真空檢測管-電子比色法測定總氮的應用研究

鄭州沃特測試技術有限公司　郭一鵬

信陽市環境監測站　王　超

鄭州沃特測試技術有限公司　鄭叢叢

一般天然水中總氮含量不高，但隨著經濟的快速發展，受大量農業生產，養殖污水排放以及農田施用化肥等多種因素的影響，使水中氮含量增加，同時由于水中生物和微生物的大量繁殖也會消耗水中大量的溶解氧，從而使水質惡化，所以總氮是衡量水質的重要指標之一。目前，測定總氮的分析方法有過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法測定總氮[1]，遙感技術-光譜法[2],微波消解紫外分光光度法[3]測定總氮，這些分析方法操作繁瑣，不便攜帶，為此研制開發便攜式、快速測定總氮的方法迫在眉睫。

現場快檢技術的快速可靠性越來越受到青睞，已成為我國環境監測工作中的一個重要部分[4]，現場快檢也是突發環境事件處置和處理善后工作的基礎和前提[5]，是環境污染事故處置處理中的首要環節[6]。突發性應急監測具有不可預見性、要求快速、監測數據還要具有準確性和代表性、監測對象復雜、監測范圍廣、監測周期長、監測條件艱苦等特點[7-8]?，F場快檢較常見的技術有檢測管技術、試劑盒（試紙）技術、便攜式氣相色譜法、便攜式氣相色譜-質譜聯用法、便攜式電化學儀技術等[9]。當前現場快檢標準方法欠缺，亟需緊扣環境污染時效性強、

事故現場試驗條件限制多等特點建立完善的應急監測技術的標準方法體系[10-11]，HJ659-2013《水質 氰化物等的測定 真空檢測管-電子比色法》作為國家環保標準方法發布實施[12]，為現場快檢技術的普及和發展提供了有力支持。

鄭州沃特測試技術有限公司生產的ZZW水質多參數現場測試儀是基于真空檢測管-電子比色法（以下簡稱“真空檢測管法”）原理設計的快檢儀器，它將真空檢測管自吸式定量采樣、自動快速顯色的技術與現代光電傳感器及數模轉換技術系統集成而研制的微電腦型水質現場測試儀，可對水樣中多種無機或有機成分進行定量快速分析，具有儀器簡便易攜、操作簡單、升級簡單等特點。該文以總氮為例，采用ZZW快速消解儀和ZZW水質多參數現場測試儀測定水和廢水中的總氮，并與離子色譜法進行比對[13],分析探討了總氮的條件參數、干擾、實際樣品測試、加標回收率等實驗。

1　實驗部分

1.1　主要試劑與儀器

ZZW快速消解儀；ZZW水質多參數現場測試儀；硝酸鹽氮真空檢測管；鄭州沃特測試技術有限公司生產。

離子色譜法，所需試劑按該方法標準準備和配制。

1.2　數據統計

數據統計參照HJ168—2010[14]。

2　條件實驗與討論

2.1　水樣預處理

過硫酸鉀消解：

取一支消解管，加入0.020g過硫酸鉀固體，再加入20%的氫氧化鈉溶液0.2ml，準確量取2.5ML水樣沿著管壁慢慢移入消解管中，使附著管壁上的固體過硫酸鉀和堿液充分進入溶液，再用極微量的蒸餾水潤洗管壁一到兩次，在消解管上面放置一個帶膠塞的漏斗，在消解器升溫至130℃時加熱30分鐘后，取出放冷，滴加1M的硫酸溶液至中性，充分搖勻。如溶液不澄清，則用濾紙過濾于50ML燒杯中，用極微量蒸餾水洗消解容器及濾紙，一并移入燒杯中，加水至標線，供分析用。（如果水樣的總氮含量低時，可以用多支消解管同時消解，最后合并并定容在一個容量瓶中。）消解完后，用硝酸鹽氮檢測管測定即為總氮的含量。

2.2　條件試驗

2.2.1精密度實驗

實驗室配制5.0mg/L、10.0mg/L、15.0mg/L,20.0 mg/L,27.0 mg/L五種總氮標準溶液（由環境保護部標準樣品研究所，樣品編號為102111，濃度值為500mg/L標準溶液稀釋配制），平行測定6組數據，計算其相對標準偏差。結果表明，五種標準樣品的標準偏差為0.51～1.12。

2.2.2準確度實驗

測定3支有證標準物質（來自環境保護部標準樣品研究所，樣品編號200831濃度值為0.791±0.026mg/L；樣品編號200832濃度值為6.02±0.21mg/L；樣品編號200834濃度值為12.2±0.9mg/L）。平行測定6組數據計算其相對誤差。結果表明，三種標準樣品的相對誤差分別為6.19%，0.2%和4.9%。

2.2.3反應溫度對總氮測定的影響

改變消解時的反應溫度，其它測試條件不變，配制15.0mg/L濃度總氮標準溶液（由環境保護部標準樣品研究所生產，編號為102111，濃度值為500mg/L標準溶液稀釋配制），平行測定5組數據，結果表明，在其它條件不變情況下，測定結果受消解溫度影響較大，溫度低于130℃時為負誤差，高于130℃時為正誤差，須嚴格控制反應溫度在130℃，才能保證總氮測定的準確性。

2.2.4加熱時間對總氮測定的影響

改變消解時間，其它測試條件不變，配制10.0mg/L濃度總氮標準溶液（環境保護部標準樣品研究所生產，樣品編號為102111，濃度值為500mg/L標準溶液稀釋配制），平行測定5組數據,結果表明，在消解溫度為130℃，加熱時間對總氮的測定結果有一定的影響。當消解時間為30min時，測量結果誤差不大。

2.2.5干擾實驗

配制10.0mg/L濃度總氮標準溶液（由環境保護部標準樣品研究所研制，編號為102111，濃度值為500mg/L標準溶液稀釋配制），參照酚二磺酸光度法測定總氮時，亞硝酸鹽可產生干擾，本項目選擇亞硝酸鹽對總鹽進行干擾試驗測試，結果表明，隨溶液中亞硝酸鹽氮含量的增加逐漸降低，當亞硝酸鹽氮濃度≤6.0mg/L時對結果沒影響，亞硝酸鹽氮濃度≥8.0mg/L時對測定產生負干擾，水樣中同倍量的Cl-也產生負干擾，其他離子氟化物，溴離子，碘離子，銨鹽，有機物都不干擾。

2.3　實際樣品測定

2.3.1計算真空檢測管法測定結果的相對誤差

分別選取標準溶液、3種地表水和3種工業廢水水樣，按照樣品分析步驟，與離子色譜法進行比對，以離子色譜法測定結果作為真值，計算真空檢測管法測定結果的相對誤差。結果表明，真空檢測管法和離子色譜法相比，測定3種地表水水樣時，測定結果相對誤差為-15.2%～+14.8%。測定3種廢水水樣時，測定結果的相對誤差為-16.3%～-13.3%，誤差偏大的原因是實際樣品濃度值在測定范圍下限以下。

2.3.2實際樣品加標回收實驗

選用不同類型的水樣，水樣預處理后加入總氮標準溶液進行測定，每個加標樣品平行測定6次，計算每個樣品的加標回收率。結果表明，真空檢測管法測定實際水樣總氮的加標回收率為80.5%～102%。

3　結論

（1）真空檢測管法和離子色譜法相比，測定3種地表水水樣時，測定結果相對誤差為-15.2%～+14.8%，測定3種廢水水樣時，測定結果的相對誤差為-16.3%～-13.3%，測定實際水樣時誤差偏大的原因是實際樣品濃度值在測定范圍下限以下。

（2）真空檢測管-電子比色法加標回收率為80.5%～102%。

（3）和離子色譜法相比，真空檢測管法操作簡單，攜帶方便。

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