當(dāng)前所在頁(yè)面：在開始分析、探討之前，我們首先要了解一個(gè)原理，《水質(zhì)總氮的測(cè)定堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法》(HJ 636-2012)測(cè)定水中總氮的原理是：在120~124°C下,堿性過(guò)硫酸鉀溶液使樣品中含氮化合物的氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，采用紫外分光光度法于波長(zhǎng)220 nm與275 nm處，分別測(cè)定吸光度A220和A275,按A=A220-2A275計(jì)算硝酸鹽氮的吸光度值，從而計(jì)算總氮的含量。
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主要儀器和設(shè)備
紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)及10mn石英比色皿、醫(yī)用蒸氣滅菌器、超純水機(jī)，以及具塞玻璃磨口比色管都要符合標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)要求，所用玻璃器皿用鹽酸（1+9）浸泡，清洗后再用去離子水沖洗，必要情況下，可以在高壓鍋內(nèi)蒸一下。
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實(shí)驗(yàn)用水
在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，用超純水和無(wú)氨水對(duì)總氮分析測(cè)定的空白值比普通去離子水小，但相差不大，都在規(guī)定的范圍之內(nèi)，能滿足總氮測(cè)定的要求�？紤]到實(shí)際情況，可以用去離子水代替無(wú)氨水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但從質(zhì)量和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕嵌瓤紤]，有條件的還是要使用無(wú)氨水或超純水。
（1）無(wú)氨水，每升蒸餡水中加入0.10ml濃硫酸蒸館，棄去前餡出液200ml,最后蒸出的200ml館出液也要棄去；只留中間的無(wú)氨水收集于具塞玻璃容器中備用。
（2）新制備的去離子水。
（3）貴州百靈藥廠生產(chǎn)的純凈水。
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試劑質(zhì)量
用紫外分光光度法測(cè)定總氮的過(guò)程中，要消除堿性過(guò)硫酸鉀的影響，過(guò)硫酸鉀和氫氧化鈉是非常重要的試劑。總氨分析中，空白值和樣品的最終結(jié)果受過(guò)硫酸鉀試劑純度的影響很大，因此，對(duì)過(guò)硫酸鉀試劑的要求非�？量�。
通常情況下，普通AR級(jí)過(guò)硫酸鉀中氮化合物的含量為0. 002%〜0. 005%,不同廠家、批號(hào)的試劑質(zhì)量存在差異，往往有些試劑的含氮量達(dá)不到要求，導(dǎo)致空白值偏高。
如果過(guò)硫酸鉀空白值過(guò)高，可以經(jīng)過(guò)提純后再使用。提純方法為：將過(guò)硫酸鉀溶于50—60°C的無(wú)氨水中，在無(wú)氨的潔凈處將溶液冷卻至近零攝氏度,過(guò)濾，將已重結(jié)晶的過(guò)硫酸鉀置于干燥器中干燥以備用。
在實(shí)際工作中，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室試剤采購(gòu)規(guī)范，對(duì)新進(jìn)用于總氮項(xiàng)目的過(guò)硫酸鉀要進(jìn)行驗(yàn)收試用，以確保過(guò)硫酸鉀的可靠性滿足總氮分析實(shí)驗(yàn)要求。
堿性過(guò)硫酸鉀的配制與保存
堿性過(guò)硫酸鉀的配制方法: 稱取40 g過(guò)硫酸鉀，15 g氫氧化鈉，溶于無(wú)氨水中，稀釋至1 000 m L。而HJ 636—2012 中則明確指出，2種溶液需分開配制，且要等到氫氧化鈉溶液冷卻到室溫后，再將2種溶液混勻。這是由于氫氧化鈉溶于水時(shí)會(huì)發(fā)熱，若將過(guò)硫酸鉀和氫氧化鈉同時(shí)放入燒杯中溶解，部分過(guò)硫酸鉀會(huì)因氫氧化鈉放熱導(dǎo)致局部溫度過(guò)高而失效，所以，在配制堿性過(guò)硫酸鉀溶液時(shí)，必須按 HJ 636—2012 的規(guī)定進(jìn)行。過(guò)硫酸鉀常溫下不易完全溶解，在配制時(shí)常常通過(guò)加熱促進(jìn)溶解，但過(guò)硫酸鉀在60 ℃甚至 50 ℃就會(huì)分解，故加熱溫度應(yīng)控制在50 ℃以下為宜。
配制堿性過(guò)硫酸鉀溶液應(yīng)注意：①最好分別溶解過(guò)硫酸鉀和氫氧化鈉，待兩種試劑冷卻至室溫再混合;②配制過(guò)硫酸鉀溶液需加熱溶解，但溫度一定要控制在60℃以下，防止過(guò)硫酸鉀分解失效;③溶液最好現(xiàn)用現(xiàn)配，最長(zhǎng)放置時(shí)間不超過(guò)3天，而且消解時(shí)加入堿性過(guò)硫酸鉀的量必須準(zhǔn)確。
堿性過(guò)硫酸鉀存放時(shí)間：過(guò)硫酸鉀作為氧化劑，應(yīng)避免與還原性物質(zhì)、硫、磷等混合存放，且要放在干燥的地方，不能存放太久。堿性過(guò)硫酸鉀溶液更不能長(zhǎng)期存放，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定堿性過(guò)硫酸鉀溶液在聚乙烯瓶中存放不能超過(guò) 7 d。堿性過(guò)硫酸鉀在27～30 ℃ 環(huán)境下，存放超過(guò)3 d，空白值就會(huì)大于0. 030; 建議實(shí)驗(yàn)時(shí)盡量根據(jù)最近 3 d 的需求量配制，存放盡量不要超過(guò)3 d。
堿性過(guò)硫酸鉀用量
當(dāng)堿性過(guò)硫酸鉀的增加，使得溶液的堿性增加，造成水樣中游離態(tài)氨氮與堿反應(yīng)生成氨氣逸出，抵消了一部分由于堿性過(guò)硫酸鉀的過(guò)量而導(dǎo)致的吸光度的增加。因此，在實(shí)際測(cè)樣時(shí)，應(yīng)在保證消解完全的前提下，盡量少加堿性過(guò)硫酸鉀。當(dāng)10mL水樣的含氮總量不超過(guò)70μg時(shí)，加5mL堿性過(guò)硫酸鉀，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定是合理的。
氫氧化鈉純度
氫氧化鈉的純度對(duì)空白值有明顯的影響，建議在實(shí)驗(yàn)前按標(biāo)準(zhǔn)上給出的方法，測(cè)定出氫氧化鈉的含氮量，以防使用了不合格的產(chǎn)品影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
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消解程序
按照HJ 636—2012中要求，將比色管置于高壓蒸汽滅菌器中，加熱至頂壓閥吹氣，關(guān)閥，繼續(xù)加熱至120°C開始計(jì)時(shí)，保持溫度在120〜124之間30min,冷卻至室溫測(cè)定，而對(duì)于消解時(shí)間定為30 min，卻存在一些爭(zhēng)議。有人認(rèn)為在 120～124 ℃ 下，消解30 min可以使過(guò)硫酸鉀完全分解; 有研究者認(rèn)為需加熱 40 min 左右，有研究者認(rèn)為需消解 45 min，甚至有人認(rèn)為應(yīng)延長(zhǎng)至 60 min。
在相同的消解時(shí)間下，空白值的差異主要是由于過(guò)硫酸鉀純度的不同引起的，消解設(shè)備對(duì)空白值的影響不明顯。隨著消解時(shí)間的延長(zhǎng)，在消解 30 min 后，空白值達(dá)到穩(wěn)定，可認(rèn)為過(guò)硫酸鉀已全部分解。因此，從工作效率和成本的角度考慮，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定消解時(shí)間為30 min是合理的，過(guò)硫酸鉀的度仍然是影響空白值的主要因素。
在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，如果堿性過(guò)硫酸鉀的純度不夠，發(fā)現(xiàn)30min并不能保證堿性過(guò)硫酸鉀消解完全，這必將影響測(cè)定的準(zhǔn)確度。有實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)消解時(shí)間應(yīng)至少50min,溫度設(shè)定在120〜124°C,適當(dāng)延長(zhǎng)消解時(shí)間、提高消解溫度，就有利于過(guò)硫酸鉀消解完全，以降低空白實(shí)驗(yàn)吸光度值。
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實(shí)驗(yàn)室環(huán)境
總氮的分析應(yīng)在無(wú)氨的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行，避免交叉污染，凡能產(chǎn)生氮的試剤均不能在實(shí)驗(yàn)室使用，絕對(duì)不能在分析氨氮、硝酸鹽氮等氮類項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)室中做總氮項(xiàng)目的分析，因?yàn)檫@些金氮物質(zhì)很可能隨空氣溶解在試劑中，對(duì)空白造成很大影響。所使用的試劑、器皿等也要單獨(dú)存放，避免交叉污染，所用玻璃器皿最好用酸浸泡24h以上,這樣可以減少空白實(shí)驗(yàn)的吸光度。室內(nèi)也不能有揚(yáng)塵，以免揚(yáng)塵附著在實(shí)驗(yàn)用玻璃器皿內(nèi)壁從而影響空白值。
針對(duì)這些影響因素分別提出了相應(yīng)的防治措施以降低空白值。主要的改進(jìn)措施有：使用新配制的離子水，提高試劑的純度，反應(yīng)時(shí)間和溫度必須能滿足氧化劑充分水解，保持比色皿和玻璃器皿潔凈狀態(tài)，保證實(shí)驗(yàn)室的清潔等。當(dāng)采用上述的防治對(duì)策后空白吸光度值得到明顯降低，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性得到提高。
分析過(guò)程應(yīng)注意的一些問(wèn)題：
（1）選用密合性良好的玻璃具塞比色管;使用壓力蒸汽消毒器時(shí)，應(yīng)等自然冷卻后才能開閥放氣，以免比色管塞蹦出;使用壓力蒸汽消毒器時(shí)，應(yīng)配備調(diào)壓器，便于溫度調(diào)控。
（2）所用玻璃器皿先用濃度(1+ 9)鹽酸浸洗后，然后用自來(lái)水沖洗后，再用無(wú)氨水沖洗。
（3）必須使用分析純以上的過(guò)硫酸鉀試劑，且使用新的過(guò)硫酸鉀試劑前必須進(jìn)行空白檢驗(yàn)，當(dāng)空白吸光度大于0.05時(shí)，最好提純經(jīng)檢驗(yàn)合格后再使用。
（4）無(wú)氨水可以用密理博超純水機(jī)制得的二次水(電阻率為18.2MΩ·cm)；也可用通過(guò)強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹脂柱流出的去離子水。
（5）在進(jìn)行水樣分析時(shí)，取樣量應(yīng)滿足其中的總氮含量介于20— 80μg之間的要求。
（6）在用紫外分光光度計(jì)測(cè)定樣品時(shí)，應(yīng)選擇雙波長(zhǎng)同時(shí)測(cè)定波長(zhǎng)220、275nm吸光值，以免在測(cè)定過(guò)程中由于頻繁轉(zhuǎn)換波長(zhǎng)而使儀器不穩(wěn)定造成測(cè)定誤差。
（7）測(cè)定懸浮物較多的水樣時(shí)，在過(guò)硫酸鉀氧化加酸后仍渾濁時(shí)，遇到此種情況，可采取延長(zhǎng)靜置時(shí)間沉淀或用離心機(jī)分離，然后取上清液進(jìn)行上機(jī)測(cè)定，否則樣品測(cè)試值嚴(yán)重偏低。
（8）對(duì)于含有機(jī)氮高的工業(yè)廢水可采取減少取樣量或適當(dāng)延長(zhǎng)消解時(shí)間，以免消解不完全造成測(cè)試值偏低，消解樣品時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程，保證消解溫度在123—126℃之間，消解時(shí)間為60min。
