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        總氮空白值影響因素及水樣保存條件影響淺析

        2020-07-04 02:55:48陳陶靜
        現(xiàn)代鹽化工 2020年3期

        陳陶靜

        摘 ? 要:用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定總氮,簡單易操作,但空白值易受外部條件影響而偏高。探討了試劑純度、消解劑添加量、實(shí)驗(yàn)用水質(zhì)量、冷卻放置時(shí)間、消解時(shí)間和消解劑保存時(shí)間等條件對空白值的影響。同時(shí),分析了不同保存條件對水樣總氮值的影響。

        關(guān)鍵詞:總氮;空白值;水樣保存

        總氮是指水體中溶解態(tài)氮和懸浮物中氮的總和,包括亞硝酸鹽氮、硝態(tài)氮、無機(jī)銨鹽氮、溶解態(tài)氮及大部分有機(jī)含氮化合物中的氮。水體中氮、磷等營養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度高會引起藻類及其他浮游生物的迅速繁殖,出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象,導(dǎo)致水體生態(tài)遭到破壞。因此,總氮質(zhì)量濃度是水質(zhì)質(zhì)量控制的重要指標(biāo)。

        堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(HJ 636—2012,以下簡稱《方法》)是國家標(biāo)準(zhǔn)中常用的總氮檢測方法[1],該方法簡單易操作,但實(shí)驗(yàn)易受外界條件干擾以致空白值偏高,直接影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性?,F(xiàn)根據(jù)《方法》測試條件,討論總氮的空白值影響因素及水樣保存條件對結(jié)果的影響。

        1 ? ?儀器和試劑

        儀器:U-2900紫外可見分光光度計(jì)(配10 mm比色皿)。

        試劑:去離子水,超純水(Milli-Q超純水機(jī));1+9鹽酸(HCl)(優(yōu)級純,江蘇某試劑廠);過硫酸鉀(K2S2O8)(美國某廠家);過硫酸鉀A:氫氧化鈉(NaOH)(優(yōu)級純,天津某試劑廠)+過硫酸鉀+超純水配制;過硫酸鉀B:氫氧化鈉(NaOH)(分析純,天津某試劑廠)+過硫酸鉀+超純水配制;過硫酸鉀C:氫氧化鈉(NaOH)(優(yōu)級純,天津某試劑廠)+過硫酸鉀+去離子水配制。

        2 ? ?實(shí)驗(yàn)

        2.1 ?空白實(shí)驗(yàn)

        2.1.1 ?試劑純度的影響

        分別取5.0 mL過硫酸鉀A和過硫酸鉀B兩種試劑于25 mL比色管中,加超純水至10 mL,于高壓滅菌鍋中124 ℃下消解30 min,冷卻后取出,加入1.0 mL(1+9)HCl后定容,充分搖勻。以超純水為參比,測定220 nm和275 nm處吸光度,計(jì)算校正吸光度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

        實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,試劑純度對空白值有較大影響,為了保證結(jié)果的準(zhǔn)確性,要選擇合適的試劑,含氮量應(yīng)小于0.000 5%。

        2.1.2 ?消解劑添加量的影響

        分別取3.0 mL、5.0 mL和7.0 mL過硫酸鉀A于25 mL比色管中,其他操作同2.1.1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

        實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,空白值隨著消解劑添加量的增加而升高,因此,在保證消解完全的前提下,應(yīng)盡可能減少消解劑的使用量。

        2.1.3 ?實(shí)驗(yàn)水質(zhì)量的影響

        分別取5.0 mL過硫酸鉀A和過硫酸鉀C兩種試劑于25 mL比色管中,分別用超純水和去離子水定容,其他操作同2.1.1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

        實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,水的質(zhì)量越好,空白值越低。

        2.1.4 ?放置時(shí)間的影響

        取5.0 mL過硫酸鉀A于25 mL比色管中,其他操作同2.1.1。將定容后的空白樣分別放置0.5 h、1.0 h和2.0 h后測其吸光度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

        實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,放置時(shí)間對空白值會產(chǎn)生一定影響,處理后的樣品應(yīng)盡量在2 h內(nèi)完成測試。

        2.1.5 ?消解時(shí)間的影響

        取5.0 mL過硫酸鉀A于25 mL比色管中,消解時(shí)間分別為30、40、50 min,其他操作同2.1.1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

        實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,延長消解時(shí)間能降低空白值,主要是因?yàn)橄膺^程是過硫酸鉀分解產(chǎn)生原子態(tài)氧的過程,長時(shí)間的消解能使過硫酸鉀分解得更徹底,從而使空白值降低[2]。

        2.1.6 ?堿性過硫酸鉀存放時(shí)間的影響

        分別取配制當(dāng)天和放置1天、3天、5天和7天的過硫酸鉀A試劑5.0 mL于25 mL比色管中,其他操作同2.1.1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

        實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著堿性過硫酸鉀放置時(shí)間的延長,空白值會逐漸升高,《方法》建議堿性過硫酸鉀的保存期限為7天,7天后空白吸光度校正值小于0.030,則仍可使用。但為了保證測定結(jié)果的準(zhǔn)確性,堿性過硫酸鉀配制后應(yīng)盡快用完。

        2.2 ?樣品保存條件對總氮的影響實(shí)驗(yàn)

        根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)水樣的保存方法[3],總氮用H2SO4調(diào)節(jié)pH≤2后可保存7天。本節(jié)實(shí)驗(yàn)取污水廠出水兩組,分別測試了采樣當(dāng)天的總氮質(zhì)量濃度、不同保存條件下1天及2天的總氮質(zhì)量濃度。保存條件:常溫保存溫度為(22.0±1.0)℃,冷藏保存溫度為(4.0±0.2)℃,使用H2SO4調(diào)節(jié)pH≤2。

        分別在25 mL比色管中加入水樣5.00 mL、堿性過硫酸鉀5.0 mL,每組加1個(gè)空白樣。添加5.00 mL的10 mg/L總氮標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行方法驗(yàn)證。測定結(jié)果如表7—9所示。

        3 ? ?結(jié)語

        由以上結(jié)果可知,為了控制總氮空白校正吸光度在0.030以下,應(yīng)采取如下措施:

        (1)在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)選用高純度氫氧化鈉,控制試劑內(nèi)的總氮質(zhì)量濃度。

        (2)在保證消解完全的前提下,應(yīng)盡可能減少消解劑的使用量。

        (3)實(shí)驗(yàn)用水中的雜質(zhì)越少越好,在條件允許的情況下可選用超純水。

        (4)樣品消解測試完成時(shí)間控制在2 h內(nèi)。

        (5)消解時(shí)間可延長至50 min。

        (6)放置時(shí)間超過1周的堿性過硫酸鉀,若空白校正吸光度在0.030以下仍可繼續(xù)使用,但最好盡快用完。

        (7)對于污水廠出水,若當(dāng)日無法完成測樣,水樣可不加保護(hù)劑常溫保存,3天內(nèi)測試仍可保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1]環(huán)境保護(hù)部.中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn) 水質(zhì) 總氮的測定-堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2012.

        [2]董繼珍,宋 寶,李建坡,等.測定總氮時(shí)影響空白吸光值的因素[J].光譜實(shí)驗(yàn)室,2006,23(4):791-796.

        [3]國家環(huán)境保護(hù)總局《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法[M].4版.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002.

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