水中總氮兩種測定方法比較

高軍會，趙 俊，郭 亮

（中國石油西南油氣田公司川西北氣礦，四川江油 621741）

引言

水中總氮是指水樣中溶解態(tài)及懸浮物中的氮的總和。通常包括硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、無機銨鹽、溶解態(tài)氨及大部分有機含氮化合物中的氮［1］。

總氮是衡量水體質(zhì)量的重要指標之一。

水體中總氮含量的增加會引起水質(zhì)下降。特別是對于具有使用功能的湖泊、水庫等地表水水域，不但會引起水體富營養(yǎng)化，使水中浮游生物和藻類大量繁殖而消耗水中的溶解氧，從而加速湖泊、水庫的水質(zhì)惡化。另外，硝酸鹽本身雖然對人無害，但在體內(nèi)會被還原為亞硝酸鹽，一方面，亞硝酸鹽會與正常的血紅蛋白反應生成高鐵血紅蛋白，影響氧的傳輸能力，使人體組織出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象；另一方面，亞硝酸鹽過高，在人體內(nèi)會生成亞硝胺化合物，屬于強致癌物質(zhì)，對健康危害極大。在《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838-2002）中對總氮有著嚴格的要求。因此在水質(zhì)分析中，準確測定水中總氮含量是非常有意義的?？偟康臋z測方法有偶氮比色法［2］、離子色譜法［2］、氣相分子吸收法［2］、堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法［1］、流動注射分光光度法［3］、燃燒氧化-電化學傳感器法［2］等。

目前實驗室比較常用的測定方法主要有堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法和流動注射-鹽酸萘乙二胺分光光度法，因此本文主要就此兩種測定方法進行比較。

1 實驗部分

1.1 方法原理

1.1.1 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法

方法原理見《水質(zhì)總氮的測定堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》（HJ 636-2012）［1］相關內(nèi)容。

1.1.2 流動注射-鹽酸萘乙二胺分光光度法

方法原理見《水質(zhì)總氮的測定流動注射-鹽酸萘乙二胺分光光度法》（HJ 668-2013）［2］相關內(nèi)容。

1.2 實驗試劑與儀器

1.2.1 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法

氫氧化鈉，1+9鹽酸，1+35硫酸，堿性過硫酸鉀，硝酸鉀標準溶液，無氨水。主要儀器：UV2355 紫外可見分光光度計（尤尼柯上海有限公司），BXM-30R立式壓力蒸汽滅菌器（上海博訊醫(yī)療生物儀器有限公司）。

1.2.2 流動注射-鹽酸萘乙二胺分光光度法

氫氧化鈉，鹽酸，硫酸，硼酸，過硫酸鉀，四硼酸鈉，偏重亞硫酸鈉，磺胺、乙二胺四乙酸二鈉，鹽酸萘乙二胺，無氨水，總氮環(huán)境標準物質(zhì)，編號203243（環(huán)境保護部標準樣品研究所，保證值及不確定度為1.61±0.10 mg/L）。主要儀器：BDFIA-8000流動注射分析儀（北京寶德儀器有限公司）。

1.3 實驗方法

1.3.1 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法

操作過程參照《水質(zhì)總氮的測定堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》（HJ 636-2012）［1］測定。

1.3.2 流動注射-鹽酸萘乙二胺分光光度法

操作過程參照《水質(zhì)總氮的測定流動注射-鹽酸萘乙二胺分光光度法》（HJ 668-2013）［3］以及BDFIA-8000流動注射分析儀操作手冊測定。

2 兩種分析方法測定不同水體的比較

2.1 標準物質(zhì)測定結(jié)果

選用濃度為1.61±0.10 mg/L 的總氮標準樣品，采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法和流動注射-鹽酸萘乙二胺分光光度法兩種方法分別進行測定，結(jié)果見表1。

表1 標準樣品分析結(jié)果

從表1可以看出，兩種分析方法的測定結(jié)果和加標回收率均能夠滿足方法的要求。

2.2 不同水體測定結(jié)果

選取日常監(jiān)測工作中常見的地表水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水等不同水體的水樣，用上述兩種方法分別進行總氮含量的測定，結(jié)果見表2。

表2 不同水體測定結(jié)果

從表2 可以看出，兩種分析方法在測定以上4種水樣時，分析結(jié)果的準確度均可滿足要求。

3 比較與結(jié)論

3.1 樣品的前處理比較

堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法需要對水樣進行一系列繁雜的前處理過程，在實際分析測定中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)存在很多不足之處：使用比色管時磨口塞不易打開或易碎，而且消解時也有可能受壓彈出；消解過程中樣品中以溶解態(tài)氨或無機銨鹽形式存在的氮易以氨氣形式逸出；消解不徹底會影響吸光度的測定；雙波長測定由于波長切換的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性差；試劑純度的選擇及配制方法、儲存環(huán)境及用量，玻璃器皿的清洗，消解壓力的準確性（壓力表要定期進行檢定或校準），消解時長的準確控制，實驗室環(huán)境及相關試驗器具的清潔程度等的影響因素較多，都會降低測試的準確性及重現(xiàn)性。實驗很難一次成功，容易出現(xiàn)需要重做的現(xiàn)象［3］。

流動注射-鹽酸萘乙二胺分光光度法中由于流動注射分析儀流路管徑通常較細，當遇到測定含懸浮物顆粒物較多或顆粒粒徑大于250μm的樣品［2］需要預先進行過濾處理，其它性質(zhì)的樣品均不需要進行復雜的前處理，可直接繪制標準曲線和測定水樣，既簡化了操作過程，又減少了因前處理操作不當引起的分析誤差。

3.2 樣品的結(jié)果計算比較

從樣品結(jié)果的計算方面進行比較，堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法的結(jié)果計算過程比較繁雜，涉及參數(shù)多，計算量較大，且易出錯，不利于快速準確得出監(jiān)測結(jié)果。

流動注射-鹽酸萘乙二胺分光光度法只需要與繪制標準曲線同時進行水樣測定即可自動計算出分析結(jié)果，既簡單方便又準確省時。

3.3 結(jié)論

采用流動注射-鹽酸萘乙二胺分光光度法和堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法在測定不同類型水體中的總氮含量時，監(jiān)測結(jié)果的準確度均可以滿足實驗要求。

堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法在測定水樣時需要進行前處理，實驗時間較長，需要大約一天的時間，使用的儀器設備較多，實驗操作繁瑣，影響結(jié)果準確度因素較多，容易出現(xiàn)失誤。

流動注射-鹽酸萘乙二胺分光光度法在測定水樣時無需復雜的前處理過程，操作簡單，失誤率低，耗時較短，1～2 h 即可完成全部操作。對于大批量和較復雜水樣的測定，可以節(jié)省操作時間，提高工作效率，有效降低工作強度，更適宜推廣應用。