环境水质中总氮测定方法研究.pdf

年 月云南化工 第 卷第 期 ，：环境水质中总氮测定方法研究冯明文（云南华联锌铟股份有限公司质检中心，云南文山 ）摘要：参考国标 水质 总氮的测定，对操作步骤加以改进优化，使水质中总氮分析更准确、稳定、快捷。方法适用于选矿废水、生活污水中总氮的测定，检出下限质量浓度为 ，检出上限为 。关键词：总氮；紫外分光光度计；测定；碱性氧化剂中图分类号：文献标识码：文章编号：（）（，）：“”，：；总氮（）是水中各种形态无机和有机氮的总量，包括 、和 等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮，常被用来表示水体受营养物质污染的程度，是衡量水质的重要指标之一 。云南华联锌铟股份有限公司是一家集采选矿为一体的矿山企业。公司排放废水的总氮来源主要为有机选矿药剂的使用和生活污水。其中，生活污水中总氮含量远超于国家排放标准限值。本文对公司选矿废水中的总氮进行了分析方法的研究和改进。实验原理借鉴国标 水质 总氮的测定的原理 ，对国标方法的操作步骤进行优化、改进。将分析方法的操作步骤改为：准确移取 水质样品于消解管中，加入 碱性过硫酸钾溶液，摇匀，拧紧 消 解 管 盖；于 消 解 仪 温 度 时，消 解 ；取出消解管，在空气中冷却 ，加入 盐酸溶液（），摇匀；将样品溶液倒入 比色皿中，使用紫外可见智能型多参数水质测定仪测量，直接读出总氮结果 。仪器设备和试剂 仪器设备紫外可见智能型多参数水质测定仪；实验室专用高温消解仪；石英比色皿；总氮专用消解管、冷却槽；胖肚移液管、刻度移液管；洗耳球；洗瓶。仪器条件）实验室专用高温消解仪：仪器设置消解温度为 、消解时间设置为 。）紫外可见智能型多参数水质测定仪：切换至总氮测量模式。试剂配制）无氨水：在 蒸馏水中，加 硫酸在玻璃蒸馏器中蒸馏，弃去前 蒸馏液，然后将蒸馏出来的蒸馏水装在带有玻璃塞的玻璃瓶中。）氢氧化钠溶液：，称取 氢氧化钠溶于无氨水中，稀释至 。）氢氧化钠溶液：，称取氢氧化钠 ，溶于无氨水中，稀释至 。）碱性过硫酸钾溶液：称取 过硫酸钾、氢氧化钠，溶于无氨水中，稀释至 。）盐酸溶液：浓盐酸按（）配制即可。标准溶液的配制）硝酸钾标准溶液：硝酸钾基准在 烘烤 。在干燥箱中冷却后称取 溶于无氨水中，在容量瓶中定容至 。此溶液中总氮质量浓度为 。加 三氯甲烷为保护剂。）准确移取 硝酸钾标准储备液于 容量瓶中，加入无氨水稀释至标线。该硝酸钾溶液质量浓度为 。工作曲线的绘制准确移取 硝酸钾标准溶液 、年 月云南化工 第 卷第 期 ，、，分别稀释 至 一 组 容量瓶中。此标准系列质量浓度为：、。按照分析方法的操作步骤进行分析测定，记录数据绘制工作曲线如图 所示。图 工作曲线 方法准确度和精密度实验按照国标 水质 总氮的测定的原理，检验仪器、试剂的准确性。准确度实验采用 个呈梯度分布的总氮质量浓度分别为：（）、（）、（）的有证水质质控样品作为实验样品。校准仪器、消除避免硬件系统误差。分别准确移取 个总氮质控样品 于 比色管中，加入 碱性过硫酸钾溶液，塞紧比色管管口，加热至 时开始计时，保持温度不变加热 后，冷却至室温。加盐酸（）。用无氨水稀释至 ，摇均匀，将适量的样品溶液倒入 比色皿中，以无氨水作为参比，在紫外分光光度计波长为 与 处测定吸光度，根据工作曲线和计算公式算出结果 。同时做空白试验，空白试验的吸光度控制不能超过 否则重新检查试验所用的无氨水、仪器和试剂等。结果如表 所示。表 方法准确度和精密度试验 测量次数样品（）样品（）样品（）平均值 标准偏差 相对标准偏差 由表 得出：测试结果均在误差范围内；准确度良好，结果重现性也好；结果的标准偏差、相对标准偏差都满足实验要求。说明方法是可行的，仪器设备、试剂、操作用到器皿都是符合试验要求的。国标分析方法在操作过程过于繁琐，分析时间长。结合本公司实际水质情况，在很多方面都可以在确保准确度的前提下进行优化，提高分析效率。方法优化实验 优化反应管实验在国标分析法方法中，使用的试样反应管是 比色管。经过大量试验优化后可以用中心化验室现有的带塞消解管替代。替代后，样品消解过程更加安全，操作也更为方便简单，结果准确度不受影响。实验同样以 个有证水质质控样品作为样品，按照分析方法操作步骤进行分析，结果如表 所示。表 优化反应管试验 测量次数样品（）样品（）样品（）平均值 如表 所示，实验测试结果均在误差范围内，准确度、重现性良好，说明用带塞消解管替代比色管对试验结果没有影响。优化消解方式试验在国标分析方法中，使用的样品消解方式是利用医用手携式灭菌器或压力锅进行消解，消解过程危险、细节不容易把握，消解费时。通过实验，可以使用现有的专用消解仪代替国标分析方法中的消解方式，优化后消解过程更安全、便捷，且对分析结果的准确度没有影响。实验同样以 个有证水质质控样品作为样品，按照优化后的分析方法操作步骤进行分析，结果如表 所示。表 优化消解方式试验 测量次数样品（）样品（）样品（）平均值 年 月云南化工 第 卷第 期 ，如表 所示，试验测试结果均在误差范围内，准确度、重现性良好，说明优化消解方式后对结果没有影响。优化消解方式后的消解过程更加安全、操作也更为方便简单，达到优化目的。优化取样量试验国标分析方法中的取样量是 ，如总氮含量高时可以减少取样量并稀释至 。结合公司水质中总氮含量情况，优化减少取样量为 。实验同样以 个有证水质质控样品作为试验样品，同时取 个公司实际水质样品一起进行试验。按照前面已经优化后的操作步骤分别取 和 进行多次试验并记录数据。结果如表 、表 所示。表 优化取样量试验（取样量 ）测定次数质控样 质控样 质控样 水质样 水质样 水质样 平均值 表 优化取样量试验（取样量 ）测定次数质控样 质控样 质控样 水质样 水质样 水质样 平均值 通过表 、表 说明，不同取样量的测试结果均在误差范围内，准确度、稳定性良好，说明减少取样量后后对结果没有影响。优化消解时间试验在国标分析方法中，消解时间从温度升到 时才开始计时，消解 ，操作不便。可以优化为：将优化后的消解方式消解仪现升温至 后放入样品开始消解并计时，消解 后进行试验。试验同样以 个有证水质质控样品来作为试验样品。按照优化好的各个环节进行多次分析测定试验，并记录数据。结果如表 所示。如表 所示，测试结果均在误差范围内，准确度、重现性良好，说明优化消解时间后对结果没有影响。共存元素干扰试验 金属离子的干扰及消除实验以本公司实际选矿废水及生活污水水质中含量稍高的 、四种金属离子为试验研究对象，利用盐酸羟胺可以消除金属离子影响的原理展开试验。试验按照优化后的操作步骤进行：在 组不同金属离子浓度的样品中相同量的硝酸钾溶液，金属离子质量浓度分别为：、。加入总氮质量浓度为 ，测试总氮浓度，结果如表 所示。由表 表明，试验金属离子的质量浓度远远高于本公司实际选矿废水及生活污水中的质量浓度，在不需要加盐酸羟胺消除影响的情况下也不影响总氮的测试结果。表 优化消解时间试验 测量次数样品（）样品（）样品（）平均值 年 月云南化工 第 卷第 期 ，表 共存元素干扰试验 金属离子种类（金属离子）加入 （总氮）加盐酸羟胺处理测得 （总氮）平均值标准偏差 加 不加 加 不加 加 不加 加 不加 对总氮测定的影响试验在日常水质分析中，选矿废水及生活污水中 的含量很高，质量浓度可达到近 。通过在质量浓度不等的 标准溶液中加入等量质量浓度的总氮来进行试验，检测 对测定总氮质量浓度的影响。试验 质量浓度分别为：低质量浓度 、高质量浓度 。加入总氮质量浓度为 。按照优化后的操作步骤进行试验，平行测试 次并记录数据，结果如表 所示。如表 所示，平行测试 次的结果显示，测定值稳定、准确。说明 的质量浓度变化不影响分析方法优化后的总氮测试结果。表 对总氮测定的影响试验 加入 （总氮）测定 （总氮）平均值 ，砷量对总氮测定的影响试验日常水质分析中，选矿废水及生活污水中砷的含量很 高，一 些 选 矿 药 剂 中 砷 质 量 浓 度 可 达 到 近 。通过在质量浓度不等的 个砷标准溶液中加入等量质量浓度的总氮进行试验，检测砷对测定总氮质量浓度的影响。试验砷质量浓度分别为：、。加入总氮质量浓度为 。按照优化后的操作步骤进行试验，平行测试 次并记录数据，结果如表 所示。如表 所示，平行测试 次的结果显示，测定值稳定、准确。说明砷量的浓度不影响分析方法优化后的总氮测试结果。表 砷量对总氮测定的影响试验 （砷）加入 （总氮）测定 （总氮）平均值 ，年 月云南化工 第 卷第 期 ，值对总氮测定的影响试验结合日常水质分析中选矿废水及生活污水中 值的波动范围在 。本次试验用编号和质量浓度分别为：（）、（）的两个有证水质质控样品作为试验样品，调节样品 值在 、三个阶段分别进行试验，按照优化后的操作步骤进行试验。平行测试次并记录数据，结果如表 、表 所示。分析表 和表 得出，当样品 值在 和 之间时，总氮测定值不稳定，准确度差，不适合本公司选矿废水及生活污水中总氮的分析测试。当样品中 值控制在 之间时，总氮测定值稳定、准确度高。样品加标回收率试验用质控样品编号为 （）及两个已知质量浓度的实际水质样品作为试验样品进行，分两次加入不同量的总氮标准完 成 试 验。两 次 加 标 量 总 氮 质 量 浓 度 分 别 为 和 。平行测定 次并记录结果，回收率结果见表 所示。表 值对总氮测定的影响试验（标样 ）测试次数测 （总氮）（）（）（）平均值 表 值对总氮测定的影响试验（标样 ）测试次数测 （总氮）（）（）（）平均值 表 样品加标回收率试验样品质量浓度（）加标量（）测试结果（）平均值（）回收率 质控样品 ，水质样品 ，水质样品 ，质控样品 ，水质样品 ，水质样品 ，从表 中看出，回收率测试试验结果良好，平行测定结果重现性好，加标回收率在 。结束语依据水质国家标准分析方法的原理，结合公司实际水质情况，对总氮的分析方法进行研究，优化总结得出一套完全能够解决本公司选矿废水及生活污水中总氮的分析方法及操作步骤，方法操作简单安全，结果稳定、准确。参考文献：国家环境保护总局 水和废水监测分析方法 编委会 水和废水监测分析方法 第四版，增补版 北京：中国环境科学出版社，：中国环境监测总站 水检测方法 环境监测方法标准实用手册 第一册 北京：中国环境科学出版社，：中国环境监测总站 水和废水无机及综合指标监测分析方法 北京：中国环境出版集团，：张佳丽 姜晔 水中总氮测定相关问题探讨 黑龙江科技信息，（）：收稿日期：作者简介：冯明文（），男，云南文山人，化验分析工程师，主要从事矿石分析方面的工作。