于佳冉+杜樂+尚伊娜

摘要：總氮是水質(zhì)測定中的重要指標，它反映了水被污染的情況。本文用國標法堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法和美國HACH公司分光光度法分別測定了已知總氮標準溶液的數(shù)據(jù)，來驗證倆種方法的穩(wěn)定性，并進而比較了兩種總氮測定法的優(yōu)缺點及適用范圍。

關(guān)鍵詞：總氮；測定；穩(wěn)定性

中圖分類號：O613.61 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2017）03-0190-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.03.103

Abstract：Total nitrogen is an important index in the determination of water quality， it reflects the contaminated water. In this paper， with the national standard method of alkaline potassium persulfate digestion uv spectrophotometry HACH company spectrophotometry were determined and the United States on the known data of the standard solution， the total nitrogen to verify the stability of the two kinds of methods， and then compares the two kinds of total nitrogen determination method， advantages and disadvantages and applicable scope.

Keywords：Total nitrogen； Determine； Stability

總氮是水質(zhì)測定中的重要指標，它反映了水被污染的情況?？偟亩x是水中各種形態(tài)無機和有機氮的總量。包括NO3、NO2和NH4等無機氮和蛋白質(zhì)、氨基酸和有機胺等有機氮，以每升水含氮毫克數(shù)計算。常被用表示水體受營養(yǎng)物質(zhì)污染的程度?？偟獪y定方法通常采用過硫酸鉀氧化，使有機氮和無機氮化合物轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}后，再以紫外法、偶氮比色法，以及離子色譜法或氣相分子吸收法進行測定。現(xiàn)在最常用的堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法在HJ636-2012《水質(zhì) 總氮的測定 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》中有規(guī)定。為了更加提高檢測效率，世界上各個國家都不斷研發(fā)新型的檢測儀器。其中美國HACH公司的水質(zhì)分析儀器廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。本文用國標法堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法和美國HACH公司分光光度法分別測定了已知總氮標準溶液的數(shù)據(jù)，來驗證倆種方法的穩(wěn)定性，并進而比較了兩種總氮測定法的優(yōu)缺點及適用范圍。

1 試劑和儀器

（1） 試劑：堿性過硫酸鉀溶液、鹽酸溶液、HACH專用試劑

（2）水樣：硝酸鉀標準溶液，理論上可取0.7218g硝酸鉀溶于適量水，移至1000容量瓶中，用水稀釋至標線，混勻。加入1-2ml三氯甲烷作為保護劑，在0-10℃暗處保存。因為了將試驗的誤差降到最低，本次采用市售有證標準溶液和標準樣品。

（3）儀器：

2 實驗原理

（1）堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法：在120-124℃下，堿性過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220nm和275nm處，分別測定吸光度A220和A275，按公式（1）計算校正吸光度A，總氮（以N計）含量與校正吸光度A成正比。

（2）HACH分光光度法：堿性的過硫酸鹽消解過程把所有形式的氮都轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，消解結(jié)束后加入的偏亞硫酸氫鈉用于去除鹵素類氧化物質(zhì)。然后硝酸鹽于變色酸在強酸性環(huán)境下反應(yīng)生成一種黃色配合物，測試結(jié)果在波長410nm的可見光下讀取的。

3 實驗方法

兩種測定方法測定水樣總氮實驗步驟列于表2.

將10.00ml標樣于25ml具塞磨口玻璃瓶比色管中，加入5.00ml堿性過硫酸鉀溶液，塞緊管塞，用紗布和線繩扎緊管塞，一方彈出。將比色管置于高壓滅菌鍋中，加熱至頂壓閥吹氣，關(guān)閥，繼續(xù)加熱至120℃開始計時，保持溫度在120-124℃之間30分鐘。自然冷卻、開閥放氣，移去外蓋，取出比色管冷卻至室溫，按住管塞將比色管中的液體顛倒混勻2-3次。每個比色管分別加入1.0ml鹽酸溶液，用水稀釋至25ml標線，蓋塞混勻。使用10mm石英比色皿，在紫外分光光度計上，以水作參比，分別于波長220nm和275nm處測定吸光度。零濃度的校正吸光度Ab、其他標準系列的校正吸光度As及其差值A(chǔ)r按公式（2）、（3）和（4）進行計算。以總氮（以N計）含量（μg）為橫坐標，對應(yīng)的Ar值為縱坐標，繪制校準曲線，并計算標準樣品的濃度。

把消解器加熱到105℃，準備空白樣，用漏斗將HACH專用試劑TNPRPP試劑包加入到兩個HACH專用消解瓶TNH瓶中。分別加入2ml純凈水和標樣到消解瓶中，蓋上蓋，劇烈振蕩30秒鐘，把空白和標樣瓶放入消解器中消解30分鐘。用移試管器把試管移開放到試管架上冷卻到室溫。再加HACH專用試劑TNRAPP到空白和標樣消解瓶中，蓋上蓋搖動15秒，反應(yīng)3分鐘。時間到后加入HACH專用試劑TNRBPP到消解瓶中，蓋上蓋搖動15秒鐘，反應(yīng)2分鐘。時間到后將消解處理樣品液去2ml加入到HACH專用試劑TNRC瓶中，蓋上蓋上下顛倒10次左右，消解瓶變熱。等待5分鐘，進行比色分析。（注：所有HACH專用試劑均為廠家研制提供）

4 試驗結(jié)果與討論

4.1 方法及數(shù)據(jù)穩(wěn)定性討論

在國標法中可以通過測定總氮的標準樣品的值作為校核試驗來檢驗操作技術(shù)及試劑純度，來判斷所取得數(shù)據(jù)的準確性。通過多次不同已知濃度的校驗，從而根據(jù)數(shù)據(jù)可判斷出兩種方法的穩(wěn)定性那個更強。所得結(jié)果見表3。

國標中規(guī)定：對于標準樣品總氮含量≤1.00mg/L時，測定結(jié)果相對偏差應(yīng)≤10%；當樣品總氮含量>1.00mg/L時，測定結(jié)果相對偏差應(yīng)≤5%。從表3可以看出，在通過堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測得的總氮的相對偏差均可達到4%以下。而HACH分光光度法測得的數(shù)據(jù)來看，標準樣品的濃度越高，相對偏差越低，它的準確性越高，穩(wěn)定性越高。反之它的相對偏差越大，穩(wěn)定性越差。所以，對于待測水樣總氮值在20mg/L時，建議用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法進行測定。當水樣總氮值在20mg/L時，也可選擇HACH分光光度法進行測定。

4.2 兩種方法的相似性

由于兩種方法所依據(jù)的原理基本相同，所以測定中的各種干擾離子及污染物類型方面的影響因素基本相同。在測定總氮過程中，消解比色的方法相似。

4.3 兩種方法的區(qū)別

4.3.1 儀器比較

由表1可以看出，堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法用高壓滅菌鍋對待測水樣進行消解，這種裝置的缺點是體積較大，所需要的試驗場地較大，在發(fā)生緊急事件時，無法移動，不利于隨時檢測。同時由于使用高壓滅菌鍋加熱，會存在用電及用水的安全隱患。這些缺點在HACH分光光度法中由于改用專用消解器進行消解，上述缺點均可避免。另外HACH消解器體積小，安全性能有很大提高并減少了儀器占地。還可隨時移動，便于緊急檢測。

4.3.2 試劑比較

堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法和HACH分光光度法的另一個區(qū)別就是試劑及用量方面的不同。硫酸鉀消解紫外分光光度法是用手工法測定。試劑的配比全部是操作人員自行配比完成，根據(jù)個人手法不同以及玻璃器皿存在一定誤差，試劑的誤差在所難免。HACH分光光度法中所有的藥品均為廠家提供，避免了誤差的產(chǎn)生，最大可能的保證了數(shù)據(jù)的準確性。

5 結(jié)論

綜上所述，對于總氮的測定堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法的穩(wěn)定性高于HACH分光光度法。堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法源于國標法，并以國標法為依據(jù)。在一般檢測中，HACH分光光度法可作為參考數(shù)值或室外緊急檢測時來使用。但做實驗室檢測時，還是要以國標法為依據(jù)。

參考文獻

[1] HJ636-2012，水質(zhì) 總氮的測定 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法[S].環(huán)境保護部，2012-6-1.

[2] 蔡裕豐，徐立生.水質(zhì)總氮測定中的有關(guān)問題探討[J].污染防治技術(shù)，2008，21（6）.

收稿日期：2017-05-18

作者簡介：于佳冉（1988-），女，大學(xué)本科，助理工程師，研究生在讀，從事環(huán)境監(jiān)測工作。