總氮空白測(cè)定的影響因素分析

孫懷英

(大理州環(huán)境監(jiān)測(cè)站，云南 大理 671000)

水中有機(jī)氮和各種無(wú)機(jī)氮化合物含量增加，生物和微生物大量繁殖，消耗水中溶解氧，會(huì)使水體水質(zhì)惡化。因此，水體中總氮含量的準(zhǔn)確測(cè)定很重要。2012 年6 月1 日起，水質(zhì)中總氮的測(cè)定采用《中華人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法(HJ 636-2012)，本方法是對(duì)(GB11894-89)的修訂，其中明確提出了總氮空白值的要求，可見(jiàn)空白的測(cè)定直接影響水體中總氮的檢出結(jié)果。在多年的實(shí)驗(yàn)操作中發(fā)現(xiàn)，配制試劑時(shí)所用的水的純度，測(cè)定環(huán)境中是否含有濃氨水等干擾物質(zhì)存在，所使用的試劑過(guò)硫酸鉀和氫氧化鈉的質(zhì)量是否達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求，以及所用的玻璃器皿、布袋、麻線、高壓蒸汽滅菌壓力器等實(shí)驗(yàn)器具使用時(shí)是否受到污染等，會(huì)使空白吸光值偏高并導(dǎo)致總氮測(cè)定的準(zhǔn)確度和精密度差。為保證實(shí)驗(yàn)操作的順利進(jìn)行，并提供準(zhǔn)確、可靠、有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，就這些影響因素作一些探討。

1 測(cè)定總氮空白的方法原理、試劑、儀器設(shè)備及實(shí)驗(yàn)步驟

1.1 總氮空白測(cè)定方法原理

在120～124℃下，堿性過(guò)硫酸鉀溶液使樣品中含氮化合物的氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，采用紫外分光光度法于波長(zhǎng)220nm 和275nm 處，分別測(cè)定吸光度值A(chǔ)220和A275，校正吸光度A，A=A220-2A275。

1.2 試劑

堿性過(guò)硫酸鉀溶液，(1+9)鹽酸溶液。

1.3 儀器設(shè)備

8453 紫外分光光度計(jì)，高壓蒸汽滅菌壓力器，25ml 具塞磨口玻璃比色管。

1.4 實(shí)驗(yàn)步驟

取10ml 實(shí)驗(yàn)水于25ml 具塞磨口玻璃比色管中，加入5.0ml 堿性過(guò)硫酸鉀溶液后混勻，放入布袋中，并用麻繩扎緊，置入高壓蒸汽滅菌壓力器中，加熱至120℃后計(jì)時(shí)30min，并保持壓力器內(nèi)溫度在120～124℃。加熱結(jié)束后取出比色管，冷卻至室溫后加入1.0ml(1+9)鹽酸溶液，并用純水定容至刻度線，混勻，用8453 紫外分光光度計(jì)測(cè)定220nm 和275nm 處的吸光度值，得到校正吸光度值。

2 總氮空白測(cè)定的影響因素分析

2.1 實(shí)驗(yàn)用水對(duì)空白吸光值的影響

本方法在測(cè)定總氮時(shí)使用無(wú)氨水(每1L 水中加入0.10ml 濃硫酸蒸餾，收集餾出液于具塞玻璃容器中)和新制備的去離子水。試驗(yàn)在相同的加熱條件下(加熱至120℃開(kāi)始計(jì)時(shí)保持溫度在120～124℃恒溫30min)，用無(wú)氨水和新配置的去離子水分別配制實(shí)驗(yàn)試劑，過(guò)硫酸鉀采用同一批號(hào)的分析純?cè)噭?。連續(xù)測(cè)定5d，每天測(cè)定3 個(gè)空白值，取其平均值，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 無(wú)氨水和去離子水空白吸光值

由表1 可知，空白吸光值均在0.021～0.030，用無(wú)氨水和新制的去離子水均能滿足HJ636-2012中規(guī)定的測(cè)定要求。說(shuō)明去離子水和無(wú)氨水對(duì)空白吸光值的影響不大?？瞻孜庵稻谛路椒ㄖ幸?guī)定的范圍0.030 內(nèi)。

2.2 試劑質(zhì)量對(duì)空白吸光值的影響

分別用化學(xué)純和分析純的過(guò)硫酸鉀進(jìn)行空白試驗(yàn)，分兩組連續(xù)測(cè)定5d，每組測(cè)3 個(gè)值，每組取平均值列于表2。

表2 空白吸光值

由表2 可知，過(guò)硫酸鉀的質(zhì)量對(duì)空白吸光值的影響很大，直接影響到總氮的測(cè)定。在水質(zhì)測(cè)定時(shí)，要選用分析純的過(guò)硫酸鉀作為試劑，并且對(duì)每一批新買的試劑在使用以前都必須做空白試驗(yàn)。在以往的工作中，曾出現(xiàn)分析純的過(guò)硫酸鉀由于不純使得空白吸光值在1.6、0.25 以及2.5 以上，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。

2012 年6 月1 日起實(shí)施的新環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)HJ 636-2012 中規(guī)定增加對(duì)試劑氫氧化鈉和過(guò)硫酸鉀含氮量的測(cè)定，實(shí)際上是增大了對(duì)試劑質(zhì)量的要求。原來(lái)的空白吸光值規(guī)定在0.050 以內(nèi)，新標(biāo)準(zhǔn)后規(guī)定在0.030 以內(nèi)。為了確保空白吸光值在規(guī)定范圍內(nèi)，每一批新買的試劑在使用以前不但要測(cè)定其空白吸光值，還必須做含氮量的測(cè)定，只有當(dāng)氫氧化鈉和過(guò)硫酸鉀的含氮量＜0.0005%時(shí)，試劑才滿足實(shí)驗(yàn)要求。

2.3 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所及實(shí)驗(yàn)器具對(duì)空白吸光值的影響

在進(jìn)行總氮實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)避免與其它項(xiàng)目交叉污染。如在有濃氨水試劑的環(huán)境中，做總氮項(xiàng)目分析時(shí)，空白吸光值明顯增大遠(yuǎn)大于0.030。另外，實(shí)驗(yàn)所用的器皿和高壓蒸汽滅菌器等均應(yīng)無(wú)氮污染。試驗(yàn)中所用的玻璃器皿應(yīng)用稀鹽酸(1+9)溶液或稀硫酸(1+35)溶液浸泡，用自來(lái)水沖洗后再用無(wú)氨水沖洗數(shù)次，洗凈后立即使用。使用過(guò)的布袋和細(xì)麻繩以及高壓蒸汽滅菌器應(yīng)每周清洗。在堿性過(guò)硫酸鉀溶液的配制過(guò)程中，溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致過(guò)硫酸鉀分解失效，因此要控制水浴溫度在60 ℃以下，而且應(yīng)待氫氧化鈉溶液溫度冷卻至溫室后，再將其與過(guò)硫酸鉀溶液混合、定容。樣品在加熱結(jié)束后，檢查試液的體積是否遺漏，否則樣品報(bào)廢。

2.4 驗(yàn)證試驗(yàn)

消除上述不利因素的影響，進(jìn)行工作曲線的繪制和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品總氮的測(cè)定，可以進(jìn)一步說(shuō)明影響總氮空白吸光值因素的存在。

水:新制的去離子水;

試劑:分析純過(guò)硫酸鉀和分析純的氫氧化鈉;

實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所:無(wú)含氮物質(zhì)環(huán)境;

器具:滿足2.3 洗滌要求的玻璃器皿及干凈的布袋、麻繩、高壓蒸汽滅菌壓力器。

用編號(hào)為GB102108 的總氮標(biāo)準(zhǔn)樣品作為原液1，濃度500mg/L，吸取10.0ml 原液1 放入50.0ml的容量瓶，定容后得貯備液2，濃度為100mg/L，再吸取10.0ml 貯備液2 放入100.0ml 的容量瓶，定容至標(biāo)線得使用液3，濃度10mg/L。分別從使用液3 中吸取0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、7.00ml 于25ml 具塞磨口玻璃比色管中，定容至10.00ml，并根據(jù)1.4 所述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行操作，得其校正吸光度值E，繪制曲線見(jiàn)表3，其中E0 為空白吸光度值。

表3 工作曲線

a=-0.002，b=0.01057，r=0.9998

y=0.01057x-0.002

該工作曲線經(jīng)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，a、b、r 均符合要求。

現(xiàn)用編號(hào)為203223 的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行驗(yàn)證，保證值為4.87 ±0.34mg/L，其環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品的濃度的測(cè)定值在同等條件下進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)試結(jié)果

由表4 可知，標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定值在范圍之內(nèi)，絕對(duì)誤差為0.05，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.05%，所以用無(wú)氨水或新制的去離子水、分析純的試劑和器具等能滿足總氮的測(cè)定要求。

3 結(jié)論

在總氮及空白測(cè)定時(shí)，溶劑可選用無(wú)氨水或新制去離子水;實(shí)驗(yàn)所用試劑要選用分析純及以上級(jí)別，并且做好氫氧化鈉和過(guò)硫酸鉀含氮量的測(cè)定;所用的實(shí)驗(yàn)器皿和高壓蒸汽壓力器及布袋細(xì)麻繩要清洗干凈;周圍環(huán)境無(wú)交叉污染。在實(shí)驗(yàn)中，只要認(rèn)真、踏實(shí)地做好每一步工作，總氮的空白吸光值實(shí)驗(yàn)可以控制在0.030 以內(nèi)，得到準(zhǔn)確、可靠、有效的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

［1］齊文啟.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法(第四版)［M］.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

［2］GB11894-89，水質(zhì)總氮的測(cè)定過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法［S］.

［3］HJ 636-2012，堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法［S］.