總氮測定中空白吸光度值偏高問題的實驗探討

李 坤

(文山市環境監測站，云南 文山 663099)

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總氮測定中空白吸光度值偏高問題的實驗探討

李 坤

(文山市環境監測站，云南 文山 663099)

通過實驗，提出用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定水樣中總氮有效控制空白試驗吸光度值偏高的基本方法：選擇合適廠家生產的過硫酸鉀，滿足測定要求的才可投入使用，或在實驗室用重結晶法提純；實驗用水可直接用新鮮去離子水，或使用無氨水；氧化消解時間應保持溫度在120～124℃消解30 min以上；堿性過硫酸鉀溶液最好現配現用，保存時間不要超過7 d。

總氮測定；堿性過硫酸鉀； 空白值；吸光度偏高；解決方法

大量生活污水、農田排水和含氮工業廢水排入水體，使水中各種含氮化合物含量增加，造成生物和微生物的大量繁殖，消耗水中的溶解氧，使水體質量惡化。還會造成水中浮游植物生長旺盛，水體出現富營養化狀態。因此，總氮是衡量水質的重要指標之一，也是環境監測中重要的檢測項目之一。

我國總氮測定現在統一采用國家標準分析方法堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(HJ636-2012)。該方法適用范圍廣，準確度高，但對空白試驗的吸光度值要求較高，質量控制要求空白試驗的校正吸光度值應<0.030，以保證測定結果的準確可靠。在實際樣品分析過程中，由于試劑純度、實驗用水、消解條件等因素影響，往往空白試驗的吸光度值偏高，從而影響測定結果的準確性。現通過實驗方法對影響總氮測定中空白試驗吸光度值偏高的因素作一些探討。

1 測定原理

在120～124℃的堿性介質條件下，用過硫酸鉀作氧化劑，將樣品中氨氮、亞硝酸鹽氮和大部分有機氮化合物氧化為硝酸鹽，采用紫外分光光度法于波長220 nm和275 nm處，分別測定吸光度A220和A275，按公式A= A220-2A275計算校正吸光度A，總氮(以N計)含量與校正吸光度A成正比，按A的值查校準曲線可計算出總氮的含量。

2 主要儀器和試劑

主要儀器：UV2800S紫外可見分光光度計；立式壓力蒸汽滅菌器；10 mm石英比色皿；25 mL具塞磨口玻璃比色管。

主要試劑：不同廠家生產的過硫酸鉀(分析純)；氫氧化鈉(優級純)；鹽酸溶液(1+9)。

3 實驗方法

嚴格按國家標準分析方法HJ636-2012中的操作步驟進行實驗，量取10 mL試樣于25 mL具塞磨口玻璃比色管中，加入5.00mL堿性過硫酸鉀溶液，塞緊管塞，用紗布和細繩扎緊管塞，將比色管置于立式壓力蒸汽滅菌器中，加熱至頂壓閥吹氣，關閥，繼續加熱至120℃開始計時，保持溫度在120～124 ℃ 30 min。自然冷卻，開閥放氣，取出比色管冷卻至室溫。將比色管中的液體顛倒混勻2～3次，分別加入1.0 mL鹽酸溶液(1+9)，用水稀釋至25 mL標線，塞緊混勻。使用10 mm石英比色皿，在UV2800S紫外可見分光光度計上，以水作參比，分別于波長220 nm和275 nm處測定吸光度。

4 實驗及結果分析

4.1 過硫酸鉀質量對空白吸光度值的影響

按照國家標準分析方法HJ636-2012，從配制試劑到空白試驗全程使用無氨水(每升水中加入0.10 mL濃硫酸蒸餾，收集餾出液于具塞玻璃容器中)。選用天津市化學試劑三廠生產的優級純氫氧化鈉分別和3個不同廠家生產的分析純過硫酸鉀配制堿性過硫酸鉀溶液進行實驗對比。3個廠家分別為：Ⅰ優耐德引發劑(上海)有限公司；Ⅱ西隴化工股份有限公司；Ⅲ國藥集團化學試劑有限公司。每個廠家做2個平行空白，測其吸光度值進行比較，結果見表1。

表1 不同過硫酸鉀對空白吸光度值的影響

由表1可見，3個不同廠家生產的過硫酸鉀所測得的空白吸光度值大不相同，只有用優耐德引發劑(上海)有限公司生產的滿足測定要求，空白吸光度值<0.030。說明過硫酸鉀試劑的質量對空白吸光度值影響較大，甚至直接影響總氮的測定結果。實驗前需選擇合適廠家生產的過硫酸鉀，對不同廠家不同批號的過硫酸鉀均需進行空白試驗，滿足測定要求的才可投入使用。如果買不到合適的過硫酸鉀，可在實驗室用重結晶法提純，用50℃水浴加熱的方法，配制過硫酸鉀飽和溶液，冷卻到4℃，得到過硫酸鉀晶體，于50℃條件下干燥。一般通過2次重結晶后可達到測定要求。

4.2 實驗用水對空白吸光度值的影響

用上述實驗中滿足測定要求的優耐德引發劑(上海)有限公司生產的過硫酸鉀配制的堿性過硫酸鉀溶液，按照國家標準分析方法HJ636-2012，分別用無氨水、新鮮去離子水、新鮮蒸餾水進行空白試驗。每種實驗用水做2個平行空白，測其吸光度值進行比較，結果見表2。

表2 不同實驗用水對空白吸光度值的影響

由表2可見，不同實驗用水對空白吸光度值有影響，使用無氨水和新鮮去離子水均能滿足總氮測定的質量控制要求。蒸餾水的空白吸光度值>0.030，達不到實驗要求，故不能直接用蒸餾水進行實驗。目前大多數實驗室都配備有超純水機，制備新鮮去離子水較方便快捷，可以直接用新鮮去離子水，若實驗室不能制備新鮮去離子水，則要使用無氨水。

4.3 消解時間對空白吸光度值的影響

選用優耐德引發劑(上海)有限公司生產的過硫酸鉀、天津市化學試劑三廠生產的優級純氫氧化鈉和新鮮去離子水配制堿性過硫酸鉀溶液，并用新鮮去離子水進行空白試驗。加熱至120℃開始計時，保持溫度在120～124℃，分別消解15 min、30 min、45 min。均做2個平行空白，測其吸光度值比較，結果見表3。

表3 不同消解時間對空白吸光度值的影響

由表3可以看出，消解15 min后的空白吸光度值>0.030，達不到總氮測定的質控要求。過硫酸鉀本身在波長220 nm處有很強的吸收，但這種吸收在加熱過程中隨著過硫酸鉀的不斷分解而逐漸減弱，消解時間過短會造成過硫酸鉀分解不完全而使空白吸光度值偏高。從實驗中可以看出，消解30 min和45 min后的空白吸光度值變化不大，均<0.030，滿足總氮測定的質控要求。所以氧化消解時間應保持溫度在120～124℃消解30 min以上。

4.4 堿性過硫酸鉀溶液放置時間對空白吸光度值的影響

把4.3中配制的堿性過硫酸鉀溶液放于聚乙烯瓶內置于冰箱4℃保存。分別在第3 d、第7 d、第10 d用新鮮去離子水配制空白液按國家標準分析方法HJ636-2012進行空白試驗，測得吸光度值見表4。

由表4可以看出，堿性過硫酸鉀溶液保存時間不宜過長，7 d內可以使用，保存10 d后空白吸光度值>0.030，已經不能滿足總氮測定的質量控制要求。所以在配制堿性過硫酸鉀溶液時要適量，最好現配現用，保存時間不要超過7 d。

表4 堿性過硫酸鉀溶液放置天數對空白吸光度值的影響

5 結語

總氮是衡量水質的重要指標之一，地表水、工業廢水、生活污水等都有總氮項目的測定。用國家標準分析方法堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(HJ636-2012)進行測定，實驗中往往出現空白吸光度值偏高的情況，影響測定結果。造成空白吸光度值偏高的因素主要有過硫酸鉀的純度、實驗用水、氧化消解時間、堿性過硫酸鉀溶液放置時間、實驗室的環境條件、玻璃器皿的潔凈度等。因此為了測定結果的準確可靠，在保證玻璃器皿潔凈、符合實驗環境的條件下，有效控制空白吸光度值偏高的基本方法是：

(1)選擇合適的廠家生產的過硫酸鉀，對不同廠家不同批號的過硫酸鉀均需進行空白試驗，滿足測定要求的才可投入使用。如果買不到合適的過硫酸鉀，可在實驗室用重結晶法提純；

(2)實驗用水可直接用新鮮去離子水，若實驗室不能制備新鮮去離子水，則要使用無氨水；

(3)氧化消解時間應保持溫度在120～124℃消解30 min以上，使過硫酸鉀分解完全；

(4)堿性過硫酸鉀溶液最好現配現用，保存時間不要超過7 d。

[1]本書編委會.水和廢水監測分析方法(第四版增補版)[M]. 北京：中國環境出版社,2013:254-257.

[2] 水質 總氮的測定 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法:HJ636-2012[S].北京：中國環境科學出版社,2012.

[3]黃玲.總氮測定中空白值的影響因素及其控制方法[J].中國無機分析化學,2013(3):79-82.

Experimental Discussions on the Issue of Relatively High Blank Absorbance in Determination of Total Nitrogen

LI Kun

(Wenshan Environmental Monitoring Station, Wenshan Yunnan 663099, China)

The basic methods to effectively control the problems of relatively high blank absorbance in determination of TN by alkaline potassium persulfate digestion and ultraviolet spectrophotometry were put forward based on experimental practices. Choosing the qualitied potassium persulfatewas necessary to meet the experimental requirement. It also could be made by recrystallization in lab. The fresh deionized water or ammonia free water were needed. The oxidation and digestion time maintained 120 to 124 degrees for more than 30 minutes. It was better to make the alkaline potassium persulfate solution just before it was used. The solution should not be kept for more than 7 days.

determination of TN; alkaline potassium persulfate; blank value; relatively high absorbance; solutions

2017-03-27

X83

A

1673-9655(2017)05-0084-03