HACH(DRB 200)型消解反應器在廢水總氮測定中的應用

馮緒坤 魏 薇 張 偉

(山東省南四湖水質監(jiān)測中心站， 山東 濟寧 272100)

HACH(DRB200)型消解反應器在廢水總氮測定中的應用

馮緒坤 魏 薇 張 偉

(山東省南四湖水質監(jiān)測中心站， 山東 濟寧 272100)

將HACH(DRB200)型消解反應器運用于紫外分光光度法測定水中總氮，通過探討測定過程中堿性過硫酸鉀溶液用量、鹽酸溶液用量、加熱溫度和加熱時間等影響因素，得到最優(yōu)實驗條件。實驗結果表明，該優(yōu)化方法可節(jié)省堿性過硫酸鉀溶液和鹽酸溶液用量，升溫速度快，提高了分析效率，在0.25～5.00mg/L范圍內線性關系良好，方法檢出限為0.03mg/L，實際水樣加標回收率處于97.0%～104.0%之間，在準確度、精密度以及最低檢出濃度方面均能滿足質控要求。

HACH(DRB200)型反應器；消解；總氮

堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定水中總氮[1]消解前期準備需要用紗布固定塞子，該操作較耗時，而且消解時使用的高壓蒸汽滅菌器升溫速度慢。龍城梅[2]、郭姿珠[3]等人分別改進了消解方法，本研究采用HACH(DRB 200)型消解反應器，運用于紫外分光光度法測定總氮，以期在滿足準確度和精密度要求的前提下優(yōu)化消解程序，減少試劑消耗量。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

哈希公司DRB200加熱器，北京普析通用儀器有限責任公司TU-1901雙光束紫外可見分光光度計，Milli-Q Integral超純水機。

堿性過硫酸鉀、鹽酸及硝酸鉀標準貯備液配制方法均與HJ 636—2012相同。硝酸鉀標準液：量取5.00 ml硝酸鉀標準貯備液至100 ml容量瓶中，用水稀釋至標線，混勻，臨用現(xiàn)配。總氮標準樣品：GSBZ 50026-94 203225。

1.2 實驗方法

將2.00 ml堿性過硫酸鉀溶液加入10 ml 比色管中，加入適量的水樣和超純水，擰緊比色管塞子，放入DRB200，120℃加熱30 min，自然冷卻至室溫后加入0.50 ml鹽酸溶液及3.50 ml超純水，分別測定試液在220 nm及275 nm波長處的吸光度值。

2 結果與討論

2.1 堿性過硫酸鉀用量優(yōu)化

取10支10 ml比色管，依次加入0.20、0.50、0.80、1.00、1.20、1.50、1.80、2.00、2.20、2.50 ml堿性過硫酸鉀溶液后均再加入4.00 ml超純水；另取10支10 ml比色管，依次加入0.20、0.50、0.80、1.00、1.20、1.50、1.80、2.00、2.20、2.50 ml堿性過硫酸鉀溶液后均再加入4.00 ml按照環(huán)境標準樣品規(guī)定程序稀釋后的總氮標準樣品。擰緊比色管塞子，放入DRB200，120℃加熱30 min鐘，自然冷卻至室溫后加入0.50 ml鹽酸溶液及3.50 ml超純水，分別測定試液在220 nm及275 nm波長處的吸光度值(A220及A275)，根據A=A220-2A275分別計算空白吸光度值Ab及樣品吸光度值As后，計算出扣除空白后的樣品吸光度As-Ab，結果見表1。

表1 堿性過硫酸鉀用量優(yōu)化測定結果

由表1可以看出，As-Ab在堿性過硫酸鉀用量V(K2S2O8)=2.00 ml時達到最大并穩(wěn)定，選用堿性過硫酸鉀溶液用量為2.00 ml。

2.2 加熱時間優(yōu)化

取12支10 ml比色管，均加入2.00 ml堿性過硫酸鉀溶液及4.00 ml超純水；再取12支10 ml比色管，均加入2.00 ml堿性過硫酸鉀溶液及4.00 ml按照環(huán)境標準樣品規(guī)定程序稀釋后的總氮標準樣品。擰緊比色管塞子，放入DRB200，120℃加熱，自然冷卻至室溫后加入0.50 ml鹽酸溶液及3.50 ml超純水，分別測定試液在220 nm及275 nm波長處的吸光度值(A220及A275)，結果見表2。

表2 加熱時間優(yōu)化測定結果

由表2可以看出，As-Ab在加熱時間t=30 min時達到穩(wěn)定，選用加熱時間為30 min。

2.3 鹽酸用量優(yōu)化

取10支10 ml比色管，均加入2.00 ml堿性過硫酸鉀溶液及4.00 ml超純水；再取10支10 ml比色管，均加入2.00 ml堿性過硫酸鉀溶液及4.00 ml按照環(huán)境標準樣品規(guī)定程序稀釋后的總氮標準樣品。擰緊比色管塞子，放入DRB200，120 ℃加熱30 min，自然冷卻至室溫后分別加入0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60、0.70、0.80、0.90、1.00 ml鹽酸溶液及3.50ml超純水，分別測定試液在220 nm及275 nm波長處的吸光度值(A220及A275)，結果見表3。

表3 鹽酸用量優(yōu)化測定結果

由表3可以看出，As-Ab在鹽酸用量V(HCl)為0.50 ml時達到穩(wěn)定，選擇鹽酸用量為0.50 ml。

2.4 加熱溫度的影響

取1支10 ml比色管，加入2.00 ml堿性過硫酸鉀溶液及4.00 ml超純水；再取1支10 ml比色管，加入2.00 ml堿性過硫酸鉀溶液及4.00 ml按照環(huán)境標準樣品規(guī)定程序稀釋后的總氮標準樣品。擰緊比色管塞子，放入DRB200，120℃加熱30 min，自然冷卻至室溫后分別加0.50 ml鹽酸溶液及3.50 ml超純水，分別測定試液在220 nm及275 nm波長處的吸光度值(A220及A275)，重復上述步驟，改變加熱溫度，依次在121、122、123、124℃下加熱，結果見表4。

表4 不同加熱溫度測定結果

由表4可以看出，120～124℃之間測定結果趨于穩(wěn)定，選擇120℃作為加熱溫度。

2.5 工作曲線及方法檢出限

取7支10 ml比色管，加入2.00 ml堿性過硫酸鉀溶液后，按照表5加入超純水和硝酸鉀標準使用液，擰緊比色管塞子，放入DRB200，120℃加熱30 min，自然冷卻至室溫后分別加0.50 ml鹽酸溶液及3.50 ml超純水，分別測定試液在220 nm及275 nm波長處的吸光度值(A220及A275)，以總氮含量為橫坐標，以As-Ab為縱坐標，繪制校準曲線為Y=0.002+0.0272X，相關系數(shù)r=0.9997，表明在0.25～5.00 mg/L濃度范圍內線性關系良好，平行測定了20份空白溶液吸光度，計算出S=0.000 3 mg/L，根據L=3S/K，計算得出該方法的檢出限為0.03 mg/L。

表5 硝酸鉀標準系列

2.6 精密度和加標回收實驗

平行測定(n=3)1份總氮標準樣品、1份河流水樣、1份湖泊水樣、1份污水處理廠出口水樣和1份污水處理廠進口水樣，并進行了加標回收實驗，結果見表6。

結果表明，水樣測定時RSD介于0.2～3.5之間，加標回收率在97.0%～104.0%之間，滿足環(huán)境監(jiān)測質量保證的要求。

表6 精密度和加標回收實驗測定結果

表6(續(xù))

2.7 本方法和其他方法的比較

將本方法的線性范圍、校準曲線、相關系數(shù)及檢出限與其他方法比較，結果見表7。

表7 本方法與其他方法比較

3 結論

本方法使用HACH(DRB 200)型消解反應器設定加熱程序后，反應管放入加熱器之前只需要擰緊與比色管配套的瓶塞，HACH(DRB 200)型消解反應器升溫速度較快，在滿足環(huán)境監(jiān)測要求的準確度和精密度要求的前提下減少了分析時間、堿性過硫酸鉀用量、鹽酸用量及樣品用量。

[1] HJ636—2012水質總氮的測定堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法[S].

[2] 龍城梅，張瑜.水中總氮測定消解方法的改進[J].環(huán)保科技，2011,17(1)：41-43.

[3] 郭姿珠，鄧飛躍，雍伏曾.水中總氮測定方法的改進[J].中國給水排水，2007,23(22):82-84.

[4] HJ667—2013水質總氮的測定連續(xù)流動-鹽酸萘乙二胺分光光度法[S].

[5] HJ668—2013水質總氮的測定流動注射-鹽酸萘乙二胺分光光度法[S].

[6] HJ/T199—2005水質總氮的測定氣相分子吸收光譜法[S].

Application of HACH(DRB 200)in determination of Total Nitrogen in water

Feng Xukun， Wei Wei，Zhang Wei

(Shandong Nansi Lake Environmental Monitoring Station, Jining 272100，China)

The optimization for the determination of total nitrogen in water by Alkaline potassium persulfate UV spectrophotometer using HACH (DRB 200) has been researched. The analytic procedure was optimized with respect to the amount of alkaline potassium persulfate and hydrochloric acid, temperature and time for heating. Linear calibration curve was obtained for total nitrogen in range from 0.25 mg/L to 5.00 mg/L. The detection limit obtained for total nitrogen was found to be 0.03 mg/L. The method was verified by spiked water sample and the recovery rate fell in 97.0%-104.0%. The method could meet the requirements in quality control of accuracy, precision and concentration detection limit.

HACH(DRB 200)；digestion; total nitrogen

2014-09-11；2014-10-23修回

馮緒坤，男，1982年生，工程師，研究方向：水質監(jiān)測。E-mail：155348117@qq.com

魏薇，女，工程師，研究方向：水質監(jiān)測。E-mail：396114173@qq.com

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