碱性过硫酸钾—紫外分光光度法测定水体中总氮影响因素分析

黄佑坤

[摘 要]碱性过硫酸钾——紫外分光光度法测定水体中总氮，测定过程空白吸光度值容易太高，标准曲线无法满足要求，直接影响测定结果的准确度？当检测样品中含较多悬浮物时，检测结果严重偏低？通过多种因素分析和实验对比，提出了改进措施，使检测结果更准确？

[关键词]总氮 空白值 悬浮物 碱性过硫酸钾 紫外分光光度法

中图分类号：TS615 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0126-02

总氮是指水体中所有含氮化合物中的氮含量，是反映水体所受污染程度和富营养化程度的重要指标之一，水体中含氮量的增加将导致水体质量下降，使其中的浮游生物和藻类大量繁殖而消耗水中的溶解氧，从而加速湖池水体的富营养化和水体质量恶化，而污水厂的出水最终都将排入湖。河，因此准确测定废水中总氮量十分重要。水体中的总氮检测方法包括紫外分光光度法。气相分子吸收光谱法。离子色谱法。微波消解—电极法。高温氧化—化学光法。光催化氧化—分光光度法等。在实际测定过程中受试剂质量。器皿。消解时间。实验室环境等因素的影响，空白值太高（文献中规定空白吸光度值应低于0.03），标准曲线相关系数r达不到0.999以上要求，长期困扰着水质分析工作者。而且废水中含有悬浮物比较多，直接影响测定结果准确度。下面通过一系列的对比实验，系统地检查可能对检测结果产生影响的因素，使检测结果更为准确。符合要求。

1、紫外分光光度法方法原理。主要仪器和试剂

在60℃以上的水溶液中，过硫酸钾分解，生成氢离子和氧。加入氢氧化钠用以中和氢离子，使过硫酸钾分解完全。在120-124℃的碱性介质条件下，用过硫酸钾作氧化剂，不仅可将水样中的氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐，同时将水样中大部分有机氮化合物氧化为硝酸盐。而后，用紫外分光光度法分别与波长220nm与275nm处测定其吸光度，按A=A220-2A275计算硝酸盐氮的吸光度值，从而计算总氮的含量。

（1）UV2400紫外/可见分光光度计，上海舜宇恒平科学仪器有限公司。

（2）手提式压力蒸气消毒器，北京市永光明医疗仪器厂。

（3）Rios5-Milli-Q纯水仪。

（4）TD4-2离心机。

（5）25ml具塞玻璃磨口比色管。

（6）10mm石英比色皿。

（7）（1+9）盐酸。

（8）碱性过硫酸钾溶液。分别称取40g过硫酸钾（K2S2O8）和15g氢氧化钠（NaOH）置两烧杯中，溶于水，待NaOH溶液冷却至室温，将两容液混合定容至1000mL，溶液存放在聚乙烯瓶内。

2、结果与讨论

2.1 碱性过硫酸钾的影响

2.1.1 区分试剂与仪器问题

样品分析时，出现吸光度>1的不正常现象，我们是这样排除仪器故障的，用硝酸盐氮标准溶液配制标准曲线，不加任何试剂，直接在220nm和275nm处测定吸光度，能绘制出标准线，则排除仪器问题，必定是试剂出了问题，必须更换试剂。

2.1.2 过硫酸钾试剂本身的影响

过硫酸钾试剂本身在测试波段区有强吸收值，且与浓度成正相关，相关系数达0.9999。文献[3]较早就提出了较高浓度的过硫酸钾在220nm处有吸收，文献[4][5]又提出在275nm处也有较大吸光度，按文献[1][2]所配的过硫酸钾在显色时的最高浓度也只有8（g/L），所以没有必要对过硫酸钾浓度高于8（g/L）的进行研究，而且過硫酸钾在高于60℃以上就开始分解，在120℃～124℃高压30min以上这种情况下可分解完全，因此没有必要对太高浓度的过硫酸钾进行研究，现只对2.0（g/L）以下的进行实验，结果如表1。

结果表明，过硫酸钾在220nm有强吸收，在275nm吸收虽然比较少，但随着浓度的增加而增加，而且在220nm吸光度值与浓度的相关系数为R=0.9999，补偿后A（A220nm-2A275nm）值与浓度的相关系数为R=0.9999，如果过硫酸钾分解不完全，无论对空白还是对样品的分析结果影响都很大。

2.2 降低空白值，

2.2.1 碱性过硫酸钾存放时间对空白的影响

碱性过硫酸钾的存放有的认为不要超过一周，有的认为1个月内都可以用，有的认为最好3天使用，有必要进行实验。在配制的当天开始每隔一天做三个空白取均值，做到第31天，结果如表2

结果表明，碱性过硫酸钾配制好后在11天内，空白值都可以达到要求，11天后空白值就会超过0.03，文献[1]中规定7天内使用，可以延长到11天以内，一定程度上减少配试剂的工作量。同时做了环境标准样品1.97±0.014（mg/L）标准溶液，11天内，6次检测结果都会满足要求。

2.3 消解。悬浮物的影响

消解：冬季气压低，消解时间需要适当延长5-10min。当需要人工冷却时，也必须延长消解时间（热水蒸汽中加热大于0.5h），才能使消解完全。

国标中明确规定，在测定悬浮物较多的水样时，要求取氧化后的上清液进行紫外分析，笔者认为有必要进行离心，获得上清液。为此，进行了离心对比实验，离心后的上清液进行测定，实验结果表明，标准样品本来就不含悬浮物，所以结果一致，但污水厂进水中悬浮物含量较高，高温消解后比色管中有絮状沉淀物产生，加入（1+9）盐酸定容摇匀后，絮状沉淀物便消失不见，其实仍有肉眼未能发现的颗粒物存在，导致275nm的吸光值增大，使测定结果偏低。

综上所述，过硫酸钾在本法中的影响是很大的，尽量采购正规厂家的试剂，在购得试剂无法满足实验需求时可用重结晶法，配制过程要避免使过硫酸钾局部受热分解，配好的试剂在满足实验要求情况下不要频繁配制。实验用水与高压条件只要正确按照实验方法去做都能满足分析要求，无需刻意追求。含有较多悬浮物的样品建议采用离心后取上清液测试。

参考文献

[1] 国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法第4版[M].北京：中国环境科学出版社，2002：254-257.

[2] GB11894-89，水质总氮的测定：碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法[S].

[3] 胡雪峰.碱性过硫酸钾氧化———紫外分光光度法测水体总氮[J].环境污染与防治，2002（01）：40-41.

[4] 彭鹏.碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测水样中的总氮[J].污染防治技术，2008（02）：86-88.

[5] 任妍冰.碱性过硫酸钾紫外光度法测定水中总氮的影响空白值的因素[J].江苏环境科技，2008（S1）：48-50.