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(cè)定總氮，簡(jiǎn)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(shí)驗(yàn)用水質(zhì)量、冷卻放置時(shí)間、消解時(shí)間和消解劑保存時(shí)間等條件對(duì)空白值的影響。同時(shí)，分析了不同保存條件對(duì)水樣總氮值的影響。

關(guān)鍵詞：總氮;空白值;水樣保存

總氮是指水體中溶解態(tài)氮和懸浮物中氮的總和，包括亞硝酸鹽氮、硝態(tài)氮、無機(jī)銨鹽氮、溶解態(tài)氮及大部分有機(jī)含氮化合物中的氮。水體中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽質(zhì)量濃度高會(huì)引起藻類及其他浮游生物的迅速繁殖，出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，導(dǎo)致水體生態(tài)遭到破壞。因此，總氮質(zhì)量濃度是水質(zhì)質(zhì)量控制的重要指標(biāo)。

堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法（HJ 636—2012，以下簡(jiǎn)稱《方法》）是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中常用的總氮檢測(cè)方法[1]，該方法簡(jiǎn)單易操作，但實(shí)驗(yàn)易受外界條件干擾以致空白值偏高，直接影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性?，F(xiàn)根據(jù)《方法》測(cè)試條件，討論總氮的空白值影響因素及水樣保存條件對(duì)結(jié)果的影響。

1 ? ?儀器和試劑

儀器：U-2900紫外可見分光光度計(jì)（配10 mm比色皿）。

試劑：去離子水，超純水（Milli-Q超純水機(jī)）;1+9鹽酸（HCl）（優(yōu)級(jí)純，江蘇某試劑廠）;過硫酸鉀（K2S2O8）（美國(guó)某廠家）;過硫酸鉀A：氫氧化鈉（NaOH）（優(yōu)級(jí)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(yōu)級(jí)純，天津某試劑廠）+過硫酸鉀+去離子水配制。

2 ? ?實(shí)驗(yàn)

2.1 ?空白實(shí)驗(yàn)

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(cè)定220 nm和275 nm處吸光度，計(jì)算校正吸光度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，試劑純度對(duì)空白值有較大影響，為了保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，要選擇合適的試劑，含氮量應(yīng)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(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)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(yīng)盡可能減少消解劑的使用量。

2.1.3 ?實(shí)驗(yàn)水質(zhì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，水的質(zhì)量越好，空白值越低。

2.1.4 ?放置時(shí)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(cè)其吸光度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，放置時(shí)間對(duì)空白值會(huì)產(chǎn)生一定影響，處理后的樣品應(yīng)盡量在2 h內(nèi)完成測(cè)試。

2.1.5 ?消解時(shí)間的影響

取5.0 mL過硫酸鉀A于25 mL比色管中，消解時(shí)間分別為30、40、50 min，其他操作同2.1.1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，延長(zhǎng)消解時(shí)間能降低空白值，主要是因?yàn)橄膺^程是過硫酸鉀分解產(chǎn)生原子態(tài)氧的過程，長(zhǎng)時(shí)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(shí)間的影響

分別取配制當(dāng)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(shí)驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著堿性過硫酸鉀放置時(shí)間的延長(zhǎng)，空白值會(huì)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(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，堿性過硫酸鉀配制后應(yīng)盡快用完。

2.2 ?樣品保存條件對(duì)總氮的影響實(shí)驗(yàn)

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)水樣的保存方法[3]，總氮用H2SO4調(diào)節(jié)pH≤2后可保存7天。本節(jié)實(shí)驗(yàn)取污水廠出水兩組，分別測(cè)試了采樣當(dāng)天的總氮質(zhì)量濃度、不同保存條件下1天及2天的總氮質(zhì)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(diào)節(jié)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(gè)空白樣。添加5.00 mL的10 mg/L總氮標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行方法驗(yàn)證。測(cè)定結(jié)果如表7—9所示。

3 ? ?結(jié)語(yǔ)

由以上結(jié)果可知，為了控制總氮空白校正吸光度在0.030以下，應(yīng)采取如下措施：

（1）在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)選用高純度氫氧化鈉，控制試劑內(nèi)的總氮質(zhì)量濃度。

（2）在保證消解完全的前提下，應(yīng)盡可能減少消解劑的使用量。

（3）實(shí)驗(yàn)用水中的雜質(zhì)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(cè)試完成時(shí)間控制在2 h內(nèi)。

（5）消解時(shí)間可延長(zhǎng)至50 min。

（6）放置時(shí)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(xù)使用，但最好盡快用完。

（7）對(duì)于污水廠出水，若當(dāng)日無法完成測(cè)樣，水樣可不加保護(hù)劑常溫保存，3天內(nèi)測(cè)試仍可保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。

[參考文獻(xiàn)]

[1]環(huán)境保護(hù)部.中華人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn) 水質(zhì) 總氮的測(cè)定-堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2012.

[2]董繼珍，宋 寶，李建坡，等.測(cè)定總氮時(shí)影響空白吸光值的因素[J].光譜實(shí)驗(yàn)室，2006，23（4）：791-796.

[3]國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M].4版.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.