基于不同因素对地表水中总氮测定空白值影响的探讨

罗 芳 伍国荣 徐 慧 王 冲 张 琳

(岳麓区环境监测站，长沙 410013)

基于不同因素对地表水中总氮测定空白值影响的探讨

罗 芳 伍国荣 徐 慧 王 冲 张 琳

(岳麓区环境监测站，长沙 410013)

实验室在运用《水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》(HJ 636-2012)测定水中总氮时，总会出现空白值偏高的状况，本文就对空白值影响较大的两个因素(碱性过硫酸钾和实验用水)进行了研究，结果表明：优级纯过硫酸钾的空白值能达到国标要求，分析纯过硫酸钾的空白值高于0.030，进行重结晶两次后空白值可达到要求，且制备的标准曲线相关系数能达到0.99996。根据市售价格，重结晶两次后回收的分析纯过硫酸钾单价远远低于优级纯，性价比高。超纯水的空白值能满足实验要求，但纯水的空白值高于0.030，无法满足要求。

总氮；过硫酸钾；因素；空白值

国务院于2015年4月2日印发了《水污染防治计划》(国发[2015]17号)。行动计划中明确指出“整治城市黑臭水体”、“综合考虑水环境质量及达标情况等因素”，因此对各级政府来说，水污染防治迫在眉睫。总氮作为湖泊、水库的重要营养状态评价指标，是各级监测机构常规环境质量监测的重要指标。总氮是样品中溶解态氮及悬浮物中氮的总和，包括亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、无机铵盐、溶解态氨及大部分有机含氮化合物中的氮[1]。

在日常实验中，总氮的测定常常出现空白值偏高、数据不稳定和标准曲线相关系数达不到要求的情况。有不少学者研究过影响总氮测定空白值的因素，李大鹏[2]验证了硝酸根最大吸收峰波长能否作为总氮测定波长及不同波长对总氮测定结果的影响。葛超超[3]探讨了比色管的密封性、玻璃器皿的洗涤、过硫酸钾种类、消解时间和冷却时间的影响。欧登龙[4]指出新配好的过硫酸钾存放时间不宜超过3d，最好现配现用。尹静章[5]得出4种不同水样保存方式(常温保存、4°保存、-20°保存、酸化保存)对测定结果影响不大。刘婉秋研究了水样中酸碱度对总氮测定的影响[6]。

本文探讨了两种不同纯度的过硫酸钾对空白值的影响，在不影响实验数据的前提下可选择性价比较高的过硫酸钾进行日常监测分析，研究了过硫酸钾的存放时间、水的种类等对空白值的影响，并提出对应的改进措施。

1 实验原理

2012年6月1日开始实施的《水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》(HJ 636-2012)取代原标准GB 11894-89。在120°～124°下，碱性过硫酸钾溶液使样品中的含氮化合物的氮转化为硝酸盐，采用紫外分光光度法于波长220nm和275nm处，分别测定吸光度A220和A275，按公式1计算校正吸光度A，总氮(以N计)含量与校正吸光度A成正比[1]。

A=A220-A275

2 实验部分

2.1 试剂和仪器

试剂：过硫酸钾(AR国药集团)、过硫酸钾(GR天津市)、氢氧化钠(优级纯 天津市)、(1+9)盐酸、纯水、超纯水。

仪器：Cary60紫外分光光度计(安捷伦科技有限公司)、LDZM-40KCS立式压力蒸汽灭菌锅(上海申安医疗器械厂)、HH-2数显恒温水浴锅(江苏省金坛市荣华制造有限公司)、明澈TM-D24UV超纯水机、METTLERTOLEDOME204万分之一分析天平、ZWL-LS1-40纯水机(湖南中沃水务环保科技有限公司)、DDSJ-308F电导率仪

2.2 实验步骤

2.2.1 过硫酸钾的纯度

根据HJ636-2012要求，过硫酸钾的纯度要求含氮量<0.0005%。本文选取两个厂家生产的两种纯度，且在有效期内的过硫酸钾，包装盒上标明总氮量(N)≤0.005%，用超纯水，消解温度121°，消解时间30min进行实验，结果如表1。结果显示，厂家1生产的过硫酸钾(AR)测定空白值，三个平行样的校正吸光度均大于0.030，不符合HJ636-2012的要求，而厂家2生产的过硫酸钾(GR)测定空白值，三个平行样的校正吸光度均小于0.030，满足实验要求。

表1 过硫酸钾纯度对空白值的影响

考虑到厂家1生产的过硫酸钾(AR)可能是由于杂质含量较高，导致空白值偏高，于是用重结晶的方法对该物质进行提纯，周惜时[7]等人使用冰水浴进行过硫酸钾重结晶，三次才能使得空白值的吸光度小于0.030。本文提纯方法如下：在1L烧杯加入约800mL水，50℃水浴锅加热，然后逐渐加入过硫酸钾，直至不能溶解为止。然后把完全溶解的饱和溶液放在室温中自然冷却，再放入4℃冰箱冷藏一夜，重结晶两次，洗净后倒掉上清液，然后放入50℃烘箱烘干即可。本次结晶约80克，回收了约20克，回收率为25%。根据市售价格，发现重结晶两次的分析纯过硫酸钾既满足国标对空白值的要求，也相对便宜，性价比较高，分析纯和优级纯价格比见表3。

表2 重结晶两次过硫酸钾(AR)测定空白值

表3 不同纯度过硫酸钾价格对比

将厂家2生产的过硫酸钾(GR)进行空白实验，其他条件均按照国标要求，做出的标准工作曲线(相关系数R=0.99988)见图1。

图1 过硫酸钾(GR)制备的标准曲线

将重结晶两次的厂家1生产的过硫酸钾(AR)进行空白实验，其他条件均按照国标要求，实验结果见表2，并且使用重结晶的过硫酸钾试剂，可以做出符合要求的标准工作曲线(相关系数R=0.99996)，见图2，相关性比厂家2生产的过硫酸钾(GR)做出的标准工作曲线更好。

图2 重结晶两次过硫酸钾(AR)制备的标准曲线

2.2.2 过硫酸钾的保存时间

HJ 636-2012中标明，配制的过硫酸钾溶液存放于聚乙烯瓶中，可保存一周。潘忠成[8]在《HJ 636-2012测定总氮时影响空白值因素分析》中通过实验得出，在夏季温度较高时(27-30℃)，存放时间不能超过3d，否则空白值就会大于0.030。本文研究过硫酸钾的保存时间是在4月底-5月初，实验室温度为23°～25°，湿度为42%～75%，具体结果见表4，当保存时间超过7d后，空白值明显增加，大于0.030，不符合HJ 636-2012对空白值的要求，因此过硫酸钾的保存时间不能超过7d，这与丁静[9]在《紫外可见分光光度法测定水中总氮影响因素的分析》一文中研究结果一致。后续笔者会继续研究保存温度不同时(超过27℃或冰箱4℃)，过硫酸钾的保存时间对空白值的影响。

表4 过硫酸钾保存时间对空白值的影响

2.2.3 实验用水的种类

国标中规定，总氮的实验用水需要无氨水，即每升水中加入0.10ml浓硫酸蒸馏，收集馏出液于具塞玻璃容器中，也可使用新制备的去离子水。丁兴艳等人[10]研究了超纯水和双蒸水对总氮空白值的影响。本文研究了实验室目前存在的两种用水：一是ZWL-LS1-40纯水机产出的纯水；二是通过反渗透、核子级离子交换树脂、高效除菌过滤器等处理的高品质超纯水(明澈TM-D24UV)。经仪器测定，纯水的电导率为7.81μs/cm，超纯水的电导率为0.797μs/cm，由此可见，纯水的杂质含量远远高于超纯水的杂质含量，但超纯水仪使用成本较高，本文用纯水和超纯水进行空白实验，结果见表5，纯水配制的过硫酸钾空白值根本无法满足国标要求，只能弃用。

表5 不同实验用水对空白值的影响

3 结 论

(1)分析纯的过硫酸钾不能满足总氮测定对空白值的要求，使空白值超过0.030，优级纯的过硫酸钾完全满足空白值的要求。

(2)将分析纯的过硫酸钾重结晶两次后，空白值可以满足国标要求，制备的标准曲线，相关系数为0.99996。通过市售价格对比，重结晶两次的分析纯过硫酸钾虽然回收率只有25%，但是单价相较于优级纯还是便宜很多，具有可行性。

(3)在春季，实验室温度为23°～25°，湿度为42%-75%的外界环境下，过硫酸钾常温下能保存7d，实验空白值均能达到要求，超过7d，空白值就大于0.030。

(4)实验室纯水的电导率为7.81μs/cm，超纯水的电导率为0.797μs/cm，纯水的杂质含量明显高于超纯水，通过空白实验得出，纯水不适合作为总氮测定的实验用水。

[1](HJ 636-2012)《水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》[S].

[2]李大鹏，冯斌.碱性过硫酸钾法总氮测定波长的研究[J].实验室研究与探索，2016，35(1)：10-11.

[3]葛超超.水中总氮测定影响因素分析及解决方法探讨[J].资源节约与环保，2016，16：209-302.

[4]欧登龙.过硫酸钾对总氮测定的影响和优化[J].广东化工，2016，43(325)：266-267.

[5]尹静章.水中总氮测定影响因素的探讨[J].净水技术，2016，35(6)：55-57.

[6]刘婉秋，沈秋莹.水样中酸碱度对总氮测定的影响初探[J].环境科学导刊(增刊)，2016，35(增)：200-203.

[7]周惜时，秦迎丰、刘丽，等.总氮测定中过硫酸钾的影响[J].污染防治技术，2010，23(4)：110-112.

[8]潘忠成，李敏.HJ 636-2012测定总氮时影响空白值因素分析[J].环境工程，2016：126-129.

[9]丁静，王一飞，王阳，等.紫外可见分光光度法测定水中总氮影响因素的分析[J].山东化工，2016，45(18)：65-68.

[10]丁兴艳，洪林，罗德伟，等.水样总氮测定影响因素探讨[J].中国农村水利水电，2009，(10)：12-14.

Discussion on the Influence of Different Factors on the Determination of Blank Value of Total Nitrogen in Surface Water

LUO Fang WU Guo rong XU Hui WANG Chong ZHANG Lin

(Yuelu District Environmental Monitoring Station，Changsha 410013)

Laboratory in the use of “water quality determination of basic potassium persulfate digestion ultraviolet spectrophotometry” (HJ 636-2012) determination of total nitrogen in water，there will always be a high value of the blank situation，through the collection of various types of literature，In this paper，two factors (alkaline potassium persulfate and experimental water) with large influence on blank values were studied.The results show that the blank value of the GR potassium persulfate experiment can meet the requirements of the national standard，and the AR potassium persulfate made the blank value is higher than 0.030，and the blank value can meet the requirements after twice recrystallization，and the correlation coefficient of the prepared standard curve can reach 0.99996.According to the commercial price，recrystallization after the analysis of the recovery of pure alkaline potassium persulfate unit price is far lower than the excellent grade，cost-effective.Ultra-pure water energy to meet the experimental value of the blank，but the pure water blank value is higher than 0.030，can not meet the requirements.

total nitrogen；potassium persulfate；factor；blank value

罗芳，硕士，工程师，研究方向为环境监测、生活工作废水处理技术

罗芳，硕士，工程师，研究方向为环境监测、生活工作废水处理技术

文献格式：罗 芳 等.基于不同因素对地表水中总氮测定空白值影响的探讨[J].环境与可持续发展，2017，42(4)：87-89.

X21

A

1673-288X(2017)04-0087-03