淺談流動分析測定烤煙總氮含量方法的改進

寸松梅

(保山煙草質量監督檢測站，云南保山 678000)

總氮是指各種含氮化合物中的氮量總和。總氮含量是影響烤煙品質的重要指標之一，含量過高或過低都對煙的品質不利［1］。煙株中的總氮來源于土壤中的氮素，氮素是影響煙株生長和發育以及煙葉質量的最重要的因素。煙株需氮量較大，土壤中往往含量不足，需要施肥補給，施氮率比施肥的總量更多地影響煙草產量和化學組成［2］。烤煙總氮含量是烤煙化學分析的主要項目之一，測定數據反映著煙葉的內在質量和種植施肥水平是否合適，對指導烤煙生產具有重要的意義。

1 試劑、材料及儀器

1.1 試劑 (分析純)

硫酸銨、氯化鈉、濃硫酸、次氯酸鈉、水楊酸鈉、亞硝基鐵氰化鈉、酒石酸鉀鈉、磷酸氫二鈉、聚乙氧基月桂醚、氫氧化鈉、硫酸銅、氧化汞。

1.2 標準溶液

硫酸銨40℃烘2h冷卻后按表1配制成3種濃度范圍的標準工作液，每種共5個濃度梯度。

表1 標準工作液配制計算表

1.3 儀器

意大利VELP消化器;

荷蘭 SKARLAR自動分析儀，測定波長660nm;

瑞士METTLER電子分析天平(感量0.0001g)。

1.4 材料

2004年省二級站分發的共同試驗樣品，煙草成分分析標準物質GBW08514。

2 原測定情況

按原測定方法，采用2004年共同試驗樣品A、B、C、D、E，測定結果見表2。A、B、C、D、E樣平均值分別為 2.20、3.96、2.62、2.00和2.96，分別比13家參試單位共同試驗計算的參考值偏高0.5左右，相對偏差在20%左右，偏差較為明顯，有理由懷疑存在明顯的系統誤差。

表2 原處理方法測定值與參考值的對比

3 原因分析及試驗設計

3.1 原因分析

參考共同試驗中其他兄弟單位的處理方法，初步認為引起測定值偏高的原因為催化劑和測定范圍。

3.2 試驗設計

使用2005年共同試驗樣品E，分別采用硫酸銅、氧化汞做催化劑，在0.2～1.0和0.1～0.5兩種工作范圍內進行測定，然后做出判斷。試驗設計、試驗計劃及測定結果見表3、表4。

表3 因子水平表

表4 試驗計劃及測定結果

3.3 數據分析

3.3.1 對測定結果進行方差分析

如表5所示，在0.05的顯著性水平下，F0.95(1，5) =6.61，因子A的 FA=1.12，小于臨界值;因子B的FB=21.45，大于臨界值。可以判定催化劑為顯著性因子，說明使用氧化汞是致使測定值偏高的主要原因。

3.3.2 測定范圍的篩選

峰形位置篩選。以A～E樣分別在0.1～0.5、0.14～0.7、0.2～1.0三個工作范圍下進行測定，從樣品峰形高度來看，較合適的測定范圍是0.1～0.5、0.14～0.7，樣品峰基本處于第2至第4個標準峰之間，而0.2～1.0測定范圍中樣品峰偏低，基本處于第1個標準峰以下。

單樣篩選。從表6可知，0.1～0.5、0.14～0.7的測定結果相近，而0.2～1.0測定結果和峰形高度均偏低，因此，工作范圍選擇0.1～0.5、0.14～0.7。

表6 同一試樣于不同測定范圍的測定結果比較

多樣優選。將樣品A～E分別稱取兩組，分別用硫酸銅和氧化汞做催化劑進行消化處理，然后將這兩組樣品分別在0.1～0.5、0.14～0.7、0.2～1.0測定范圍下測定，最后計算同一測定范圍下每一樣品氧化汞處理的測定值與硫酸銅處理的測定值之間的差值，統計結果見表7。從表中可看出，同一樣品，氧化汞做催化劑的測定值均比硫酸銅做催化劑的測定值高，而且0.14～0.7、0.2～1.0這兩個測定范圍下差距分別為0.63和0.65，而在0.1～0.5測定范圍下的差距僅為0.21，兩種處理間的差異最小，說明0.1～0.5比0.14～0.7、0.2～1.0的穩定性更好。綜合峰形最佳位置及數據差值兩方面的比較結果，測定范圍選擇0.1～0.5。

表7 不同催化劑處理樣品測定差值統計表

表8 方法改進一覽表

4 討論

(1)本試驗通過優選，處理及測定方法中有兩處改進，即催化劑由氧化汞改為硫酸銅，測定范圍由0.2～1.0減小到0.1～0.5，見表8。

(2)線性關系及相關系數。從圖4可得，線性方程y=a+bx，a=－2.5883，b=4287.59888，相關系數r=0.99995，標準液濃度與吸光度極顯著相關。

(3)回收率。將E樣分稱6份，用前3份的測定值計算樣品的平均含量，后3個樣分別加入1、1.5、2ml濃度為0.001g/ml的硫酸銨溶液，測定其含量，分別計算回收率，最后計算平均回收率，結果見表9。回收率在97.3% ～101.9%，平均回收率為99.6%，回收較好。

表9 回收率計算表

表10 基準物質測定值的t檢驗

(4)t檢驗。使用煙草成分分析標準物質，0.1g硫酸銅做催化劑，0.1～0.5工作范圍下分別進行8次測定，對測定結果進行t檢驗，結果見表10。平均值為1.72，標準偏差為0.01，T值為0.15，小于臨界值T0.05，7=2.65，說明測定的總氮含量與標準值之間沒有顯著性差異，即不存在系統誤差。

樣品測試。2004年省二級站分發的共同試驗樣品 A、B、C、D、E，樣品總氮含量范圍處于1.0～4.0，梯度關系明顯，包容性強，將樣品測定值與參考值進行比較，可以考查方法的穩定性，偏差=平均值－參考值。將樣品A、B、C、D、E分成兩組，分別用硫酸銅和氧化汞進行催化，將其結果與其參考值進行比較，從表11可知，樣品A、B、C、D、E用硫酸銅做催化劑的測定值與參考值的比較，偏差在±0.10，有正有負;而用氧化汞做催化劑的偏差全部為正 (有理由懷疑其存在系統誤差)，證明用硫酸銅做催化劑的測定方法不存在系統偏差，與參考值不存在顯著性差異，處理方法穩定性好。

表11 樣品測定值統計表

為了考查硫酸銅溶于水后形成的淡藍色是否對測定造成較大影響，采用相同處理方法進行空白檢驗，測定結果為0.015，說明硫酸銅的淡藍色對測定值造成的影響較小，可從測定平均值上扣除。

5 結論

(1)總氮測定中催化劑不同致使測定數據有較大差異。

(2)通過優選，測定范圍確定為0.1～0.5，催化劑確定為0.1g硫酸銅。

(3)通過共同試驗樣品用改進方法處理后測定的結果與2004年13家共同試驗單位的測試平均值間的對比;濃度與吸光度的相關性檢驗;t檢驗;回收率測定等方面的比對:證明本改進方法比原處理方法測定準確度有明顯提高，并且毒性小，有較強的操作性。

［1］本書編寫組.煙草化學與分析 ［M］.北京:中國財政經濟出版社，1992.

［2］劉國順.煙草栽培學［M］.北京:中國農業出版社，2003.

［3］袁騉.化工分析［M］.北京:化學工業出版社，2004.

［4］本書編寫組.質量專業理論與實務 (中級) ［M］.北京:中國人事出版社，2009.

［5］YC/T 161—2002，煙草及煙草制品總氮的測定 連續流動法［S］.