摘要：总氮是指水中各种形态无机和有机氮的总量，作为水体富营养化的重要指标，常被用来表示水体受营养物质污染的程度，在地表水监测和水污染监测中备受重视。对于总氮的监测，目前国家标准用的是碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法（HJ636-2012），但该方法分析时间长，不能满足水样连续批量分析，操作过程繁琐，易受外界环境干扰，且有一定的危险性。本文主要针对碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中的总氮进行简要分析。
关键词：碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法；连续流动分析法；总氮；比较
1概述
总氮是水中有机氮和各种无机氮化物含量的总和,是衡量水质的重要指标之一。在水质分析中,一般采用GB11894-89碱性过硫酸钾氧化消解紫外分光光度法测定水样中的总氮,它的基本原理是:在60℃以上的水溶液中,过硫酸钾按如下反应式分解,生成氢离子和氧。
K2S2O8+H2O——→2KHSO4+0.5O2
KHSO4——→HSO4-+K+
HSO4——→SO42-+H+
加入氢氧化钠用以中和氢离子,使过硫酸钾分解完全。在120—124℃的碱性介质条件下,用过硫酸钾作氧化剂,不仅可将水样中的氨氮和亚硝酸盐氧化为硝酸盐,同时将水样中的大部分有机氮化合物氧化为硝酸盐。而后,用紫外分光光度法分别于220nm与275nm处测定其吸光度,按A=A220-2A275计算硝酸盐氮的吸光度值,从而计算总氮的含量。其摩尔吸光系数为1.47×103L/(mol.cm)。
2实验部分
2.1原理
碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法原理：在120℃～124℃条件下，碱性过硫酸钾溶液使样品中含氮化合物的氮转化为硝酸盐，采用紫外分光光度法于波长220nm和275nm处，分别测出吸光度。连续流动分析法原理：样品与过硫酸钾/氢氧化钠溶液在硼砂缓冲器中混匀，加入UV消化器中加热至107℃消化生成硝酸盐，透析后经过镉铜柱，硝酸盐被还原成亚硝酸盐，再通过Griess反应（亚硝酸盐与二氨基苯磺酸结合成重氮化合物，重氮化合物与二氯萘基乙烯二胺形成一个高级偶氮基染色物）检测硝酸盐含量，在540nm处测定吸光度。
2.2仪器与试剂
主要仪器：San++连续流动分析仪，UV-6300型分光光度计（上海美谱达仪器有限公司），LDZM-40KCS立式智能压力蒸汽灭菌器（上海申安医疗器械厂）。
主要试剂：San++流动分析仪测定总氮中的试剂参照SKALR仪器公司自带的方法配置；碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定总氮所用试剂配置参照国标方法（HJ636-2012），过硫酸钾、氢氧化钠、盐酸、硝酸钾均为优级纯；实验用水均为无氨水。
2.3实验方法
连续流动分析法：按仪器说明书安装好化学工作站系统、设定好参数、开机后，用水代替试剂，检查整个分析流路的密闭性及液体流动的顺畅性。等基线稳定后（约20min），系统开始进试剂，待基线再次稳定后，准备进标准样品和实际样品及盲样。实验完毕，用蒸馏水冲洗管路30min。碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法原理：取10.0ml样品（高浓度酌情少取）于具塞比色管中，加入5ml碱性过硫酸钾溶液，用纱布固定管口后置于压力蒸汽灭菌器中加热消解（待温度达120℃，压力达1.1kg/cm2后，保持30min）。消解结束后放置室温下冷却混匀，分别加入1.0ml盐酸溶液，用无氨水定容至25.0ml，在波长220nm与275nm处比色测定。
3结果与分析
3.1标准曲线的测定
碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法：吸取硝酸钾标准使用液（10.0μg/ml）0.00、0.20、0.50、1.00、3.00、7.00ml，加水至10ml，消解后比色测定绘制标准曲线，结果表明：得标准曲线方程Y=0.0090X+0.0027，相关系数为0.9999，方法重现性良好，标准曲线见图1：
连续流动分析法：选取0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00和5.00mg/L7个浓度点，然后根据浓度峰高自动计算得出标准曲线一次方程，结果表明：在0-5.00mg/L的浓度范围内有很好的线性关系，得标准曲线方程Y=-74.16X+58060，相关系数达到0.9999，方法重现性良好。标准曲线及峰型图见图2、图3：
图1 紫外分光光度法测定总氮的曲线
图2 连续流动分析法测定总氮的曲线
图3 连续流动分析法测定总氮的峰型图
3.2方法检出限的测定
按照样品分析的全部步骤，重复10次空白实验，将各个测定结果换算为样品中的浓度，计算10次平行的标准偏差，按公式MDL=t（n-1，0.99）×S计算（其中n=10时，t（n-1，α=0.99）=2.821；S为重复测定n次的标准偏差）。结果表明：本方法在取样量1L时，10次平行测定样品的检出限分别为0.08mg/L和0.06mg/L。与国标方法相比，连续流动分析法测定总氮灵敏度较高。
3.3方法准确度和精密度的测定
按照样品分析的全部步骤，对国家环保总局标准样品研究所的总氮标样（No：203228与203229）进行6次平行测定，结果见表1。结果表明：两种方法测定6次的结果与均值都在样品的保证值范围内，比较而言，连续流动分析法的相对标准偏差值较小，说明连续流动分析法测定总氮标样的平行性较好，该方法能够满足总氮水质监测的技术要求。
表1 总氮标准样品测定结果
3.4实际样品的比对测定
分别采用两种方法对地表水5个点和废水4个点的水样进行了测定（碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法用符号A表示，连续流动法结果用符号C表示），同时还进行了加标回收实验，结果见表2和表3。由表2可以得出：5个地表水采样点两种方法平行3次测定的相对标准偏差分别在0.8%-2.2%和0.3%-1.3%之间，平均加标回收率在95.2%-103%和96.3%-101%之间。由表3可以得出：4个废水采样点两种方法平行3次测定的相对标准偏差分别在1.1%-4.7%和0.5%-2.5%之间，平均加标回收率在97.3%-105%和98.2%-102%之间。
表2 地表水水样比对分析实验
表3 废水水样比对分析实验
4结束语
综上所述，连续流动分析法和碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法在测定水体中总氮时均能准确测定总氮的含量，在线性、准确度和精密度等方面均能达到国家标准要求。与碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法相比，连续流动分析法在实际分析过程中自动化程度更高，前处理过程比较简单，检测效率更高，测定的平行性、准确度、精密度也更好，完全能够满足总氮水质监测的技术要求。
参考文献
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论文作者:卢珊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签：硫酸钾论文; 碱性论文; 光度论文; 样品论文; 标准论文; 方法论文; 硝酸盐论文; 《基层建设》2019年第1期论文;