堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定水質總氮過程中試劑因素的影響分析

溫州市龍灣區環境監測站 吳耀，高瑞鏈

化學試劑是監測分析中不可或缺的要素，化學試劑質量的優劣直接影響監測結果的準確性，化學試劑的種類有很多，有基準試劑、優級純試劑、分析純試劑、色譜純試劑、光譜純試劑等，環境監測對試劑有著較高的要求，許多項目對試劑的純度、規格都有著特定的要求。總氮是水體富營養化程度的重要指標之一，目前采用的堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定水質總氮。在120～124℃條件下，堿性過硫酸鉀溶液使樣品中含氮化合物的氮轉化為硝酸鹽，采用紫外分光光度法于波長220nm和275nm處，分別測定吸光度A220和A275，按公式A＝A220-A275計算校正吸光度A，總氮含量與校正吸光度A成正比，總氮包含樣品中溶解態氮及懸浮物中氮的總和，包括亞硝酸鹽、硝酸鹽、無機銨鹽、溶解態氨及大部分有機含氮化合物中的氮。該方法對試劑空白值的要求非常嚴格，要求零濃度的校正吸光度應小于0.030，而實驗用水、器皿和高壓蒸汽滅菌器的污染狀況對結果有直接的影響，其所需試劑過硫酸鉀和氫氧化鈉中的含氮量嚴重影響空白吸光值，導致空白實驗不易做好。標準中給出了氫氧化鈉、硫酸鉀試劑含氮量的檢測方法及規定的含氮量。目前市售的過硫酸鉀和氫氧化鈉質量參差不齊，一些優級純試劑標注其總氮量滿足要求，但在實際應用過程中效果不佳，給分析工作中帶來一定困擾。此次試驗選擇了3種不同品牌的過硫酸鉀和氫氧化鈉來檢驗其質量效果。

按照《水質總氮的測定堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》（HJ 636—2012）配制堿性過硫酸鉀溶液（40.0g過硫酸鉀溶于600ml水中；另稱取15.0g氫氧化鈉溶于300ml水中。待氫氧化鈉溶液溫度冷卻至室溫后，混合兩種溶液定容至1000ml。試驗中選擇的3個不同廠家規格的過硫酸鉀和氫氧化鈉試劑，分別配置堿性過硫酸鉀溶液1、2、3。

表1 堿性過硫酸鉀溶液配制表

一、堿性過硫酸鉀1（過硫酸鉀1+氫氧化鈉1）

如表2。

表2 總氮標準曲線繪制結果

二、過硫酸鉀試劑2（過硫酸鉀2+氫氧化鈉2）

如表3。

表3 總氮標準曲線繪制結果

三、過硫酸鉀試劑3（過硫酸鉀3+氫氧化鈉3）

如表4。

表4 總氮標準曲線繪制結果

分別加入3種不同的堿性過硫酸鉀試劑，通過制定校準曲線，試驗結果顯示使用堿性過硫酸鉀1、堿性過硫酸鉀2的校準曲線空白校正吸光度分別為1.212和2.167，大大高于要求值，不符合要求，使用過硫酸鉀試劑3的曲線空白校準吸光度為0.024，小于0.030的要求值，符合要求，且校準曲線線性良好，相關系數0.9998。

四、為排除比色管、壓力鍋消解過程和分光光度計等條件差異問題得干擾，再次在兩個空白樣品中分別加入堿性過硫酸鉀1和堿性過硫酸鉀3，在同個高壓蒸汽滅菌器同時經過消解測定吸光度（試驗結果見表5）

表5 試驗結果

結果顯示添加堿性過硫酸鉀1的空白吸光度為1.21，而添加堿性過硫酸鉀3的空白樣品吸光度為0.028，結果與之前一致。在比色管、壓力鍋處理過程和分光光度計等條件一致的情況下，氫氧化鈉和過硫酸鉀試劑是造成結果差異的原因。

五、為了確定堿性過硫酸鉀1和堿性過硫酸鉀2中影響空白吸光度的是過硫酸鉀還是氫氧化鈉，又將過硫酸鉀1和過硫酸鉀2與氫氧化鈉3分別配置，將過硫酸鉀3與氫氧化鈉1和氫氧化鈉2分別配置，分別進行空白試驗，堿性過硫酸鉀溶液配制方法（見表6），空白試驗結果（見表7）

表6 堿性過硫酸鉀溶液配制表

表7 空白試驗結果

試驗顯示：加入堿性過硫酸鉀4和堿性過硫酸鉀5的空白樣品吸光度為1.374和1.961，結果大大超過要求值，加入堿性過硫酸鉀6和堿性過硫酸鉀7的空白樣品吸光度為0.026和0.028，結果符合小于0.030要求。由此可以確定是使用的過硫酸鉀對空白結果造成影響，而此次選擇的3種不同的品牌規格的氫氧化鈉未對結果造成影響。

通過此次對不同廠家規格的過硫酸鉀和氫氧化鈉試劑的試驗，發現市場上的過硫酸鉀試劑，即使其標注含氮量小于0.0005%，但實際效果也不好，而選擇的氫氧化鈉試劑不管是分析純和還是優級純都能符合要求，所以在分析總氮時要特別注意試劑的選用，尤其是過硫酸鉀，而試劑等級的標注與能否適用于總氮測定也沒有必然的聯系。

總氮分析中除了試劑的影響之外，同時要注意其他一些試驗環節中的因素避免實際工作中一些不必要的困擾，提高總氮分析的結果質量和穩定性。一是確保實驗用水、玻璃器皿、高壓蒸汽滅菌器、實驗室環境等沒有被氮源污染，可以有效避免出現總氮測定值“小于”氨氮測定值的異常現象。二是要注意堿性過硫酸鉀的配制方法，過硫酸鉀較難溶水，可水浴加熱溶解，但水浴加熱需控制水浴溫度不要高于60℃，可先配制氫氧化鈉溶液，待其溫度降至室溫后再加入過硫酸鉀溶液。三是試樣在消解后開塞前，要先按住試管塞子將比色管進行顛倒混勻，然后再加鹽酸定容測定，可提高分析結果的準確性和穩定性。

環境監測中要嚴格把好試劑質量關，杜絕使用劣質的化學試劑，可采取一篩，二看、三試、四評的方法選出合格的試劑。環境監測中對化學試劑有特定的要求，化學試劑質量是影響環境監測質量的重要環節之一，對特定要求的試劑要開展質量檢查，建立檔案，嚴格篩選，確保試劑滿足監測分析要求。