紫外分光光度法測定水質總氮影響因素探討

周侶艷 徐 偉 陳 峰

（杭州市環境監測中心站浙江杭州310007）

紫外分光光度法測定水質總氮影響因素探討

周侶艷 徐 偉 陳 峰

（杭州市環境監測中心站浙江杭州310007）

總氮含量是水質富營養化狀態的重要指標，是水質檢測中需要重點分析的內容。一般對于水質總氮含量的檢測方法，常選擇用堿性過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法，但是在實際應用中，經常會出現空白值偏高以及樣品測定值不穩定等問題，同一樣品總氮測定值具有較大波動。為提高水質總氮含量測量精確度和準確性，即需要對紫外分光光度法影響因素進行分析，選擇合適措施進行優化，提高測定結果準確性，本文就此方面進行了簡要闡述。

紫外分光光度法測定；水質測定；總氮

天然水中正常情況下，總氮值并不高，但是隨著社會生產程度的不斷增加，大量的生產生活污水以及農田廢水等被排入到自然水體中，造成水體內有機氮與無機氮氧化合物含量增加，使得水體呈現富營養化，浮游生物大量繁殖。在進行水質測定時，為提高總氮值測定結果精確性，必須要對紫外分光光度法測定影響因素進行分析，有針對性的對每個操作細節進行優化，降低各項因素對測定結果的影響。

1 紫外分光光度法測定總氮原理

水體中總氮含量的檢測方法是，在高于60℃水溶液中，過硫酸鉀分解產生氫離子與原子態氧，然后添加氫氧化鈉與其中氫離子進行中和反應，確保過硫酸鉀能夠完全分解。然后在120℃～124℃堿性介質條件下，選擇過硫酸鉀為氧化劑，對水樣中含有的氨氮以及亞硝酸鹽氮進行氧化作用生成硝酸鹽，同時可以將其中部分有機氮化合物氧化轉化成硝酸鹽[1]。選擇用紫外分光光度法在波長220nm與275nm處分別測定樣品的吸光度，按照A=A220-2A275對硝酸鹽氮吸光度值進行計算，從而計算水樣中總氮含量。

其中，高于60℃條件下過硫酸鉀水溶液中反應過程為：H2S2O8→2KHSO4+[0]，KHSO4→K+HSO4-，HSO4-→H+SO42-，其中CO (NH2)2代表可溶有機氮化物，各種形態氮氧化反應為：(NH4) 2SO4+4NaOH+8→[O]→2NaNO3+Na2SO4+6H2O，CO→(NH2)2+2NaOH +8[O]→2NaNO3+CO2+3H2O，NaNO2+[O]→NaNO3。

2 紫外分光光度法總氮測定試驗分析

2.1 儀器與試劑

2.2 測定流程

（1）選擇25mL比色管取樣10mL，然后用氫氧化鈉或鹽酸溶液將樣品pH值調至5～9范圍內。（2）將5mL堿性過硫酸鉀溶液加入到pH調解好的樣品中，塞緊磨口塞并用紗布和繩子扎緊瓶口，避免在消解時塞子彈出。（3）將比色管放置到壓力鍋內，加熱至120℃～124℃后開始計時，并保持此溫度條件下，持續加熱30min。（4）加熱完成后冷卻、開閥放氣，然后除去外蓋，將比色管取出使其冷卻到室溫，然后向其中加入1mL1+9鹽酸溶液，并用無氨水稀釋到標線，對處理后的溶液進行混勻處理[3]。（5）吸取上清液，到1cm石英比色皿內，然后將其放置到紫外分光光度計上。以無氨水加1+9鹽酸溶液作為對比，測定水樣在220nm與275nm波長處吸光度。

2.3 標準曲線

選擇0.010mg/m l硝酸鉀標準溶液，分別向6支25mL色管內加入0、0.50/1.00/3.00/5.00/7.00/8.00mL，并用無氨水稀釋到10.00mL標線[4]。然后按照上述測定流程來的測定。

2.4 測定結果

水樣總氮含量計算公式為：C=m/v，其中C表示水樣中總氮濃度，單為mg/L；m表示水樣中測出含氮量，單位ug；v表示取樣體積，單位mL。

校正吸光度計算：Ar:A220-2A275式中，Ar表示校正吸光度，A表示220nm波長所測吸光度，A2表示275nm波長所測吸光度。

出口方面已經臨近尾期，截至上周，國內港口二銨存量在42萬噸左右。雖然印度和巴基斯坦仍有新單出現，但是近期的出口價格一再下滑，企業的心態也有點穩不住了，目前出貨量較少。據海關統計，1-8月份中國磷酸二銨出口總量為401萬噸，和去年同期的397萬噸相比基本持平。

3 紫外分光光度法總氮測定影響因素分析

3.1 實驗用水

選擇用蒸餾無氨水、新鮮蒸餾水、新鮮去離子分別來配置堿性過硫酸鉀溶液，并分別進行空白實驗，設置5個重復，所得結果如表1所示。

表1 不同實驗用水空白吸光度值

通過實驗結果可以得知，堿性過硫酸鉀溶液所選配置用水不同，空白值吸光度值存在較大差異，可以確定試驗用水是影響空白值吸光度高低的關鍵性因素。空白實驗時，選擇用10mL上述三種水代替水樣，對其進行加熱消解處理后定容測定。

3.2 過硫酸鉀

實驗用過硫酸鉀純度對測定結果影響比較大，如果所選試劑存在質量問題，總氮含量超過0.0045%，會導致空白試驗值偏高。對于實驗所需試劑純度不高的情況時，需要對其進行提純處理，即將大燒杯內裝入去離子水然后將其放置到40℃水浴，然后加入過硫酸鉀固體將其配置成飽和溶液，將溶液放置于冰水浴內重結晶。用去離子水對結晶進行多次洗滌，用紅外燈烘干。要對提純后的過硫酸鉀做好放置管理工作，嚴禁與還原性物質混合存放，并放置在干燥器內避光保存。另外，還需要做好過硫酸鉀溶液配置和存放管理，即分別稱取過硫酸鉀與氫氧化鈉，應將過硫酸鉀于60℃以下水浴使其溶解，待氫氧化鈉溶液冷卻到室溫后將兩者混合并定容。放在冰箱中冷藏，可以使用一周。

3.3 實驗環境

實驗環境也會對測定結果產生一定程度的影響，總結以往經驗，對于帶入氮的試劑不可在同一實驗室使用，在總氮分析間，不能放置氨水、硝酸等銨鹽類試劑。同時，對于總硬度、亞硝酸鹽氮、硫酸鹽化速率等測試試驗，會使用氨水試劑，如果在一個實驗環境內，勢必會對總氮測定產生交叉污染，影響測定結果的精確性。

另外，總氮測定試驗時應盡量遠離衛生間，避免其揮發后進入到空氣重新溶解到試樣中，而導致測定結果數值偏高。

3.4 波長定位

總氮測定時，需要同時測定樣品兩個不同波長吸光值，然后校正吸光度并計算最終結果。如果選擇用手動調節波長紫外分光光度儀，在測定時需要多次對波長進行調節，但是調節后復位難度較大，很容易出現誤差，影響測定結果的準確性。因此，應盡量選擇用雙光路紫外分光光度計測定，最大程度上減小調整波長產生的誤差，并且比色皿誤差可以自動校正。

3.5 氨氮值

氨氮值即水樣中銨態氮總含量，總氮作為水樣中有機氮、無機氮含量總和，理論上氨氮值應低于總氮值。但是部分實驗測定結果，水樣中銨態氮含量較高，最終會出現氨氮值大于總氮值情況。主要是因為實驗所用堿性介質中，銨態氮會以氨氣形式存在與比色管氣相內，總氮測定主要包括NO3-N、NO2-3與NH3-N、有機氮等。因此對于銨態氮較高的樣品并不適合用消解法，在實驗時應在消解30min后放氣，并趁熱多次搖勻比色管，利用熱K2S2O8將氣相中氨氣消解轉變為NO3-。

3.6 實驗用的玻璃器皿，用1+9鹽酸進行浸洗，用蒸餾水沖洗后再用無氨水沖洗。

3.7 測定懸浮物較多的水樣時，在消解后試樣會出現濁度和沉淀，遇此情況，可將試樣放置過夜或用0.45μm濾膜過濾后，再比色測定。否則會出現A275/A220×100%大于20%。及分析結果偏差較大。

4 結語

紫外分光光度法是水質總氮測定常用方法，但是在測定過程中很容易因為各因素控制不當而導致測定結果不可靠。為提高測定結果的準確度，即需要結合總氮測定試驗原理與要求，做好各個實驗細節因素的控制，選擇適當的措施進行優化，以提高測定結果的準確性和精密度。

[1]吳雅琴.紫外分光光度法測定水質總氮影響因素分析[J].貴州化工,2009,05:45-49.

[2]郭士森.紫外分光光度法測定水質中總氮及影響因素探討[J].北方環境,2012,05:224-226.

[3]孫亞平,張瑩瑩,邢宗娜,張成.水質分析中總氮測定的影響因素探討[J].環境科技,2013,06:60-63.

[4]吳松濤.紫外分光光度測定總氮的影響因素探討[J].四川環境, 2010,05:46-48.

周侶艷（1963—），女，浙江杭州人，大學本科，高級工程師，從事環境監測。