影响总氮测定的因素分析

摘要：总氮是指水体中所有含氮化合物中的氮含量，即有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的总和，水中含氮量增加，能促进生物与微生物类的大量繁殖，造成水体质量恶化，湖泊水库中含有过量氮、磷类物质时，能造成浮游植物繁殖茂盛，因此总氮是《地表水环境质量标准》（GB3828-2002）中衡量湖库水体的一项重要指标，更是反映水体富营养化的主要指标之一。本文主要对影响总氮测定的几种因素进行了分析探讨。

关键词：总氮测定；影响因素；实验分析

中图分类号： TE08 文献标识码： A

一、实验器材

该方法使用主要有25mL具塞玻璃磨口比色管、高压蒸汽灭菌器、紫外分光光度计。

1、比色管要求密合性良好。宜选择用空心塞的比色管，因其温差变化大，高温时膨胀大，密闭性好，降温时冷缩，管塞易于取下，实心塞比色管则相反，极易致消解后管塞打不开。目前市售所谓总氮专用高压螺纹口比色管，质量参差不齐，无法保证实验需要。通过对某进口品牌、某国产品牌螺纹口比色管与国产玻璃磨口具塞比色管在同等条件下作比较，发现进口品牌螺纹口比色管表现极佳，玻璃具塞比色管也能满足实验要求。而国产品牌螺纹口比色管则完全不能达到实验要求，标准空白吸光度Ab极高，校准曲线毫无线性可言。进口产品虽佳，但价高且不易获得，因此尽管使用玻璃具塞磨口比色管存在一定损耗，也不建议使用螺纹口比色管。

2、对于高压蒸汽灭菌器，非专业实验室人员一般无法对其进行较多的检查，仅能保证其清洁与及时更换硅（橡）胶密封圈，因此必要时，要送至特殊压力容器检验机构校核压力准确与否。

3、使用紫外分光光度计测定总氮，要注意必须使用石英比色皿，因为玻璃比色皿在紫外区波长370nm以下基本不反射任何光。二者用肉眼无法分别，一般石英比色皿有一Q字样（quartz石英），玻璃比色皿上有一G字样（glass玻璃）可加以区分，或将比色皿放入波长250nm光度计中，吸光值小于0.07的为石英比色皿，反之即为玻璃比色皿。另外，石英比色皿硬度也远大于玻璃比色皿。

二、试剂

1、总氮分析

（1）无氨水或新制备的去离子水。（2）20%氢氧化钠溶液。（3）碱性过硫酸钾溶液。（4）（1+9）盐酸。（5）硝酸钾标准贮备液：（每毫升含100ug硝酸盐氮）（6）硝酸钾标准使用液（每毫升含10ug硝酸盐氮）

2、氨氮分析

（1）纳氏试剂。（2）酒石酸钾钠溶液。（3）铵标准贮备溶液（1.00mg/ mL）。（4）铵标准使用溶液（0.010mg/mL）。

以上所有试剂均为分析纯。

四、步骤

1、总氮

（1）校准曲线的绘制。（1）分别吸取0、0.50、1.00、2.00、3.00、5.00、7.00、8.00mL硝酸钾标准使用溶液于25ml比色管中，用无氨水稀释至10ml标线。（2）加入5mL碱性过硫酸钾溶液，塞紧磨口塞，用纱布及纱绳裹紧管塞，以防止溅出。（3）将比色管置于压力蒸汽消毒器中，加热40min，放气使压力指针回零。然后升温至120℃-124℃开始计时（或将比色管置于民用压力锅中，加热至顶压阀吹气开始计时），使比色管在过热水蒸气中加热0.5h。（4）自然冷却，开阀放气，移去外盖，取出比色管并冷至室温。（5）加入（1+9）盐酸1mL用无氨水稀释至25ml标线。（6）在紫外分光光度计上，以无氨水作参比，用10mm石英比色皿分别在220nm及275nm波长处测定吸光度。用校正的吸光度绘制标准曲线。

（2）样品测定步骤。取10ml水样，或取适量水样（使氮含量为20-80μg）。按标准曲线绘制步骤（2）至（6）操作。然后按校正吸光度，用下列公式计算总氮含量（mg/L）。

总氮含量=m/V

其中，m为从校准曲线上查得的含氮量（?g）

V为所取水样体积（mL）。

2、氨氮

（1）校准曲线的绘制。1）吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.0mL铵标准使用溶液于50mL比色管中，加水至标线，加1.0ml酒石酸钾钠溶液，混匀。加1.5mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，在波长420nm处，用光程20mm比色皿，以水为参比，测量吸光度。2）由测得的吸光度，减去零浓度空白的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮浓度（μg/mL）对校正吸光度的校准曲线。

（2）样品测定步骤。1）分取适量经絮凝沉淀预处理后的水样（使氨氮含量不超过0.1mg），加入50mL比色管中，稀释至标线，加1.0mL酒石酸钾钠溶液。以下同校准曲线的绘制。2）分取适量经蒸馏预处理后的馏出液，加入50mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，同校准曲线步骤测量吸光度。

五、结果与分析

1、两种实验用水分别作标准曲线

取用浓度为0.00mg/L，0.20mg/L，0.40mg/L，1.20mg/L，2.00mg/L，2.80mg/L。3.20mg/L硝酸钾标准使用液作标准曲线。

RO实验用水作标准曲线方程为：y=0.2435x+0.0045，r=0.9997

超纯水作标准曲线方程为：y=0.2406x+0.0005，r=0.9999

两条曲线r均≤0.999，截距a与0作t检验，当取95%置信水平检验均无显著性差异，且两条曲线基本重合，如下图所示。

图1不同实验用水标准曲线图

2、空白对比

用RO纯水和超纯水分别作实验用水，同时进行空白测定，测定空白吸光度（A220-2A275）。

表1 不同实验用水空白吸光度对比

从表1中可以看出用两种纯水分别作实验用水，空白值都符合HJ636-2012空白值≤0.030的要求且受控，均可认为是无氨水。

3、标准样品测定对比

用两种水别作实验用水同时进行标准样品测定。

表2 不同实验用水标准样品测定对比

从表2中可以看出用两种纯水分别作实验用水，标准样品的测定均在不确定度范围，且精密度符合质控要求，但RO纯水标样测定值略低于超纯水标样测定值。

4、相同水样测定值对比

用两种实验用水对某待测水样分别进行测定，结果如下。

表3 总氮相同水样不同实验用水对比

从表3中可以看出用两种纯水分别作实验用水，水样测定值不同，且RO纯水测定值低于超纯水测定值。

5、两种纯水对比

以超纯水为实验用水，RO纯水为水样进行测定。

表4 RO纯水总氮测定

从表4中可以看出RO纯水含有一定浓度总氮，RO纯水总氮测定平均值1.66mg/L与表3中不同实验用水相同水样测定值平均值差值1.7mg/L相符。

6、数据分析

在A220时只有硝酸根离子和有机物有吸收，有机物的干扰已在A275时去除，因此实验测得总氮为硝酸根离子。实验用水中若含有其他含氮化合物，空白实验用水中的其他含氮化合物在消解时全转化为硝酸盐，在A220时会有吸光度，而参比溶液实验用水未消解，其中的其他含氮化合物在A220时不会产生吸光度，从而使空白值≥0.030，表1空白对比实验显示两种实验用水空白值均≤0.030，可见两种实验用水中基本不含有其他含氮化合物。而表4两种纯水对比实验显示相对于超纯水，RO纯水中含有一定浓度总氮，可见RO纯水中含有一定浓度的硝酸根离子。若是硝酸根离子，无需消解即在A220时可以产生吸光度，且在参比溶液和空白溶液及标准溶液（因为实验用水相同）中含量相同，其值在参比溶液调零时被扣除，从而对同一实验用水的标准曲线、空白值和标准样品测定无影响。一旦试样溶剂不为参比溶液实验用水时，实验用水中的硝酸盐在参比溶液调零时被忽略，使得实际是有一定硝酸根离子浓度的参比溶液变为零浓度点，从而使实验结果偏低。

六、结束语

RO纯水相对于超纯水具有一定浓度的硝酸根离子。总氮测定中，不能只以标准曲线、空白值和标准样品测定值作为受控标准，要特别注意实验用水硝酸根离子的影响，否则会出现标准曲线、空白与标准样品受控，而实际样品检测结果偏低现象。

参考文献

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