總氮空白值影響因素及水樣保存條件影響淺析

陳陶靜

摘 ? 要：用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定總氮，簡單易操作，但空白值易受外部條件影響而偏高。探討了試劑純度、消解劑添加量、實驗用水質量、冷卻放置時間、消解時間和消解劑保存時間等條件對空白值的影響。同時，分析了不同保存條件對水樣總氮值的影響。

關鍵詞：總氮;空白值;水樣保存

總氮是指水體中溶解態氮和懸浮物中氮的總和，包括亞硝酸鹽氮、硝態氮、無機銨鹽氮、溶解態氮及大部分有機含氮化合物中的氮。水體中氮、磷等營養鹽質量濃度高會引起藻類及其他浮游生物的迅速繁殖，出現富營養化現象，導致水體生態遭到破壞。因此，總氮質量濃度是水質質量控制的重要指標。

堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法（HJ 636—2012，以下簡稱《方法》）是國家標準中常用的總氮檢測方法[1]，該方法簡單易操作，但實驗易受外界條件干擾以致空白值偏高，直接影響測定結果的準確性。現根據《方法》測試條件，討論總氮的空白值影響因素及水樣保存條件對結果的影響。

1 ? ?儀器和試劑

儀器：U-2900紫外可見分光光度計（配10 mm比色皿）。

試劑：去離子水，超純水（Milli-Q超純水機）;1+9鹽酸（HCl）（優級純，江蘇某試劑廠）;過硫酸鉀（K2S2O8）（美國某廠家）;過硫酸鉀A：氫氧化鈉（NaOH）（優級純，天津某試劑廠）+過硫酸鉀+超純水配制;過硫酸鉀B：氫氧化鈉（NaOH）（分析純，天津某試劑廠）+過硫酸鉀+超純水配制;過硫酸鉀C：氫氧化鈉（NaOH）（優級純，天津某試劑廠）+過硫酸鉀+去離子水配制。

2 ? ?實驗

2.1 ?空白實驗

2.1.1 ?試劑純度的影響

分別取5.0 mL過硫酸鉀A和過硫酸鉀B兩種試劑于25 mL比色管中，加超純水至10 mL，于高壓滅菌鍋中124 ℃下消解30 min，冷卻后取出，加入1.0 mL（1+9）HCl后定容，充分搖勻。以超純水為參比，測定220 nm和275 nm處吸光度，計算校正吸光度。實驗結果如表1所示。

實驗結果表明，試劑純度對空白值有較大影響，為了保證結果的準確性，要選擇合適的試劑，含氮量應小于0.000 5%。

2.1.2 ?消解劑添加量的影響

分別取3.0 mL、5.0 mL和7.0 mL過硫酸鉀A于25 mL比色管中，其他操作同2.1.1。實驗結果如表2所示。

實驗結果表明，空白值隨著消解劑添加量的增加而升高，因此，在保證消解完全的前提下，應盡可能減少消解劑的使用量。

2.1.3 ?實驗水質量的影響

分別取5.0 mL過硫酸鉀A和過硫酸鉀C兩種試劑于25 mL比色管中，分別用超純水和去離子水定容，其他操作同2.1.1。實驗結果如表3所示。

實驗結果表明，水的質量越好，空白值越低。

2.1.4 ?放置時間的影響

取5.0 mL過硫酸鉀A于25 mL比色管中，其他操作同2.1.1。將定容后的空白樣分別放置0.5 h、1.0 h和2.0 h后測其吸光度。實驗結果如表4所示。

實驗結果表明，放置時間對空白值會產生一定影響，處理后的樣品應盡量在2 h內完成測試。

2.1.5 ?消解時間的影響

取5.0 mL過硫酸鉀A于25 mL比色管中，消解時間分別為30、40、50 min，其他操作同2.1.1。實驗結果如表5所示。

實驗結果表明，延長消解時間能降低空白值，主要是因為消解過程是過硫酸鉀分解產生原子態氧的過程，長時間的消解能使過硫酸鉀分解得更徹底，從而使空白值降低[2]。

2.1.6 ?堿性過硫酸鉀存放時間的影響

分別取配制當天和放置1天、3天、5天和7天的過硫酸鉀A試劑5.0 mL于25 mL比色管中，其他操作同2.1.1。實驗結果如表6所示。

實驗結果表明，隨著堿性過硫酸鉀放置時間的延長，空白值會逐漸升高，《方法》建議堿性過硫酸鉀的保存期限為7天，7天后空白吸光度校正值小于0.030，則仍可使用。但為了保證測定結果的準確性，堿性過硫酸鉀配制后應盡快用完。

2.2 ?樣品保存條件對總氮的影響實驗

根據國家標準水樣的保存方法[3]，總氮用H2SO4調節pH≤2后可保存7天。本節實驗取污水廠出水兩組，分別測試了采樣當天的總氮質量濃度、不同保存條件下1天及2天的總氮質量濃度。保存條件：常溫保存溫度為（22.0±1.0）℃，冷藏保存溫度為（4.0±0.2）℃，使用H2SO4調節pH≤2。

分別在25 mL比色管中加入水樣5.00 mL、堿性過硫酸鉀5.0 mL，每組加1個空白樣。添加5.00 mL的10 mg/L總氮標準溶液進行方法驗證。測定結果如表7—9所示。

3 ? ?結語

由以上結果可知，為了控制總氮空白校正吸光度在0.030以下，應采取如下措施：

（1）在實驗過程中應選用高純度氫氧化鈉，控制試劑內的總氮質量濃度。

（2）在保證消解完全的前提下，應盡可能減少消解劑的使用量。

（3）實驗用水中的雜質越少越好，在條件允許的情況下可選用超純水。

（4）樣品消解測試完成時間控制在2 h內。

（5）消解時間可延長至50 min。

（6）放置時間超過1周的堿性過硫酸鉀，若空白校正吸光度在0.030以下仍可繼續使用，但最好盡快用完。

（7）對于污水廠出水，若當日無法完成測樣，水樣可不加保護劑常溫保存，3天內測試仍可保證結果的準確性。

[參考文獻]

[1]環境保護部.中華人民共和國國家環境保護標準 水質 總氮的測定-堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法[M].北京：中國環境科學出版社，2012.

[2]董繼珍，宋 寶，李建坡，等.測定總氮時影響空白吸光值的因素[J].光譜實驗室，2006，23（4）：791-796.

[3]國家環境保護總局《水和廢水監測分析方法》編委會.水和廢水監測分析方法[M].4版.北京：中國環境科學出版社，2002.