水質總氮實際測定中影響因素的分析

　　大量生活污水、農田排水或含氮工業廢水排入水體，使水中有機氮和各種無機氮化物含量增加。湖泊、水庫中含有超標的氮、磷類物質時，造成浮游植物繁殖旺盛，出現富營養化狀態。為了保護水資源，控制水體的富營養化，我國已經將總氮含量列為正式的環境監測項目，制訂了環境質量標準和污水排放標準，總氮已經成為評價水質質量的一個重要指標之一。 
　　總氮是指在規定的條件下，能測定的樣品中溶解態氮及懸浮物中氮的總和，包括亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、無機銨鹽、溶解態氨及大部分有機含氮化合物中的氮。 
　　總氮測定的方法通常采用的是過流酸鉀氧化，使有機氮和無機氮化合物轉變為硝酸鹽后，再以紫外分光光度法進行測定（HJ 636-2012）。該方法的原理為120～124℃下，堿性過流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，按式（1）計算校正吸光度A，總氮（以N計）含量與校正吸光度A成正比。 
　　現在總氮測定采用的堿性過流酸鉀紫外分光光度法（HJ 636-2012），由于受某些因素的影響，導致在實際工作中對測定結果的精密度及準確性有一定的差異性。筆者結合自己的實際工作經驗和他人的經驗，分析有以如下幾點影響測定結果的因素： 
　　1 實驗用水應嚴格控制和保證 
　　國標要求試驗用水為無氨水。無氨水的制備比較繁瑣麻煩，其實在我們總氮實際分析工作中，大可不必平這么麻煩的去制備無氨水。現在實驗室所用的超純水器所純化出的一級水完全可以滿足我們的實驗用水要求。但要求特別注意的一點是，超純水器所純化出的純水在貯存期間，易受到容器可溶成分、空氣中二氧化碳等雜質的污染。因此不可貯存，應在使用前制備，總氮試驗時應用新鮮的現制備出的一級純水。 
　　2 實驗中所用的玻璃器皿和比色管的要求 
　　實驗所用的器皿和高壓蒸汽滅菌鍋等均應無氮污染。所有用于實驗中的玻璃器皿均要用用鹽酸溶液（1+9）或硫酸溶液（1+35）浸泡，用自來水沖洗后再用無氨水沖洗數次，洗凈后立即使用。在使用高壓蒸汽滅菌鍋時，應定期由專業機構來檢定壓力表，并檢查橡膠密封圈密封情況，避免因漏氣而減壓。 
　　比色管應該選擇具有空心塞子的，要求密合性良好。因為溫差變化比較大，由于熱脹冷縮的作用，空心塞的比色管在高壓蒸汽滅菌鍋消解冷卻后比較容易拔出。但是要注意的是空心塞在高壓的作用下比較容易損塊，所以在拔出時要注意不要劃破手。 
　　3 比色管放置時間對空白吸光度的影響 
　　在實際工作中，筆者發現總氮分析所用的比色管在放置兩個星期后，所做出來的空白吸光度值就會偏高，用過硫酸鉀再重新消解一遍后吸光度值立即會降低。結果見表一： 
　　4 過流酸鉀的影響 
　　（1）堿性過硫酸鉀的配制過程十分重要，掌握不好，會影響消解效果，對測定結果產生一定的偏差。在國標中關于堿性過硫酸鉀的配制，只是說將過硫酸鉀和氫氧化鈉溶于水中，并未說明是分開溶解后混合還是兩種試劑可以稱量在一個燒杯里溶解。實際上，在配制過流酸鉀溶液時發現國內生產的過硫酸鉀的溶解速度非常慢，若要加快溶解，絕對不能盲目的放在電爐上加熱，即使要加熱，也最好是采用水浴加熱法，且水浴溫度一定要設置低于60℃，否則將會使過硫酸鉀分解失效。在實際工作中發現配制該溶液時，可分別稱取過硫酸鉀和氫氧化鈉，兩者分開配制，再混合定容，或者先配制氫氧化鈉溶液，待其溫度降到室溫后再加入過硫酸鉀溶解。經過試驗，過流酸鉀和氫氧化納兩種試劑混合溶解或分別單獨溶解對標樣總氮203228（3.60±023mg/L）結果沒有什么太大的差異。但是要重點注意的是若二者在一只燒杯中溶于水，應緩慢加水，同時攪拌，防止氫氧化鈉放熱使溶液溫度過高引起局部過硫酸鉀失效。結果見表二： 
　　（2）不同廠家、批次所生產的過流酸鉀，得到的空白校準吸光度值相差較大，而且將會直接影響總氮的測定結果。因此在實際工作中對于每批次的新的過流酸鉀都要做下空白試驗，檢驗是否符合要求。對于不符合要求的過流酸鉀應做提純處理或者選擇另外廠家生產的。筆者選擇了三種不同廠家的過流酸鉀做了試驗比較，結果見表三。 
　　（3）過流酸鉀貯存溫度及時間的比較。因為在國標中對配制好的過流酸鉀溶液的貯存溫度未做規定，對貯存溫度及時間做了試驗比較，結果表明配制好的過流酸鉀在一周內不論是在常溫下或者在冰箱中保存，對空白校正吸光度值和測定結果都無太大的影響，所以我們在實際工作中，只要每個星期配制好一瓶過流酸鉀基本上都能滿足當周的分析任務，試驗結果見表四和表五： 
　　5 消解后的樣品加入鹽酸溶液后比色時間的確定 
　　在HJ 636-2012國標中并未規定加入鹽酸后比色的時間，這就使剛剛接觸總氮分析的實驗人員認為只要加入鹽酸溶液后可以立即比色，結果會造成總氮測定結果偏低。從下表中可以看出放置10min就比色的標準樣品濃度值根本不在范圍內，放置30min、1小時、2小時后比色的結果無太大差異，因此我們加入鹽酸后只要放置30min就可以比色了，具體見表六： 
　　綜上所述，我們在用堿性過流酸鉀消解紫外分光光度法HJ636-2012進行水質總氮的測定時，注意以上的細節，并選擇好符合國標要求的空白試驗的校正吸光度A應小于0.030的過流酸鉀。這樣就會提高我們實際分析工作中對總氮測定的精密度及準確度。