水和廢水中總氮測定有關問題探討

福建省環境監測中心站 高一平 駱耀仙

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水和廢水中總氮測定有關問題探討

福建省環境監測中心站 高一平 駱耀仙

對總氮分析中空白值偏高、總氮值大于氨氮、試劑要求等問題進行實驗對比，提出解決方法。

總氮 吸光度 消解

總氮是水中無機氮（含氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮）和有機氮的總稱，是判斷飲用水、水源水、地表水污染程度的重要指標之一。目前測定的標準分析方法是堿性過硫酸鉀消解、紫外分光光度法[1]。該法雖然步驟較為簡單，但實驗所用實驗用水、器皿、試劑純度、保存時間要求苛刻，任何一處環節出現偏差，都會對測定結果產生影響。本文對此通過實驗，對這些影響因素作一探討，提出相應解決方法。

1 空白值偏高

GB11894-89分析方法要求當測定在檢測限時，必須控制空白實驗吸光度AO不能超過0.03,但實際操作中會出現空白值AO大于0.03。有文獻報道[2]消解中升溫至120℃～124℃，保持45分鐘以上，堿性過硫酸鉀分解完全，吸光值降至最低水平。比較2組數據，第一組，在同一壓力下（1．1 kg/cm2），蒸餾水、無氨水于同一壓力鍋內消解30分鐘和60分鐘，測定空白值吸光度，見表1；第二組，純凈水于不同壓力鍋30分鐘消解，測定空白值吸光度，見表2。

表1 比較不同消解時間空白值

表2 不同壓力鍋30分鐘消解空白值

表1數據表明，無論是純凈水還是新制蒸餾水空白值30分鐘吸光度大于60分鐘，但2種消解時間的空白值都大于0.03，不符合要求。從表2數據來看，同一純凈水經30分鐘消解，用自動高壓鍋消解的空白值遠遠小于手提高壓鍋，而且自動高壓鍋空白值都小于0.03，符合要求。很顯然問題出在高壓鍋上，手提高壓鍋使用溫度和壓力表顯示不一致，造成過硫酸鉀在消解過程中沒有完全分解，最終導致空白值偏高。因此壓力鍋要定期校驗，確保壓力鍋使用溫度與壓力表一致。

2 氨氮高于總氮的水樣

當水樣中總氮濃度較高時，并且氮主要來自氨氮，在測定總氮時，不當操作會導致氮的損失，使測定結果氨氮大于總氮，見表3。

表3 皮革廠污水氨氮與總氮測試結果

表3中皮革廠-4～皮革廠-6污水總氮值很高，氨氮占總氮70％以上。第一次分析采用具塞比色管，總氮測定值小于氨氮；第二次換旋蓋比色管，總氮測定值大于氨氮，分析原因主要是比色管與塞子不配套或是比色管使用較久，出現磨損、隙縫。高濃度氨氮的水樣在堿性介質中，經高溫高壓，氨氣蒸發散逸，導致測定結果偏低。

有文章報道可將水樣消解30rain后馬上放氣，趁熱將水樣管多次搖勻，使氣相中的氮氣被熱的過硫酸鉀消解轉變為硝酸氮；或用雙管消解水樣[3]，經過試驗，上述兩種方法解決氮的損失效果不佳。

對于高濃度氨氮水樣的總氮分析，可以改用旋蓋比色管,同時將水樣稀釋消解，能夠減少氨的損失。將氨氮標準樣濃度約為7.17mg/L，分別采用具塞比色管和旋蓋比色管測定總氮，測定結果見表4。

表4 不同比色管總氮測定結果

從表4實驗結果可以看出，旋蓋比色管相對誤差小于具塞比色管，由此可見旋蓋比色管密閉性好于具塞比色管。

對于高濃度氨氮水樣除用旋蓋比色管外，還需稀釋后消解，表5測定結果表明，當水樣中氨氮濃度較高時，直接取樣測定總氮，氮在消解過程中會損失，且濃度越高，損失越多。將水樣稀釋到氨氮濃度7.5mg/L以下，再消解測定總氮，可以得到較為滿意的測定結果。

表5 比較高濃度氨氮水樣總氮測定

3 過硫酸鉀試劑配制和存放時間

過硫酸鉀溶解速度慢，常常需要加熱溶解。然而在60℃溫度以上，過硫酸鉀會分解成硫酸氫鉀和原子態氧，因此，采用加熱溶解過硫酸鉀時，溫度要控制在60℃以下，防止過硫酸鉀分解失效。此外,堿性過硫酸鉀配制時，為了防止氫氧化鈉溶解時放熱使溶液溫度升高引起局部過硫酸鉀失效，最好分別溶解過硫酸鉀和氫氧化鈉，最后將2種試劑混合。過硫酸鉀作為氧化劑，其配制后存放時間不同，對樣品測定影響較大。使用當天配制和放置1天、2天、5天、7天的5％堿性過硫酸鉀消解總氮標準樣品（濃度為1.14±0.14mg/L），測定結果見表6。

表6 堿性過硫酸鉀放置時間對樣品測定影響

表6測定結果，用當天、放置1天、2天的堿性過硫酸鉀消解，測定值均在允許范圍內，放置5天和7天的堿性過硫酸鉀，總氮測定值超出允許范圍內，堿性過硫酸鉀配制后存放時間越長，樣品測定值越低。因此，配制好的堿性過硫酸鉀使用期限最好控制在3天內。

[1] 國家環境保護總局水和廢水監測分析方法編委會.水與廢水監測分析方法[M].北京:中國環境科學出版社,2002.

[2] 曹群,孫鴻燕,許士雄.水樣總氮測定空白值偏高的探討[J].環境監測管理與技術,2008,20(3):60-61．

[3] 齊文啟等.總氮、總磷監測中存在的問題[J],中國環境監測,2005,（21）:33-35.