马丽
乌鲁木齐京诚检测 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000
摘要：目前，检测水中总氮的方法主要是碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法（HJ636-2012）。而在检测的过程中经常会出现空白值偏高的现象。本文以水中总氮的空白值为研究对象，通过使用不同厂家的过硫酸钾和不同的试验用水来做实验，来观察总氮空白值的变化情况，从而得出影响空白值偏高的因素。下文中从实验环境、器皿清洁度以及碱性过硫酸钾存放时间等方面进行探讨，为降低空白值的方法提出建议。
关键词：总氮空白值；过硫酸钾；不同试验用水
引言：近年来，生活和农田污水的大量排放以及工业废水排量的增多，使水中有机氮和无机氮化合物含量增多。而总氮（TN）使衡量水质的重要指标之一，它主要包括水中可测定的硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、溶解态氮、无机盐氮和有机含氮化合物中氮的总和。我国目前检测水中总氮含量主要是用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法，而这种方法会使空白值偏高。而影响空白值的因素有很多，我们要通过对实验室环境、实验用水、器皿、试剂、消化过程等方法进行分析探讨，从而得出测定的最佳条件。
一、实验原理及步骤
1、方法原理
在120～124℃的碱性介质条件下，用过硫酸钾作氧化剂，将水样中的氨氮和亚硝酸盐及大部分有机氮化合物氧化成硝酸盐，分别于波长220nm与275nm处测定其吸光度（ABS），按A=A220-2A275计算硝酸盐氮的吸光度值，从而计算TN的浓度。
2、仪器与试剂
（1）仪器T6－1901双光束紫外可见分光光度计、立式压力蒸汽灭菌器。
（2）试剂
①过硫酸钾：选用了两种厂家生产的：一个是优耐德引发剂（上海）有限公司生产的，另一个是上海国药化学试剂有限公司生产的；
②20%的氢氧化钠
③盐酸（1+9）
④试验水
新蒸馏的无氨水：每升水中加入0．1ml浓硫酸，蒸馏。
二次水（去离子水）：温度：20℃；Ph=7.3～7.6；电导率：﹤0.05US/M；电阻率：18.2MΩ/s*cm。
新蒸馏的一次水。
3、测定方法
用无氨水一次水和二次水各配置100ml碱性过硫酸钾。为了保证过硫酸钾的氧化能力，在配置时，应使其自然溶解，无需加热。然后各准备6支25ml比色管，分别取上10ml无氨水，一次水和二次水，加入5ml事先配好的碱性过硫酸钾，塞紧磨口塞，用纱布及纱绳裹紧管塞，放入高压锅里，124℃温度下消解0.5h。然后把比色管取出来自然冷却，加入（1+9）的盐酸1ml，用水定容到25ml。分别在220nm及275nm波长处测定吸光度。
4、结果与分析
两种厂家生产的过硫酸钾测出来的总氮空白信号值的比较中，不同的厂家生产的过硫酸钾质量有所差别。总氮测定中，空白值落点应该在0.012～0.047范围内。从实验结果看出，无氨水和二次水测出来的总氮信号值平均值分别是0.038和0.040，两者相差不大，而且信号值在正常范围之内。说明新蒸馏出来的二次水和无氨水做出来的总氮空白值较低，可以采用。而新蒸出来的一次水测出来的总氮信号值平均值为0.102，空白偏高。这跟蒸馏水纯度有关系，一次水含有氨，所以消解时蒸馏水中的氨会被氧化，从而导致空白值偏高。
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二、影响空白值的因素
1、实验室环境
实验环境对TN的测定影响很大，首先要避免测试操作过程之间的交叉污染，凡是能带入N的水和试剂都不能在实验室内使用，不能与氨水、硝酸和其他氨盐试剂放在同一实验室中，因为它们极易挥发进入空气，可能溶解在样品中，使测定结果偏高。另外，实验室要清洁，避免扬尘。
2、器皿的清洁程度
含氮化合想转化为硝酸盐氮是需要很长时间并且高温消除过程。在消除过程中，器皿的玻璃壁上残留的难以清洗的有机物和其他杂质会是空白值偏大。所以，在实验过程中，玻璃器皿要用10%的盐酸浸泡，之后用蒸馏水冲洗，最后用无氨水多次再清洗后控干。同时，实验操作所用的纱布也要清洗干净，特别是做完高浓度实验后。纱布的清洁可以用去离子水提前多蒸几次以免污染。另外，还要选择磨合好的比色管，用纱布扎进塞子加热防止塞子蹦出。加热完全后，要检查试液体积是否正常，如果不正常样品则要报废弃用。
3、实验用水
国家标准测定方法要求整个TN分析过程要使用无氨水，可在每升水中加入0.1mL浓硫酸，蒸馏。收集中间的馏出液于洁净的玻璃容器中。制备出的无氨水放置的时间不宜长，尽快使用。
4、试剂的影响
（1）过硫酸钾的影响
在实际测定过程中，有时空白值异常的偏高，即使用刚制备的新鲜去无氨水也会出现这种情况。通过实验发现，氧化剂过硫酸钾的纯度是重要因素之一。一般普通分析纯过硫酸钾的TN质量分数最高不得超0.005%，但是由于试剂质量存在差异，有些厂家的试剂纯度达不到要求，导致空白消光值有时竟高达0.1～0.2，影响结果的准确性，因此，要选用纯度高的试剂，有条件的话应使用优级纯，每瓶试剂开启后，要做空白检验，若试剂TN质量分数超过0.005%，可以提纯后使用。提纯的方法是将过硫酸钾溶于50～60℃的无氨水中，在无氨的洁净处将溶液冷却至近0℃，过滤，将已重结晶的过硫酸钾置于干燥器中干燥以备用。
（2）其他试剂的影响
氢氧化钠和盐酸中氮化合物含量较小，一般分析纯即可，用前都应该做空白检验。发现氮值偏高，立即更换。
5、碱性过硫酸钾浓度的影响
通过实验研究了不同浓度的碱性过硫酸钾在220nm，275nm的吸光度。在10mL水样中加入40g/L的碱性过硫酸钾5mL，稀释到25mL后如果在消解过程中不发生反应消耗，则过硫酸钾的最高浓度为8g/L。对不同浓度的碱性过硫酸钾做对比实验，直接在220nm，275nm波长下比色。
从实验结果上看，碱性过硫酸钾本身在220nm处有强烈的吸收峰，这种吸收随碱性过硫酸钾含量的不断降低而逐渐减弱。在ρ大于0.4g/L时，吸光度很高，对比色产生严重的干扰，使空白值得偏高；随着过硫酸钾浓度降低，吸光值越来越低，以至对测定结果的影响可以忽略不计，可见，实验中过硫酸钾的少量残留都会对结果产生极大的影响，必须保证过硫酸钾完全分解。
6、消解过程的影响
（1）消解压力和温度对空白值的影响在消解过程中，将比色管置于压力蒸汽消毒器中加热，使压力表指针到0.1～1.4MPa，若压力不足，会造成过硫酸钾分解不完全，从而导致空白吸光度偏高。其次，压力蒸汽消毒器的温度必须严格控制在120～124℃之间，低于120℃则氧化不完全，水样吸光值偏低，高于124℃过硫酸钾分解速度加快，水样吸光值偏高。
（2）消解时间对空白的影响
消除过程是过硫酸钾分解成原子态氧的过程。消除时间过短会造成分解不完全，使空白值变大。通过实验表明，加热时间越长，在220nm出的过硫酸钾的吸收就会慢慢降低；当消除时间达到30分钟时，空白值是0.027，超过30分钟后，空白值就处于稳定，这样我们就可以认定分解已经完全。所以说，消除时间为30分钟时，空白值就会足够小而且稳定。
结语：我们在检测饮用水水质时，主要检测水中总氮含量。但在测定过程中经常会遇到空白实验吸光度高的现象，而这种现象的出现，我们可以通过实验来找出空白值偏高的原因，并提出一些改进措施将空白值调整到合理范围内，这样能保证实验结果的准确和稳定。现阶段随着我国国民经济的不断发展，人民的生活水平不断提高，安全的用水环境也是重要需求之一。准确的检测出用水的污染程度，找出影响偏差的原因，才能得出准确数值进而进行判断是否我们处在安全用水环境中。
参考文献：
[1]董晓红. 水质总氮测定中常见问题及解决方法[J]. 民营科技. 2011（08）
[2]张雅. 关于总氮分析的一点体会[J]. 北京农业. 2011（30）
论文作者:马丽
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/29
标签：硫酸钾论文; 空白论文; 氨水论文; 碱性论文; 试剂论文; 偏高论文; 用水论文; 《防护工程》2018年第13期论文;