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        堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定水質(zhì)總氮過程中試劑因素的影響分析

        2021-09-10 07:29:32溫州市龍灣區(qū)環(huán)境監(jiān)測站吳耀高瑞鏈
        區(qū)域治理 2021年34期
        關(guān)鍵詞:化學(xué)試劑硫酸鉀氫氧化鈉

        溫州市龍灣區(qū)環(huán)境監(jiān)測站 吳耀,高瑞鏈

        化學(xué)試劑是監(jiān)測分析中不可或缺的要素,化學(xué)試劑質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性,化學(xué)試劑的種類有很多,有基準(zhǔn)試劑、優(yōu)級純試劑、分析純試劑、色譜純試劑、光譜純試劑等,環(huán)境監(jiān)測對試劑有著較高的要求,許多項目對試劑的純度、規(guī)格都有著特定的要求??偟撬w富營養(yǎng)化程度的重要指標(biāo)之一,目前采用的堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定水質(zhì)總氮。在120~124℃條件下,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A=A220-A275計算校正吸光度A,總氮含量與校正吸光度A成正比,總氮包含樣品中溶解態(tài)氮及懸浮物中氮的總和,包括亞硝酸鹽、硝酸鹽、無機銨鹽、溶解態(tài)氨及大部分有機含氮化合物中的氮。該方法對試劑空白值的要求非常嚴(yán)格,要求零濃度的校正吸光度應(yīng)小于0.030,而實驗用水、器皿和高壓蒸汽滅菌器的污染狀況對結(jié)果有直接的影響,其所需試劑過硫酸鉀和氫氧化鈉中的含氮量嚴(yán)重影響空白吸光值,導(dǎo)致空白實驗不易做好。標(biāo)準(zhǔn)中給出了氫氧化鈉、硫酸鉀試劑含氮量的檢測方法及規(guī)定的含氮量。目前市售的過硫酸鉀和氫氧化鈉質(zhì)量參差不齊,一些優(yōu)級純試劑標(biāo)注其總氮量滿足要求,但在實際應(yīng)用過程中效果不佳,給分析工作中帶來一定困擾。此次試驗選擇了3種不同品牌的過硫酸鉀和氫氧化鈉來檢驗其質(zhì)量效果。

        按照《水質(zhì)總氮的測定堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》(HJ 636—2012)配制堿性過硫酸鉀溶液(40.0g過硫酸鉀溶于600ml水中;另稱取15.0g氫氧化鈉溶于300ml水中。待氫氧化鈉溶液溫度冷卻至室溫后,混合兩種溶液定容至1000ml。試驗中選擇的3個不同廠家規(guī)格的過硫酸鉀和氫氧化鈉試劑,分別配置堿性過硫酸鉀溶液1、2、3。

        表1 堿性過硫酸鉀溶液配制表

        一、堿性過硫酸鉀1(過硫酸鉀1+氫氧化鈉1)

        如表2。

        表2 總氮標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制結(jié)果

        二、過硫酸鉀試劑2(過硫酸鉀2+氫氧化鈉2)

        如表3。

        表3 總氮標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制結(jié)果

        三、過硫酸鉀試劑3(過硫酸鉀3+氫氧化鈉3)

        如表4。

        表4 總氮標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制結(jié)果

        分別加入3種不同的堿性過硫酸鉀試劑,通過制定校準(zhǔn)曲線,試驗結(jié)果顯示使用堿性過硫酸鉀1、堿性過硫酸鉀2的校準(zhǔn)曲線空白校正吸光度分別為1.212和2.167,大大高于要求值,不符合要求,使用過硫酸鉀試劑3的曲線空白校準(zhǔn)吸光度為0.024,小于0.030的要求值,符合要求,且校準(zhǔn)曲線線性良好,相關(guān)系數(shù)0.9998。

        四、為排除比色管、壓力鍋消解過程和分光光度計等條件差異問題得干擾,再次在兩個空白樣品中分別加入堿性過硫酸鉀1和堿性過硫酸鉀3,在同個高壓蒸汽滅菌器同時經(jīng)過消解測定吸光度(試驗結(jié)果見表5)

        表5 試驗結(jié)果

        結(jié)果顯示添加堿性過硫酸鉀1的空白吸光度為1.21,而添加堿性過硫酸鉀3的空白樣品吸光度為0.028,結(jié)果與之前一致。在比色管、壓力鍋處理過程和分光光度計等條件一致的情況下,氫氧化鈉和過硫酸鉀試劑是造成結(jié)果差異的原因。

        五、為了確定堿性過硫酸鉀1和堿性過硫酸鉀2中影響空白吸光度的是過硫酸鉀還是氫氧化鈉,又將過硫酸鉀1和過硫酸鉀2與氫氧化鈉3分別配置,將過硫酸鉀3與氫氧化鈉1和氫氧化鈉2分別配置,分別進行空白試驗,堿性過硫酸鉀溶液配制方法(見表6),空白試驗結(jié)果(見表7)

        表6 堿性過硫酸鉀溶液配制表

        表7 空白試驗結(jié)果

        試驗顯示:加入堿性過硫酸鉀4和堿性過硫酸鉀5的空白樣品吸光度為1.374和1.961,結(jié)果大大超過要求值,加入堿性過硫酸鉀6和堿性過硫酸鉀7的空白樣品吸光度為0.026和0.028,結(jié)果符合小于0.030要求。由此可以確定是使用的過硫酸鉀對空白結(jié)果造成影響,而此次選擇的3種不同的品牌規(guī)格的氫氧化鈉未對結(jié)果造成影響。

        通過此次對不同廠家規(guī)格的過硫酸鉀和氫氧化鈉試劑的試驗,發(fā)現(xiàn)市場上的過硫酸鉀試劑,即使其標(biāo)注含氮量小于0.0005%,但實際效果也不好,而選擇的氫氧化鈉試劑不管是分析純和還是優(yōu)級純都能符合要求,所以在分析總氮時要特別注意試劑的選用,尤其是過硫酸鉀,而試劑等級的標(biāo)注與能否適用于總氮測定也沒有必然的聯(lián)系。

        總氮分析中除了試劑的影響之外,同時要注意其他一些試驗環(huán)節(jié)中的因素避免實際工作中一些不必要的困擾,提高總氮分析的結(jié)果質(zhì)量和穩(wěn)定性。一是確保實驗用水、玻璃器皿、高壓蒸汽滅菌器、實驗室環(huán)境等沒有被氮源污染,可以有效避免出現(xiàn)總氮測定值“小于”氨氮測定值的異常現(xiàn)象。二是要注意堿性過硫酸鉀的配制方法,過硫酸鉀較難溶水,可水浴加熱溶解,但水浴加熱需控制水浴溫度不要高于60℃,可先配制氫氧化鈉溶液,待其溫度降至室溫后再加入過硫酸鉀溶液。三是試樣在消解后開塞前,要先按住試管塞子將比色管進行顛倒混勻,然后再加鹽酸定容測定,可提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

        環(huán)境監(jiān)測中要嚴(yán)格把好試劑質(zhì)量關(guān),杜絕使用劣質(zhì)的化學(xué)試劑,可采取一篩,二看、三試、四評的方法選出合格的試劑。環(huán)境監(jiān)測中對化學(xué)試劑有特定的要求,化學(xué)試劑質(zhì)量是影響環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一,對特定要求的試劑要開展質(zhì)量檢查,建立檔案,嚴(yán)格篩選,確保試劑滿足監(jiān)測分析要求。

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