jié)果表明：在0-5.00mg/L的濃度范圍內(nèi)有很好的線性關(guān)系，得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程 Y=-74.16X+58060，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9999，方法重現(xiàn)性良好。標(biāo)準(zhǔn)曲線及峰型圖見(jiàn)圖2、圖3：

2.2 方法檢出限的測(cè)定

按照樣品分析的全部步驟，重復(fù)10次空白實(shí)驗(yàn)，將各個(gè)測(cè)定結(jié)果換算為樣品中的濃度，計(jì)算10次平行的標(biāo)準(zhǔn)偏差，按公式MDL=t（n-1，0.99）×S計(jì)算（其中n=10時(shí)，t（n-1，α=0.99）=2.821；S為重復(fù)測(cè)定n次的標(biāo)準(zhǔn)偏差）。結(jié)果表明：本方法在取樣量1L時(shí)，10次平行測(cè)定樣品的檢出限分別為0.08mg/L和0.06mg/L。與國(guó)標(biāo)方法相比，連續(xù)流動(dòng)分析法測(cè)定總氮靈敏度較高。

圖2 連續(xù)流動(dòng)分析法測(cè)定總氮的曲線

圖3 連續(xù)流動(dòng)分析法測(cè)定總氮的峰型圖

2.3 方法準(zhǔn)確度和精密度的測(cè)定

按照樣品分析的全部步驟，對(duì)國(guó)家環(huán)?？偩謽?biāo)準(zhǔn)樣品研究所的總氮標(biāo)樣（No：203228與203229）進(jìn)行6次平行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表1。結(jié)果表明：兩種方法測(cè)定6次的結(jié)果與均值都在樣品的保證值范圍內(nèi)，比較而言，連續(xù)流動(dòng)分析法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差值較小，說(shuō)明連續(xù)流動(dòng)分析法測(cè)定總氮標(biāo)樣的平行性較好，該方法能夠滿足總氮水質(zhì)監(jiān)測(cè)的技術(shù)要求。

2.4 實(shí)際樣品的比對(duì)測(cè)定

分別采用兩種方法對(duì)地表水5個(gè)點(diǎn)和廢水4個(gè)點(diǎn)的水樣進(jìn)行了測(cè)定（堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法用符號(hào)A表示，連續(xù)流動(dòng)法結(jié)果用符號(hào)C表示），同時(shí)還進(jìn)行了加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2和表3。由表2可以得出：5個(gè)地表水采樣點(diǎn)兩種方法平行3次測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別在 0.8%-2.2%和0.3%-1.3%之間，平均加標(biāo)回收率在95.2%-103%和96.3%-101%之間。由表3可以得出：4個(gè)廢水采樣點(diǎn)兩種方法平行3次測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別在1.1%-4.7%和0.5%-2.5%之間，平均加標(biāo)回收率在97.3%-105%和98.2%-102%之間。

表1 總氮標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定結(jié)果

由上述兩表的結(jié)果可以看出，兩種方法測(cè)定總氮的回收率均較好，連續(xù)流動(dòng)法與鉬酸銨分光光度法相比相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差較小，分析總氮的精密度良好，能夠滿足監(jiān)測(cè)要求。

表2 地表水水樣比對(duì)分析實(shí)驗(yàn)

表3 廢水水樣比對(duì)分析實(shí)驗(yàn)

3 結(jié)論

由實(shí)驗(yàn)可得，連續(xù)流動(dòng)分析法和堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法在測(cè)定水體中總氮時(shí)均能準(zhǔn)確測(cè)定總氮的含量，在線性、準(zhǔn)確度和精密度等方面均能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。與堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法相比，連續(xù)流動(dòng)分析法在實(shí)際分析過(guò)程中自動(dòng)化程度更高，前處理過(guò)程比較簡(jiǎn)單，檢測(cè)效率更高，測(cè)定的平行性、準(zhǔn)確度、精密度也更好，完全能夠滿足總氮水質(zhì)監(jiān)測(cè)的技術(shù)要求。

〔1〕張寶，劉靜玲.湖泊富營(yíng)養(yǎng)化影響與公眾滿意度評(píng)價(jià)方法〔J〕.水科學(xué)進(jìn)展.2009（05）.

〔2〕國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì)，水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第4版）［M］，北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

〔3〕尤小娟，時(shí)春林，陸權(quán).流動(dòng)注射方法（FIA）在線測(cè)定總氮.環(huán)境研究與監(jiān)測(cè).2009.37-38.

〔4〕《環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制定修訂技術(shù)導(dǎo)則》HJ168-2010，附錄A第14頁(yè).