過硫酸鉀在水質總氮測定中的影響

楊琳

摘要? ? 總氮是評價水質環境的重要指標，也是反映水體富營養化程度的指標之一，得到環境監測部門越來越多的重視。在堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定總氮方法中，過硫酸鉀的運用至關重要。通過研究，選用高純度的過硫酸鉀，和氫氧化鈉分開配制、冷卻后再混合定容，水浴溫度控制在60 ℃以內，試劑臨用現配，能很好地保證分析結果的準確度。

關鍵詞? ? 總氮;過硫酸鉀;紫外分光光度法;測定;影響

中圖分類號? ? X8? ? ? ? 文獻標識碼? ? A? ? ? ? 文章編號? ?1007-5739（2019）06-0151-02

Abstract? ? Total nitrogen is an important index to evaluate the water quality and environment，and also one of the indicators to reflect the degree of eutrophication of water body，so it has attracted more and more attention of environmental monitoring departments.The application of potassium persulfate is very important to the determination of total nitrogen by alkaline potassium persulfate ultraviolet spectrophotometry.The results showed that，it could be ensure the accuracy of the analysis results in the following conditions：using high purity potassium persulfate，preparing separately from sodium hydroxide，mixing and volumetric setting after cooling，controlling the temperature of water bath within 60 ℃，and preparing the reagent on the sopt.

Key words? ? total nitrgen;potassium persulfate;UV spectrophotometry;determination;effect

針對部分流域水質現狀改善需求，《“十三五”生態環境保護規劃》《水污染防治行動計劃》頒布后，確定了實施氮、磷排放總量控制的流域控制單元及對應行政區域。堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定水中總氮具有操作方便、簡易等特點，是水質總氮分析中的常用方法[1-2]。經試驗發現，堿性過硫酸鉀作為此項分析中唯一氧化劑，其選擇及操作方法對試驗的準確性至關重要。本文針對過硫酸鉀在試驗過程中產生影響的幾個方面進行分析，并且提出相應建議。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 原理

在120～124 ℃下，堿性過硫酸鉀溶液使樣品中含氮化合物的氮轉化為硝酸鹽。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，從而計算總氮含量。

1.2? ? 試驗儀器與試劑

1.2.1? ? 儀器設備。紫外分光光度計T9，10 mm石英比色皿，立式高壓滅菌器，具塞比色管25 mL。

1.2.2? ? 主要試劑。試驗用水：超純水。堿性過硫酸鉀溶液：40.0 g過硫酸鉀溶于600 mL水，15.0 g氫氧化鈉溶于300 mL水，定容至1 000 mL。鹽酸：1+9。硝酸鹽標準溶液：市售（500 mg/L）。硝酸鹽標準使用液：按1∶50稀釋至10 mg/L。

1.3? ? 試驗方法

1.3.1? ? 校準曲線的繪制。分別量取0、0.2、0.5、1.0、3.0、7.0 mL硝酸鉀標準使用液于25 mL具塞磨口玻璃比色管中，用超純水稀釋至10.0 mL。加入5.0 mL堿性過硫酸鉀，塞進管塞，用紗布扎緊，以防彈出。將比色管置于高壓滅菌器中，加熱至頂壓閥吹氣，關閥，繼續加熱至120～124 ℃之間保持30 min。自然冷卻、開閥放氣，移去外蓋，取出比色管至室溫，按住管塞將比色管中的液體顛倒搖勻2～3次。至自然冷卻后，加入鹽酸（1+9）1.0 mL，用超純水稀釋至25 mL，蓋塞搖勻，比色，校準吸光度繪制標準曲線。

1.3.2? ? 樣品測定。取10 mL試樣于25 mL具塞磨玻璃比色管中，按照上述步驟測定。

2? ? 結果與分析

2.1? ? 試劑選擇

過硫酸鉀的選擇在總氮分析中至關重要，試劑純度直接關系到空白值和測定結果。對比不同廠家的過硫酸鉀做空白和標樣（保證值2.02±0.15 mg/L）的對比試驗，結果見表1。可以看出，純度差的過硫酸鉀會造成空白值偏高，平行樣偏大，嚴重影響測定結果。試驗中應通過測定空白值（<0.03），選擇純度高的優級純過硫酸鉀。

2.2? ? 水浴溫度

過硫酸鉀常溫下不易溶解，需要水浴溶解。溫度不宜過高，選擇20、40、60、80 ℃條件水浴，測定標樣（1.61±0.10）mg/L結果如表2所示。可以看出，過硫酸鉀水浴溫度過低時，標樣測定結果偏低;60 ℃時，均在允許范圍內;而溫度達到80 ℃時，測定值又超出了允許范圍。因此，配制時應盡可能控制水浴溫度在60 ℃以內，過高會導致過硫酸鉀分解失效，無法保證準確性。

2.3? ? 配制方法

總氮分析中，每1 000 mL堿性過硫酸鉀溶液需要40 g過硫酸鉀混合15 g氫氧化鈉。不同混合方式對測定結果影響也很大。方法Ⅰ：分開配制，氫氧化鈉溶液冷卻后再混合定容。方法Ⅱ：先配制氫氧化鈉，待冷卻至室溫后再加入過硫酸鉀。方法Ⅲ：分別稱量，直接混合后定容。通過3種不同配制方法得到的堿性過硫酸鉀測得的標樣濃度見表3。可以看出，方法Ⅰ和方法Ⅱ測得的結果均在允許值范圍內，并且差異不大，而方法Ⅲ直接混合的方法測得結果偏低，不可取。這是由于氫氧化鈉溶解過程中大量放熱，會對過硫酸鉀分解造成影響，應待氫氧化鈉溶液溫度冷卻至室溫后，再將其與過硫酸鉀溶液混合、定容。

2.4? ? 儲存時間

配制好的堿性過硫酸鉀存放時間不同，所測得的空白值以及標準樣品（1.61±0.10 mg/L）測定值相差也比較大。由表4可知，堿性過硫酸鉀最好臨用現配，隨著時間的推移，空白吸光度會變大，樣品測定值會減小，影響結果的準確度[3-4]。

3? ? 結論

過硫酸鉀在總氮分析中至關重要，其影響因素很多，主要有試劑的純度、水浴的溫度、配制的方法、存放的時間等[4]。因此，要選擇純度高的優級純試劑，嚴格控制水浴溫度在60 ℃以內，采用和氫氧化鈉分開配制、冷卻后再混合定容的配制方法，盡量減少試劑的存放時間，最好臨用現配[5-6]。

4? ? 參考文獻

[1] 中華人民共和國國家環境保護標準.水質-總氮的測定-堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法：HJ 636-2012[S].北京：中國環境科學出版社，2012.

[2] 肖偉，吳偉，李清雪.總氮測定影響因素的試驗研究[J].工業用水與廢水，2010，41（2）：90.

[3] 李文贊，李敘勇，王曉學.20年來密云水庫主要入庫河流總氮變化趨勢和影響因素[J].環境科學學報，2013，33（11）：3050.

[4] 譚愛平，鐘陵，黃濱.測定總氮的影響因素探討[J].中國環境監測，2006，23（4）：59.

[5] 宋大英.水質總氮測定中影響空白的因素研究[J].江西化工，2017（3）：91-92.

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