水質分析中總氮校準的質控措施研究

杜 勇 王文輝 張 青

水質分析中總氮校準的質控措施研究

杜 勇 王文輝 張 青

（江蘇省水文水資源勘測局南京分局，江蘇 南京 210008）

對水質分析方法標準匯編中有關總氮分析方法進行了研究，比較了標準曲線制備液消解處理與不消解處理兩種措施的影響，并對其他各質控措施進行了研究。實證結果顯示，常規樣品分析時，系統誤差存在于省略標曲制備消解措施會引入系統誤差等幾個方面，這對于監測業務部門有一定借鑒意義。

水質分析；總氮；過硫酸鉀；標準曲線；消解；質控

總氮是衡量水質水體湖泊、水庫的富營養化的重要指標之一。根據《水質分析方法標準匯編》[1]中對于總氮的測定，需要在堿性介質條件下，用過硫酸鉀對水樣進行預處理，使含氮化合物中的氮元素轉化為硝酸鹽。按規范，制備校準曲線所用的標準溶液同樣需要消解，但標曲溶液為分析純級或優級純級的硝酸鉀配制，其本身已是硝酸鹽，現通過對標準系列作消解和不作消解兩種方法對比，探討兩種模式下校準曲線的差異程度。

1 實驗基本條件

1.1 方法選擇

采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法（GB/T11894—1989）。

1.2 儀器設備

（1）UV-VIS 8500紫外可見分光光度計及10mm石英比色皿。

（2）醫用手提式蒸汽滅菌器（測定壓力1.1～1.4kg/cm2,溫度120℃～124℃）。

（3）25mL具玻璃磨口塞比色管。

1.3 主要試劑

（1）無氨水：采用實驗室級專用超純化水機制備高純度無氨水。

（2）堿性過硫酸鉀溶液：過硫酸鉀+氫氧化鈉。

（3）鹽酸溶液：取1毫升鹽酸和9毫升蒸餾水混合。

2 分析測定

A方法（消解處理）：向試樣中加入5mL堿性過硫酸鉀溶液，密塞擰緊進行消解處理后，加入1mL HCl，用無氨水稀釋至25mL標線，混勻后測定吸光度。

B方法（不消解處理）：向試樣中不加入堿性過硫酸鉀溶液，加入1mL HCl，用無氨水稀釋至25mL標線，密塞擰緊混勻后直接測定吸光度。

2.1 校準曲線測定

取0.0mL， 0.50mL， 0.70mL，1.00mL，3.00mL，5.00mL，7.00mL，10.00mL的硝酸鹽氮標準使用溶液于25mL具塞密封比色管中，加無氨水稀釋至10.00mL。按上述方法分別制備6條校準曲線，選擇其中3條校準曲線按照A方法進行消解處理后測定吸光度，另外3條校準曲線按照B方法不進行消解處理直接測定吸光度。

2.2 空白值測定

取12份無氨水制備空白，其中6份用A方法進行消解處理后測定吸光度；另6份按B方法直接測定吸光度。

2.3 標準樣品測定

取國家環保總局標準樣品1份，按照A方法進行消解處理后測定吸光度。

2.4 實際水樣測定

取相同水樣2份，按照A方法進行消解處理后測定吸光度。

2.5 回收率測定

取試樣2份，其中1份加入已知量的標準溶液后和另1份試樣均按照A方法進行消解處理后測定吸光度。

3 比較分析

3.1 校準曲線分析

用硝酸鉀標準溶液分別制作消解和不消解的校準曲線各3條，各單位濃度及線性方程參數見表1。

表1 消解與不消解方式下校準曲線比較

分別對曲線的a、b值進行t檢驗。首先對消解與不消解兩種模式下的a值進行t檢驗：

查表得：t0.05,(2)= 4.30 , ∴ t=0.667＜ t0.05,(2)= 4.30,即消解與不消解兩種模式下的a值無顯著性差異。用同樣方法再對兩種模式下的b值進行檢驗，經檢驗消解與不消解兩種模式下的b值無顯著性差異；綜上所述，經t檢驗，兩種模式下的校準曲線間無顯著性差異。

3.2 空白值分析

在12份用無氨水制備的空白中，6份用A方法處理后測得的吸光度值見表2，另6份用B方法處理后測得的吸光度值均為0.0000，這是由于該方法所使用的參比溶液為無氨水，所以其A0值與不消解曲線的零點濃度值相同。而經過消解處理的空白，之所以A0值不為零，是由于加入的堿性過硫酸鉀等試劑引起的，所以經消解處理的校準曲線和樣品要進行空白校正。

表2 消解方式下空白吸光度值（A0=A0220-A0275）

3.3 標準樣品比較

用國家環?？偩謽藴蕵悠?份進行消解處理后，分別用消解和不消解的標準系列制作的校準曲線進行分析，標準樣品通過各校準曲線計算出的濃度值見表3。

表3 消解與不消解方式下標準樣品值比較 （mg/L）

由表3得出：標準樣品在校準曲線內濃度為1.171～1.174mg/L,其中消解模式下平均濃度為1.172 mg/L，不消解模式下平均濃度為1.172 mg/L，可見在消解和不消解兩種方式下，通過校準曲線計算出的濃度均在保證值（1.00～1.28 mg/L）的置信范圍內。

3.4 實際水樣比較

對2份相同水樣進行消解處理后，分別帶入到6條校準曲線中計算濃度，濃度值見表4。由表可知對于同一條曲線，水樣間的相對偏差在1.610%～1.614%之間，消解與不消解模式間的相對偏差為0.00%，所以兩種模式下水樣的測定無顯著性差異。

表4 消解與不消解方式下實際水樣相對偏差比較

3.5 回收率比較

在水樣中加入已知量的標準溶液后，按A方法進行消解并測定其吸光度，將測得的吸光度分別帶入消解和不消解的標準系列制作的校準曲線內計算出濃度，再和原水樣濃度比較，得出回收率見表5。6條校準曲線的回收率范圍為99.5%～99.8%，其中消解模式下平均回收率為99.7%，不消解模式下平均回收率為99.6%，均滿足加標回收率85%～105%的要求。

表5 消解與不消解方式下回收率比較

4 注意事項

(1) 實驗環境：本次實驗需在無氨存在的環境中進行，室內不含揚塵、石油類及其它氮氧化物，不能將總氮、氨氮、硝酸鹽氮等項目在同一實驗室內分析，以避免交叉感染。

(2) 無氨水制備：實驗用無氨水采用實驗室級專用超純化水機制備，確保蒸餾水有較高純度，以避免純度不高的蒸餾水中的含氮化合物被氧化，造成空白值偏高，影響測定結果。

(3) 過硫酸鉀試劑選擇：采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定總氮的過程中，過硫酸鉀是至關重要的試劑。對于含氮化合物含量過高、質量差的過硫酸鉀不僅會引起空白值增大，甚至會無法比色。本次實驗選用上海愛劍生產的過硫酸鉀（含氮總量＜0.005%），建議用優級純試劑，使用前配制。

(4) 玻璃器皿潔凈程度：本次實驗使用的玻璃器皿均先用鹽酸浸泡清洗后，再用無氨水沖洗多次后使用，以避免造成實驗的空白值偏高或平行性變差。

5 結 論

此次實驗在嚴格按照注意事項的前提下進行分析，避免在前處理時的沾污和損失所產生的誤差以及加入試劑對測定的干擾。通過在兩種模式下，對校準曲線和空白值的分析，以及對標準樣品、實際水樣、回收率的比較驗證，可見采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法（GB/T11894-1989）測定水中總氮的含量，在制作校準曲線時可以省略消解操作步驟，對校準曲線無明顯的影響。

[1] 水質分析方法標準匯編（上冊）,北京:水利部水環境監測評價研究中心.

[2] 吳邦燦主編.環境監測質量管理.北京:中國環境科學出版社,2005.

[3] 吳志旭,陳林茜.水中總氮測定有關問題的探討[J].化學分析計量,2006(15).

[4] 薛傳金,鄭芳.淺談總氮測定過程中的質量控制.干旱環境監測,2012(2).

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.03.003

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1008-1305（2014）03-0008-03

杜 勇（1980年-），男，工程師。