水中总氮测定时高空白值的产生原因和控制

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摘 要：碱性过硫酸钾消解紫外分光光度计法测定水中总氮时，有时会遇到高空白值现象，笔者分析了其产生的可能原因，并提出了相应的控制对策，以便准确测定水中总氮。

关键词：总氮 高空白值 产生原因 控制

中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（c）-0-01

总氮是反映水质富营养化程度的一个重要指标，检测方法主要采用国家标准《水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度计法》（HJ636-2012），主要用于测定地表水、地下水、工业废水和生活污水中的总氮。在实际检测实践工作中，时有高空白值现象出现，这不仅影响到检测的准确度和精密度，还会导致测定结果出现系统误差。为此，笔者提出在应用HJ636- 2012检测水中总氮时，出现高空白值的可能原因，并提出有针对性的控制措施，以保证检测结果的准确性和可靠性。

1 实验环境和实验用水

实验环境和实验用水符合相应要求，是避免高空白值的一个基本的前提条件。

1.1 实验环境

测定总氮时，对实验环境的要求相对较高。其一，要在无氨的环境中测定总氮；其二，不得在同一实验室内使用能带入氮的实验用水和相应试剂，原因在于氮易挥发溶解于空气之中，可能重新重新进入试样中，致使出现偏高的检测值。

1.2 实验用水

在总氮测定时，HJ636-2012要求使用无氨水，也可使用新制备的去离子水。但是无氨水的制备过程较为复杂，其效率远不如Milli-Q纯水器制备的超纯水高。空白试验表明，同一操作者，分别用超纯水、无氨水和新鲜蒸馏水配制试剂，且检测试剂批号相同的情况下，连续测定5 d，6次/d，其吸光度值在误差允许范围内，可以利用系统误差消除，均可满足总氮的测定要求；但是，相比较而言，前两者似乎更好，其中以超纯水为首选，有条件的实验室可以直接使用，以便达到提高工作效率和工作质量的目的。

2 试剂的选择、配制与存放

除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的分析纯试剂。

2.1 对过硫酸钾要求较为严格

对纯度的要求。分析纯过硫酸钾试剂要求总氮含量在0.005%以下，但是不同厂家、不同批次的同一试剂其总氮含量往往参差不齐，甚或不能达到要求，空白实验时其吸光度值有时超过1，对总氮的测定结果可以产生严重影响。因此，对采购的每一批过硫酸钾试剂必须进行空白试验，以便判断总氮含量是否符合要求，以保证测定结果的准确性和可靠性。

配制碱性过硫酸钾溶液的要求。该试剂的溶解速度较慢，常在加热的条件下溶解。但是，当加热到60 ℃及以上温度时，过硫酸钾会分解产生硫酸氢钾和原子态氧，致使试剂失效。因此，为了保证试剂的有效性，配制此溶液时要求做到：①过硫酸钾和氢氧化钠要分别称取，放至室温后方可将两种试剂充分混合，以控制溶解氢氧化钠时过度放热促使过硫酸钾分解而影响测定结果。②溶解过硫酸钾加热时，水的温度要控制在60 ℃下，避免过硫酸钾的分解，使检测值在误差允许范围内。

碱性过硫酸钾溶液的存放要求。过硫酸钾是一种氧化剂，空白试验表明配制后储存时间越长，其空白试验吸光度值逐渐升高，呈长尾“S”型曲线。所以，配置好的溶液放置时间不得过长，实验表明以3 d以内为好，HJ636-2012规定为7 d。

2.2 NaOH溶液和的盐酸浓度与加入量

NaOH溶液与盐酸的浓度和加入量也可影响到最终的测定值。文献报道，NaOH溶液浓度在1 g/L以上时，与波长为275 nm比较，在220 nm处有较高的吸光度值，对比色的干扰很大，当浓度在0.1 g/L以下时对空白吸光度值产生较小影响，多余的碱可以通过加入（1+9）的盐酸消除干扰；以空白超纯水做对比，盐酸浓度小于（1+9）时对空白吸光度值产生较小的影响，可以通过系统误差消除[1]。

3 玻璃器皿的洗涤

在测定水中总氮时，在总氮长时间、高温逐渐消解的过程中，附着在玻璃器皿壁上的有机物和其他物质往往难以清洗，当其混入介质时，或出现高空白值现象。实际操作中，必须先用（1+9）盐酸浸泡玻璃器皿，之后再用超纯水冲洗数次方可使用。值得注意的是，石英比色皿也要用（1+9）盐酸冲洗干净。

4 消解温度、压力和时间的合理控制

在波长220nm处过硫酸钾的吸光度值较高，在浓度大于0.4 g/L时，会严重的干扰比色，使空白值偏高。在消解过程中，有少量的残余就可对比色产生严重的干扰；过硫酸钾能否分解完全，关键取决于消煮的时间和温度[2]。

4.1 消解的温度和压力

GB11894-89中规定消解温度应控制在120 ℃～124 ℃之间，此时锅内压力在1.1～1.4 kg/cm2之间，文献[3]的报道也支持这一观点。

4.2 消解时间

消解时间一般要求在30 min以上。消解温度在120 ℃～124 ℃时，分别消化5、10、20、25、30、40 min时，由于过硫酸钾在5～25 min未完全消解，剩余的过硫酸钾干扰了比色，致使空白吸光度较大；30 min以后由于过硫酸钾已经完全消解，空白吸光度趋于

稳定[1]。

在消解过程中，必须注重操作细节，以保证消解的温度、压力和时间符合国际标准要求，促使过硫酸钾完全分解。如将灭菌锅内的冷空气充分排出后再关闭放气阀恒温消解，严格控制灭菌锅的温度和压力分别在120 ℃～124 ℃和1.1～1.4 kg/cm2之间，自然降压至与外界相同时才可以打开锅盖等等。

5 紫外可见分光光度计的选择

相关文献研究显示，波长在220～222 nm之间时，每增加1 nm，吸光度值大约下降0.039，相对误差为12%[4]。由于硝酸盐氮特殊吸收紫外线的波长为220 nm，所以，当波长变化时，测定值的误差相对较大。也正因此，建议有条件的实验室可采用岛津的UV-1700、UV-2401等双光束紫外可见分光光度计，这可以避免因波长反复调整所造成的测量误差，也可以对皿间误差进行自动修正。如果没有相应条件，建议在测定完一组样品的同一波长后，再调整到另一波长进行测定，尽量避免因波长反复调整所致测量误差的

发生。

综上所述，在测定水中氮时必须严格按照国家环境保护标准的要求规范操作；遇到高空白值现象时，要通过比对空白实验，查找产生偏离的原因，制定针对性的控制措施，避免或减少实验误差的产生，保证实验结果的准确性和可靠性，为环境治理工作的开展提供科学的依据。

参考文献

[1] 谭爱平，钟陵，黄滨.测定总氮的影响因素探讨[J].中国环境监测，2006，22（1）：58-60.

[2] 胡雪峰，沈铭能，许世远.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（1）：40-41.

[3] 伊利军，冯秀军，韩培林.提高紫外分光光度法测定总氮质量的措施研究[J].山东工程学院学报，2000，14（4）：73-76.

[4] 马祖花，郭照河，伊利军.提高紫外分光光度法测定总氮质量的措施[J].山东水利，2003（8）：45-46.