水质总氮测定方法的适用性评价及关键影响因素分析.pdf

环境保护与循环经济74水质总氮测定方法的适用性评价及关键影响因素分析王晓雯！李艳王炜3（1.辽宁省大连生态环境监测中心，辽宁大连116 0 2 3；2.伊犁哈萨克自治州塔城地区环境监测站，新疆塔城8 347 0 0；3.大连市生态环境事务服务中心，辽宁大连116 0 2 3）摘要：通过对现行有效水质中总氮的分析方法逐个研判，分析其优缺点和适用性，提出不同特点水样适用的方法。结合碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定总氮的方法特点和实验数据，提出分析过程中的影响因素。关键词：总氮；水质；过硫酸钾消解；紫外分光光度法Abstract:This paper analyzed the advantages and disadvantages and applicability of the existing methods for theanalysis of total nitrogen in water quality,and put forward the suitable methods for water samples with differentcharacteristics.Combined with the characteristics and the experimental data for the determination of total nitrogen byalkaline potassium persulfate digestion UV spectrophotometric method,the influencing factors in the analysis processwere putforward.Key words:total nitrogen;water quality;alkaline potassium persulfate digestion;UV spectrophotometric method.中图分类号：X824文献标识码：A文章编号：16 7 4-10 2 1(2 0 2 3)0 7-0 0 7 4-0 3mg/L1引言总氮是表征水质的重要指标之一，水质中总氮是指在碱性介质条件下水中能被过硫酸钾氧化的无机氮和有机氮，包括溶解性及悬浮性颗粒物中的氮，如亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、无机铵盐、溶解态氨及大部分有机含氮化合物中的氮1-2。生活污水或工业废水排人水体会增加水体中有机氮和各种无机氮化合物的含量,水中的氮受微生物作用而分解，进而消耗水中溶解氧，导致水质恶化，使得水域出现富营养化的生态问题，水质污染严重，也容易滋生有毒物质，当有害物质在人体堆积，很可能诱发一系列疾方法编号检出限测定范围地表水、水库、湖泊、江HJ/T1992005(气相分子）河水地表水、地下水、工业废HJ 6362012(手工法)水、生活污水地表水、地下水、工业废HJ6672013(连续流动)水、生活污水地表水、地下水、T业废HJ6682013(流动注射)水、生活污水收稿日期：2 0 2 3-0 2-0 7；修订日期：2 0 2 3-0 7-12。作者简介：王晓雯，女，198 2 年生，高级工程师，硕士，主要从事环境监测工作。*通讯作者：王炜，男，197 8 年生，高级工程师，主要从事环境监测工作，E-mail：2 930 0 1457 3 q q.c o m。病,危害人体健康 3-4 2现行有效的总氮分析方法我国针对水质中现行有效的总氮分析方法有4种，分别为HJ/T1992005水质总氮的测定气相分子吸收光谱法 5、HJ6362012水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法、HJ667一2013水质总氮的测定连续流动一盐酸萘乙二胺分光光度法 6 和HJ6682013水质总氮的测定流动注射一盐酸萘乙二胺分光光度法7，上述4种方法的检出限、测定范围、使用仪器和样品分析时限等见表1。表1现行有效的总氮分析方法适用范围0.0500.050.040.03使用仪器0.200100气相分子吸收光谱仪紫外分光光度计、0.207.00高压蒸汽灭菌器0.1610连续流动分析仪0.1210流动注射分析仪样品分析时限24 h内分析常温下7 d，-2 0 条件下1 个月内常温下7 d，-2 0 条件下1个月内常温下7 d，-2 0 条件下1个月内753总氮分析方法的适用性分析在实验室日常工作中，碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法因方法较为经典、技术相对成熟、对实验仪器要求不高而被广泛使用。但其对试剂纯度和实验手法要求相对较高，各实验室在使用该方法操作的过程中需注意的影响因素相对较多。同时相对仪器法，该方法的实验过程较为繁琐，需消耗较多人力物力，不适用于大量样品的分析。气相分子吸收光谱法测定总氮的优点在于检测结果与检测液体的颜色以及浑浊度无关 8 ，但由于其适用范围不包括地下水、工业污水和生活废水，而且分析时限较短（2 4h内）,如何保证实验时效性，需要实验室重点考虑。连续流动和流动注射的方法相对手工法，实际操作较为简单便捷，非常适合用来对大量样品进行分析和检测，而且能够实现一个样品多个项目同时开展检测。但该方法所使用的仪器管路较细，容易受到水体情况的影响，很容易发生堵塞，使用后期保养和维修比较复杂、费用较高。同时需要注意的是，目前部分仪器要求在分析前先进行样品过滤，因此其测定的总氮结果为水样中的溶解性总氮，不包括颗粒物中的总氮，方法之间的可比性以及对应的环境质量标准和排放标准之前的适用情况需关注。4碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法的影响因素分析4.1仪器与试剂仪器：SHIMADZUUV-1780紫外可见分光光度计;LDZM-60KCS-II高压蒸汽灭菌器；2 5mL具塞玻璃磨口比色管；10 mm石英比色皿。试剂：超纯水；碱性过硫酸钾溶液；（1+9)盐酸溶液；10 mg/L硝酸钾标准溶液。4.2标准曲线的绘制取6 支2 5mL具塞玻璃磨口比色管，分别加人10mg/L硝酸钾标准液0.0 0,0.2 0,0.50,1.0 0,3.0 0,7.00mL，用超纯水稀释至10.0 0 mL，各加人5mL碱性过硫酸钾溶液，混匀，置于高压蒸汽灭菌器中加热，待温度达到12 0 时开始计时，30 min后停止加热，待压力表降至零点，取出比色管自然冷却约2h,按紧管塞颠倒至充分混勾后分别加人(1+9)盐酸溶液1mL,用超纯水定容至2 5mL,用10 mm石英比色皿，以超纯水为参比，测定波长2 2 0 nm和275nm处吸光度，并计算出校正吸光度A,用A值与相应的NO;-N含量(mg/L)绘制标准曲线。4.3结果与讨论4.3.1水样的酸碱度取1个有证标准物质、2 个环境水样和2 个企业水样，分别调试pH为1,3,5,7,9,10,12,测试不同pH时水样总氮浓度，以pH为7 时的水样为真值计算，水样在pH为5 9的范围内总氮值波动较小，在此范围外的数据变化无明显规律,在pH为1的强酸条件、pH为10 和12 的强碱条件下波动较大，具体情况见表2。表2 水样酸碱度对总氮测定值的影响环境水样pH有证标准物质（无量纲）(4.530.22)13.9534.2454.4874.4694.51104.24125.054.3.2过硫酸钾和氢氧化钠纯度总氮分析中对过硫酸钾和氢氧化钠试剂纯度与级别要求非常苛刻，试剂含氮量直接影响到空白值和样品测定结果 9。一些优级纯的过硫酸钾和氢氧化钠标注其氮含量小于0.0 0 0 5%，但在实际应用过程中效果不佳；需要注意的是，同一品牌不同批号的试剂也会出现质量相差较大的情况，故开展实验前务必按照标准的规范性附录对过硫酸钾和氢氧化钠进行筛选，按照HJ636一2 0 12 水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法附录A对氢氧化钠和过硫酸钾含氮量进行测定，过硫酸钾含氮量检测结果见表3。mg/L企业水样122.091.032.331.172.511.402.561.412.611.392.591.342.261.1213.653.643.733.783.803.843.5624.013.353.573.693.823.663.09环境保护与循环经济76表3过硫酸钾含氮量检测结果A1与标称氮吸光度吸光度品牌等级(A2-A1)含量/%A11分析纯0.0 0 0 50.0482分析纯0.0 0 0 50.8863进口未注明0.1880.233氢氧化钠含氮量检测结果见表4。表4氢氧化钠含氮量检测结果A1与标称氮吸光度吸光度品牌等级(A2-A1)含量/%A11分析纯0.0 0 100.0400.1332分析纯0.0 0 0 50.0220.0383优级纯0.0 0 0 50.4550.5234优级纯0.0 0 0 50.0100.0514.3.3碱性过硫酸钾配置过程碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定总氮的方法原理主要是在高温条件下，利用碱性过硫酸钾溶液的氧化能力，使样品中含氮化合物的氮转化为硝酸盐，如果该溶液失效，将无法保证实验数据的准确性。过硫酸钾的化学性质为易分解，在6 0 以上的水溶液中，过硫酸钾可分解为硫酸氢钾和原子态氧，失去氧化性，所以在该溶液配制时，务必注意水浴加热温度不得超过6 0。4.3.4器皿清洁程度比对总氮测定实验中，用一般的清洗步骤和使用（1+9)盐酸溶液先浸泡后再清洗2 5mL具塞玻璃磨口比色管，通过表5数据可以看出，利用稀盐酸清洗器具可以更好地降低空白值。表5不同清洗方式的空白吸光度清洗空白吸空吸空白吸空吸空白吸方式光度1 光度2光度3光度4光度5普通清洗0.0380.042 0.0430.0400.0420.041稀盐酸清洗0.0160.0180.020 0.0210.0200.0195结论检测目前我国对于水质总氮含量测定的4个分析方A2结果比较0.254小于适用1.320大于不适用大于不适用检测A2结果比较小于适用大于不适用大于不适用小于适用均值法标准中，碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法因方法较为经典、对实验室仪器要求不高而普遍适用于各实验室；其他3种方法虽自动化水平较高，但针对不同水体均有一定缺点，各实验室在选用时应注意避免。在使用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮时，需要注意选用较高纯度的过硫酸钾和氢氧化钠试剂，测定水样时要提前调试pH至5 9，在碱性过硫酸钾配置过程中，水浴温度不得高于60，同时要对具塞比色管采用稀盐酸溶液浸泡清洗后再使用。参考文献1HJ6362012水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法 S.2012.2卫红.碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定废水中总氮J.现代科学仪器，1999（5)：6 4-6 5.3曹茹琳.总氮测定中影响空白值的因素及对策分析 J.广东化工,2 0 2 2,49(7):18 9-191.4李恒,胡浩，陈泓霖.连续流动法与碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮的方法比对 J.仪器仪表与分析监测,2 0 19(4)：31-33.5HJ/T1992005水质总氮的测定气相分子吸收光谱法S.2005.6HJ6672013水质总氮的测定连续流动一盐酸萘乙二胺分光光度法 S.2013.7HJ668一2 0 13水质总氮的测定流动注射一盐酸萘乙二胺分光光度法 S.2013.8付小桐气相分子吸收光谱法测定水中总氮方法的优化研究 J.化工管理，2 0 2 0,49(7)：7 1-7 2.9曹轶男，仪军，刘晓荣，等.过硫酸钾消解一紫外分光光度法测定水中总氮的几点注意事项 J.山东化工,2 0 11,40(5):40-41.