水質分析總氮測定中空白值偏高的影響因素

趙 勇

（漳州發展水務集團有限公司，福建 漳州 363000）

經研究發現，一旦湖泊或者是水庫當中含有超標的氮類物質的時候，就很容易會導致出現浮游植物繁殖旺盛，使水體出現富營養化狀態，所以對水質進行測量，研究水體總氮含量對于水質來說是非常的重要的。相關文件明確總氮其實指的就是測定樣品當中的溶解態氮以及懸浮物當中的氮的總和，包括亞硝酸氮以及無機鹽和硝酸鹽氮等大部分含有氮化合物的氮。因此在進行質量控制時，一定要確保空白試驗的校正吸光度要小于0.030，這是非常重要的。在進行空白試驗時，如果校正吸光度值比0.030大，就代表整個試驗過程當中存在著污染的情況，也就意味著試驗出現了失敗。在文章當中也會針對于廣大實驗者在該實驗當中所遇到的空白試驗吸光度是否滿足于0.030這個要求值進行特別研究。

1 實驗原理

在120~124℃的酸性介質條件下，以過硫酸鉀作為試驗的氧化劑，把樣品當中的氨氮以及亞硝酸鹽和部分有機氮化合物氧化成為硝酸鹽，使用紫外分光光度法分別在波長為220 nm以及275 nm位置來進行測定，吸光度按照A=A220~2A275來計算吸光光度值，從而計算出樣品水質當中包含的總氮濃度。

在研究之后發現，如果其他條件均符合相應情況，過硫酸鉀的純度對于整個實驗來說變得更加重要。在采購經費不足的情況下，國內的過硫酸鉀試劑經過提純也能夠完全達到試驗需求，經過提純的過硫酸鉀，可以避免在實驗的時候，因為出現了空白實驗不足，而導致整個實驗走向失敗的結局，重復試驗會浪費時間。不過就目前來看，僅有的報道也僅僅是揭示出了空白試驗的校正吸光度可能是重要的影響因素，對其因素卻沒有強調以及說明。在文章當中主要會針對于影響因素進行分別試驗，從而得出最能夠影響空白實驗的校正吸光度的影響因子，希望能夠更好地提升檢測人員對于整個檢測的效率，并且也可以節省時間，提升結果的準確度。

2 儀器以及試劑

2.1 儀器設備

主要儀器包括TU-1810雙光束紫外可見分光光度計；10 mm石英比色皿；立式壓力蒸汽滅菌器；25 mL具塞比色管。

2.2 試劑

主要試劑包括水；堿性過硫酸鉀溶液，1+9鹽酸溶液。

3 影響因素分析

3.1 實驗用水對于空白值所產生的影響

在針對于總氮進行測定的時候，對于使用的樣品水的要求會比較高，所以說只要水質無法達到實驗室的具體要求，那么就會導致實驗的空白值偏高。在相應標準當中是有所規定的，在進行實驗的過程當中，所使用的樣品水不需要完全是無氨水，也可以使用制備好去離子水。在平時實驗的時候，因為無氨水在蒸餾時非常復雜，而且無法完成大批量共同測定，沒有辦法及時滿足檢測需求，因此在實驗的時候一般來說會使用去離子水來代替無氨水，并且各級水質最好能夠在使用之前就提前制備好。等到水質電導值能夠達到實驗的具體需求之后，才能夠完成制備以及使用。在該實驗的過程當中所使用的就是普通的去離子水以及超純水，在確保所有的條件都均等的情況下，使用符合要求的過硫酸鉀以及氫氧化鈉試劑來進行該空白測定。

在經過了測定之后，發現在所有條件均相同的試驗情況下，使用超純水來分析所測定的空白值能夠更好地滿足于實驗的具體需求，去離子水所測定的結果也是在允許范圍之內的，但是相較于超純水來說可能略差一些。因此使用超純水能夠使實驗的最終結果得到非常好的保障，不會出現空白實驗值偏高的情況，因此在有條件的情況下應該使用超純水來完成實驗，所得到的實驗結果會比較理想。

3.2 過硫酸鉀純度對于空白值產生的影響

在進行實際檢測的過程當中，經常會遇到檢測人員自以為在整個實驗過程當中一系列操作都是按照相關規范來進行的，但是有的時候仍然會出現空白值吸光度異常偏高的情況，而且工作人員在研究的過程當中，卻找不到數據偏高的原因所在。尤其是對于那些并沒有過多經驗的實驗室的工作人員來說，總是容易在總氮的測定上面走一些彎路。在文章當中，選取的是三種廠家所生產的過硫酸鉀試劑，然后針對于這三種廠家的試劑進行了空白值測定。

最后針對于這三家所生產出來的試劑進行了空白指示驗之后可以發現其中有兩家國產的過硫酸鉀測得的空白值都出現了異常的情況，并且曲線相關性等根本無法滿足于實驗的具體需求，跟分析純以及優級純沒有建立任何的聯系。經過仔細的核對之后，發現其純含氮量為0.005%，優級純為0.002%，都不符合相關標準，因為相關標準是要求含氮量應該小于0.0005%，只有這樣才可以真正地達到實驗室的具體需求。所以說利用這種試劑，即便是優級純也沒有辦法真正滿足于實驗要求，相關的工作人員一定要針對于這種細節進行考慮，避免因為細節上面的失誤而導致最終實驗出現失敗。經研究之后發現，進口過硫酸鉀試劑可以更好地滿足于實驗室針對于空白值的檢測要求。

通過查閱資料，筆者發現有很多研究者都會選擇利用實驗來針對于影響空白值的因素進行判定，最后發現過硫酸鉀是一個非常重要的因素，而且會直接影響到最終實驗檢測結果的準確性。依據資料研究可以發現，目前市場上面賣的這些過硫酸鉀的質量其實有著一定的差異性，也有一些其他的學者針對于這方面進行了探討。有實驗室曾經指出國藥集團化學試劑的空白吸光度值能夠有效達到相應的要求，國藥集團化學試劑也能夠在滿足于標準的前提之下相較于進口的試劑更加低廉，因此在進行實驗的時候可以優先選擇這種試劑。除此之外，也有一些其他的文獻指出針對于過硫酸鉀進行提純，同時也能夠達到實驗目標，并且可以保證最終結果的準確性。

3.3 堿性過硫酸鉀配置方法對于空白值產生的影響

在常溫下，過硫酸鉀的溶解度還是比較低的，而且整體的溶解速度非常慢，在配置的過程當中，可以將其放置在50 ℃的水液當中，然后對其進行加熱溶解，但是需要注意的一點是溫度一定要控制在50 ℃以內，因為過硫酸鉀如果受熱過度的話，很容易就會出現氧化分解的反應，導致其氧化能力慢慢降低。同時氫氧化鈉和過硫酸鉀也應該避免同時溶解，因為氫氧化鈉在溶解的時候會放出熱量，這也會導致溶液局部出現溫度過高，使過硫酸鉀出現分解失效的情況，所以說這兩種是不能夠放在一起進行溶解的，應該把氫氧化鈉和過硫酸鉀分別進行溶解，在冷卻之后進行混合定容，避免出現操作失誤而導致在實驗的過程當中出現一些不必要的損失。

3.4 堿性過硫酸鉀存放的時間對于空白值所造成的影響

在進行總氮測定的過程當中，堿性過硫酸鉀屬于氧化劑，在對其進行利用時，有時會因為過硫酸鉀的存放時間過長，對于最終的測定結果造成一定的影響，實驗室為了能夠確定堿性過硫酸鉀的存放時間對于空白值所造成的影響，所以選擇以進口過硫酸鉀作為實驗的對象，對于配置以及存放的堿性過硫酸鉀溶液進行空白測定。在一周內，其性能以及穩定性還是比較好的，在十天之后堿性過硫酸鉀的穩定性開始出現波動，所以說無法得到很好的保證。

3.5 消解溫度以及時間對于空白值所造成的影響

經研究發現，消解時間在30 min的時候，堿性過硫酸鉀無法達到完全溶解的狀態，這也導致空白吸光度值出現了偏高的情況，是無法真正達到實驗具體要求的。所以建議過硫酸鉀的消解時間提升為35~40 min左右。孫啟彬就此進行過研究，在通過實驗之后發現一般來說加熱到45 min以上的時候，過硫酸鉀才可以真正地完全溶解，吸光度值才能夠降低到正常的水平。

曾經也有工作人員表示過，針對于消解壓力以及溫度，包括消解的時間進行了相關的探討，發現這些數值對于空白吸光度都會造成一定的影響，而且伴隨著加熱的時間不斷延長，過硫酸鉀在220 nm位置的時候，突然開始降低。消解的時間是30 min的時候，空白值為0.027，一旦時間過了30 min試驗值就會趨于穩定，最后確定消解時間是30 min，這個時候的空白實驗值比較小，而且更加穩定。

在進行實驗的時候嚴格按照相關標準來進行消解，進行加熱一直到120 ℃的時候開始計時，使溫度能夠控制在120~124 ℃之間，完成30 min消解之后不要立刻把樣品拿出來，需要放置一段時間，等到壓力鍋冷卻。所以說如果為了方便的話，這個環節也可以放在中午來進行，等到完全冷卻之后再把比色管取出來，并且按照實驗的步驟完成測定，這時的空白吸光度就可以達到一個非常好的效果。

3.6 設備以及器皿清潔的情況所造成的影響

針對于水質當中的總氮進行測定時，所有使用的玻璃器皿都需要提前使用鹽酸溶液對其進行浸泡，然后用水沖洗干凈，利用符合要求的實驗用水或者是去離子水等進行再次沖洗，沖洗完畢之后，一定要做到立刻使用。同時在實驗的時候使用的高壓蒸汽鍋也必須要定期清洗，避免出現二次污染的情況，一旦空白吸光度沒有辦真正達到實驗要求的時候，就應該分析各個環節的玻璃器皿是否出現了問題，是否對整個分析過程造成了一定的影響，同時在實驗室所有使用的器皿以及試劑都一定要單獨存放，避免出現交叉污染。

3.7 環境設施以及交叉實驗干擾所產生的影響

由于實驗室環境非常特殊，因此空氣當中也會包含著一些化學元素，而工作環境對于分析空白值的影響也會體現在這些污染氣體跟沉降微粒當中，一般來說實驗室當中每立方米的空氣當中其實就含有著數百微克的微粒，而這些微粒也包含著多種元素，所以說也容易引起各種元素的污染。當進行總氮測定的時候，應該選擇無氨環境，因為氨類物質很容易揮發到空氣當中，這樣就會直接影響到最終的測量結果，會導致測試結果的空白值出現偏高的情況。不僅如此，實驗室當中也不應該出現揚塵或者是石油類的一些含氮化合物。

4 討論與對策

在總氮測定過程當中，影響到空白吸光度值，使其偏高的主要因素包括實驗用水以及過流酸鉀的純度和配置方法，以及存放時間等一系列的因素。所以在進行實驗的過程當中，一定要針對上述因素進行防范。①在實驗過程當中一定要重視實驗用水，采用符合空白要求的去離子水或者是超純水來進行試驗。②過硫酸鉀無論是分析純還是優級純試劑，在使用之前都一定要明確好含氮量是否是符合相應要求，并且需要完成空白測定，必要的時候也可以進行提純，以期能夠達到目標要求。同時如果實驗室有條件的話，也可以使用進口過硫酸鉀，因為這樣能夠更好地滿足于純度要求。③堿性過硫酸鉀在配置時應該注意控制好溫度，以免出現分解失效的情況。

5 結束語

綜上所述，總氮是衡量地表水的一個非常重要的指標之一，同時也是在化學分析當中非常常見的一個檢測項目。文章中，主要結合了實際的工作情況，從實驗用水以及試劑的純度，包括配置方法等多個角度出發，來針對于對總氮空白值偏高的影響因素進行了相關的分析，并且也總結了一些經驗對策，希望能夠有效地控制好空白值，以期來指導實驗室進行實際操作，為相關的檢測提供一定的幫助和借鑒。