消解时间对碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮的影响研究与探讨

孙 华，亓秀丽

(莱芜市环境保护科学研究所有限公司，山东莱芜 271100)

总氮量的定义是水中各种形态无机和有机氮的总量，无机氮包括氨态氮(简称氨氮)和硝态氮，氨氮包括游离氨态氮NH3－N和铵盐态氮NH4+－N，硝态氮包括硝酸盐氮NO3－N和亚硝酸盐氮NO2－N;有机氮主要有尿素、氨基酸、蛋白质、核酸、尿酸、脂肪胺、有机碱、氨基糖等含氮有机物。总氮是引起水体富营养化的重要因子，其测定有助于评价水体被污染和自净状况。

目前常用的总氮测定方法为碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法。该方法受试剂含氮量、消解温度、消解时间、仪器稳定性等因素的影响较大，但在试剂、仪器等均符合标准要求情况下，消解时间成为影响测定结果稳定性及准确性的关键。代小华［1］在《碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定总氮的方法优化》中指出，适当延长消解时间延长至45～50 min可避免空白值过高的问题，陈琼［2］的研究表明消解时间最好延长至50 min。本文重在研究消解时间对碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮的影响及合理的消解时间。

1 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮的方法原理

在120～124℃下，碱性过硫酸钾溶液使样品中含氮化合物的氮转化为硝酸盐。硝酸根离子只在220 nm波长处有吸收，在275 nm处没有吸收，而溶解的有机物在220 nm波长也有吸收，干扰测定，所以同时测定275 nm处的吸光度，用来校正硝酸盐氮值。采用紫外分光光度法于波长220 nm和275 nm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。

A=A220－2A275(1)

本方法适用于地表水、地下水、工业废水和生活污水中总氮的测定，当样品量为10 mL时，本方法的检出限为0．05 mg/L，测定范围为0．20 ～7．00 mg/L。

2 试剂和材料

(1)新制备的去离子水、盐酸溶液:1+9。

(2)氢氧化钠(NaOH):优级纯，含氮量应小于0．0005%;

过硫酸钾(K2S2O8):优级纯，含氮量应小于0．0005%;

硝酸钾标准贮备液:购买国家有色金属及电子材料分析测试中心有证标准溶液。

(3)TU－1810D紫外分光光度计:具10 mm石英比色皿;

高压蒸汽灭菌器:最高工作压力0．25 MPa，最高工作温度138℃。

3 实验准备

(1)国家环保总局标准样品一支，编号为203251，标准值为2．48 mg/L，不确定度 ±0．17 mg/L，准确量取 10．00 mL 稀释至250．00 mL。

(2)待测样品两份，1#样品外观透明，无色，无悬浮物;2#样品外观浑浊，淡黄色，无悬浮物。并对两份样品进行加标处理。

4 分析步骤

(1)分别量取 0．00、0．20、0．50、1．00、3．00 和 7．00 mL 硝酸钾标准使用液(10．0 mg/L)于25 mL具塞磨口玻璃比色管中，加水稀释至10．00 mL。

(2)分别量取10．00 mL试样(3(1)及(2))于25 mL具塞磨口玻璃比色管中。

(3)加入5．00 mL碱性过硫酸钾溶液，塞紧管塞，用纱布和线绳扎紧管塞，以防弹出。将比色管置于高压蒸汽灭菌器中，消解至顶压阀吹气，关阀，继续消解至122℃开始计时，保持温度在122℃之间30 min。自然冷却、开阀放气，移去外盖，取出比色管冷却至室温，按住管塞将比色管中的液体颠倒混匀2～3次。

每个比色管分别加入1．0 mL盐酸溶液，用水稀释至25 mL标线，盖塞混匀。使用10 mm石英比色皿，在紫外分光光度计上，以水作参比，分别于波长220 nm和275 nm处测定吸光度。

(4)将消解时间分别设定为40、50、60 min，重复上述操作，每个消解时间重复测定三次，记录吸光度。

5 结果分析

5．1 消解时间对空白吸光度的影响

消解时间对空白吸光度的影响见表1。

表1 不同消解时间空白吸光度值

由表1可以看出，随着消解时间增加，空白吸光度逐渐降低，消解温度122℃消解时间达到50～60 min时，空白吸光度基本稳定，并满足实验对空白值的要求(空白试验的校正吸光度Ab应小于0．030)。

5．2 消解时间对曲线稳定性的影响

由表1可知，消解温度122℃消解时间为50～60 min时，对空白的影响较小，因此以下比对只针对消解时间为50min及60 min时进行比较。不同消解时间绘制的标准曲线见表2。

表2 消解时间对标准曲线的影响

以上结果表明，消解50min及60min时标准曲线均能达到校准曲线的相关系数r应大于等于0．999的标准要求，但消解时间为60 min时，曲线更加稳定，且相关性更高。

将待测样品(3(2))进行加标处理，同时对国家标准样品(编号为203251)及加标样品在消解时间为50 min及60 min时分别进行测定，加标回收检测结果见表3。

5．3 消解时间对检测结果准确性影响

表3 不同消解时间对加标回收检测结果的影响

国家标准样品(编号为203251)在消解时间为50 min及60 min时的检测结果分别为2．45 mg/L和2．44 mg/L。

通过以上实验可以看出，消解时间为50min及60min时待测样品加标回收率及国家标准样品的检测结果均能达到标准规定的准确度要求。

6 结论与建议

标准HJ 636－2012中的消解时间对总氮的测定影响较大，不但影响空白值，而且对曲线的稳定性、相关系数及检测结果的准确性均有影响。检测结果表明，消解时间在50～60 min时，空白吸光度基本稳定，尽管在消解时间为60 min时，曲线更加稳定，且相关性更高，但消解时间为50 min及60 min时待测样品加标回收率及国家标准样品的检测结果均能达到标准规定的准确度要求。

因此，本着检测结果准确且实验过程简便的原则，建议在总氮测定过程中，将消解时间定为50 min。