谷東杰，劉 倩

(天津市華北地質(zhì)勘查局核工業(yè)二四七大隊，天津 300270)

1 方法原理

樣品在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220 nm和275 nm處，分別測定吸光度A220和A275，按照(A= A220-2A275)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 實驗過程

2.1 試劑和材料準備

2.1.1 無氨水

使用新制備的去離子水(電阻率≥18.20 MΩ/cm)。

2.1.2 氫氧化鈉(優(yōu)級純)

氮含量<0.0005%。檢定結(jié)果見表1。

表1 氫氧化鈉含氮量測定結(jié)果

本實驗室實驗結(jié)果：氫氧化鈉樣品溶液吸光度的平均值為A1=0.029，氫氧化鈉標準溶液吸光度的平均值為A2=0.106。其中A2-A1=0.077>0.029，實驗認定檢測的氫氧化鈉試劑含氮量小于0.0005%。

2.1.3 過硫酸鉀(優(yōu)級純)

氮含量<0.0005%。檢定結(jié)果見表2。

本實驗室實驗結(jié)果：過硫酸鉀樣品溶液吸光度的平均值為A1=0.056，過硫酸鉀標準溶液吸光度的平均值為A2=0.274。其中A2-A1=0.218>0.056，實驗認定檢測的過硫酸鉀試劑含氮量小于0.0005%。

表2 過硫酸鉀含氮量測定結(jié)果

2.1.4 鹽酸(MOS級)

ρ(HCl)=1.19 g/mL。

(1)鹽酸溶液：1+9(取10 mL濃鹽酸(2.1.4)加入到90 mL無氨水(2.1.1)中，備用)。

2.1.5 堿性過硫酸鉀溶液

稱取 40.0 g 經(jīng)檢定合格的過硫酸鉀(溶于 600 mL無氨水(2.1.1)中(可置于 50℃水浴中加熱至全部溶解))；另稱取 15.0 g 經(jīng)檢定合格的氫氧化鈉溶于300 mL無氨水(2.1.1)中。待氫氧化鈉溶液溫度冷卻至室溫后，混合兩種溶液定容至1000 mL，存放于聚乙烯瓶中。

2.1.6 水中總氮標準溶液

1000 mg/L。

2.1.6.1 總氮標準貯備液

ρ(N)=100 mg/L。

用潔凈的10 mL移液管準確移取10.00 mL水中總氮標準溶液(2.1.6)于100.0 mL容量瓶中，用無氨水(2.1.1)定容至刻線，搖勻。

2.1.6.2 總氮標準使用液

ρ(N)=10.0 mg/L。

用潔凈的10.00 mL移液管準確移取10.00 mL總氮標準貯備液(2.1.6.1)于100.0 mL容量瓶中，用無氨水(2.1.1)定容至刻線，搖勻，臨用現(xiàn)配。

2.2 儀器和設備準備

紫外可見分光光度計；立式壓力蒸汽滅菌筒；恒溫水浴鍋；分析天平：精確至0.1 mg；具塞磨口玻璃比色管：25 mL；一般實驗室常用儀器和設備。

2.3 樣品分析步驟

2.3.1 校準曲線的繪制

分別量取0.00、0.20、0.50、1.00、3.00和7.00 mL總氮標準使用液(2.1.6.2)于25 mL具塞磨口玻璃比色管中，其對應的總氮(以N 計)含量分別為0.00、2.00、5.00、10.0、30.0和70.0 μg。加水稀釋至10.00 mL，再加入5.00 mL堿性過硫酸鉀溶液(2.1.5)，塞緊管塞，用紗布和線繩扎緊管塞，以防彈出。將比色管置于高壓蒸汽滅菌器中，加熱至頂壓閥吹氣，關閥，繼續(xù)加熱至120℃時開始計時，保持溫度在 120～124℃之間30 min。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1.00 mL鹽酸溶液(2.1.4(1))，用水稀釋至25 mL的標線處，蓋塞混勻。使用10 mm石英比色皿，在紫外分光光度計上，以水作參比，分別于波長220 nm和275 nm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Ar按公式(1)、(2)和(3)進行計算。以總氮(以 N 計)含量(μg)為橫坐標，對應的Ar值為縱坐標，繪制校準曲線。

Ab=Ab220-2Ab275

(1)

As=As220-2As275

(2)

Ar=As-Ab

(3)

式中:Ab—零濃度(空白)溶液的校正吸光度；

Ab220/Ab275—零濃度(空白)溶液于波長 220/275 nm 處的吸光度；

As—標準溶液的校正吸光度；

As220/As275—標準溶液于波長 220/275 nm 處的吸光度；

Ar—標準溶液校正吸光度與零濃度(空白)溶液校正吸光度的差。

2.3.2 測定

量取10.00 ml試樣(2.3.1)于25mL具塞磨口玻璃比色管中，按照2.3.1步驟進行測定。

2.3.3 空白試驗

用10.00 mL無氨水(2.1.1)代替試樣，按照2.3.1步驟進行測定。

2.4 結(jié)果計算

計算試樣校正吸光度和空白試驗校正吸光度差值 Ar，樣品中總氮的質(zhì)量濃度ρ(mg/L)按公式(4)進行計算。

ρ=(Ar-a)×f/bV

(4)

式中：ρ—樣品中總氮(以 N 計)的質(zhì)量濃度，mg/L；Ar —試樣的校正吸光度與空白試驗校正吸光度的差值；a —校準曲線的截距；b —校準曲線的斜率；V —試樣體積，mL；f —稀釋倍數(shù)。

3 驗證過程

根據(jù)GB/T32465-2015《化學分析方法驗證確認和內(nèi)部質(zhì)量控制要求》，驗證分析系統(tǒng)的空白試驗、準確度(正確度與精密度)及線性要求。

3.1 空白試驗

表3 樣品空白測定結(jié)果

表3(續(xù))

使用方法給出的程序，氫氧化鈉和過硫酸鉀含氮量符合方法要求；樣品空白測定結(jié)果見表3。

本次實驗樣品空白的吸光度均≤0.030，均符合要求。

3.2 準確度

采用取國家標準物質(zhì)，根據(jù)樣品分析的全部步驟，重復分析，測定結(jié)果換算為濃度，驗證方法準確度結(jié)果見表4。

表4 方法準確度測試數(shù)據(jù)(有證標準物質(zhì)/標準樣品測試數(shù)據(jù))

使用有證標準物質(zhì)進行8次重復性分析，其正確度符合標準物質(zhì)的要求；重復性測定的平均值與標準值的偏差為0.971%，小于10%，準確度符合方法要求。

3.3 精密度

用實驗室內(nèi)的相對標準偏差來表示，取不同濃度樣品，根據(jù)樣品分析的全部步驟，重復8次試驗，將換算為濃度，驗證方法精密度結(jié)果見表5。

表5 精密度測試數(shù)據(jù)

通過實驗計算精密度結(jié)果滿足“樣品含氮總量≤1.00 mg/L，測定結(jié)果相對偏差應≤10%；當樣品含氮總量>1.00 mg/L，測定結(jié)果相對偏差應≤5%”的要求。

3.4 檢出限

表6 方法檢出限數(shù)據(jù)

根據(jù)GB/T32465-2015《化學分析方法驗證確認和內(nèi)部質(zhì)量控制要求》中關于分析方法檢出限的要求進行驗證。

按照分析的全部步驟，對檢出限的2～5倍樣品進行重復測定n>7次的試驗，對n次平行測定結(jié)果計算標準偏差，按公式計算方法檢出限。

MDL = t(n-1，0.99)×S

其中：t(7，0.99)=2.998；S 為8次平行測定的標準偏差。本次測定結(jié)果見表6。

通過實驗計算檢出限結(jié)果滿足方法相關要求。

3.5 線性及校準

校準曲線濃度范圍均勻布置6個或以上的校準點(包括空白或一個低濃度標準點)。得到的相關系數(shù)要不小于0.999。

本次實驗的曲線數(shù)據(jù)如圖1。

圖1 水中總氮標準曲線

4 結(jié)果探討

(1)本次所用氫氧化鈉和過硫酸鉀的含氮量均小于0.0005%，符合要求。

(2)本次所做的樣品空白的吸光度均小于0.030，符合要求。

(3)本次所做的檢出限為0.03 mg/L，小于方法所要求的檢出限0.05 mg/L，符合方法要求。

(4)本次對標準樣品8次重復性測定的平均值與標準值的絕對誤差在標準樣品要求的絕對誤差范圍內(nèi)，平均值與標準值的偏差為0.971%，小于方法要求的10%，符合方法正確度的要求。

(5)本實驗室通過對8次不同濃度樣品的實驗，計算其精密度，結(jié)果滿足“樣品含氮總量≤1.00 mg/L，測定結(jié)果相對偏差應≤10%；當樣品含氮總量>1.00 mg/L，測定結(jié)果相對偏差應≤5%”的要求。

(6)本實驗室通過對每個濃度點的校準，得出的曲線的相關系數(shù)為0.9997，滿足要求。