HACH(DRB 200)型消解反應(yīng)器在廢水總氮測(cè)定中的應(yīng)用

馮緒坤 魏 薇 張 偉

(山東省南四湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心站， 山東 濟(jì)寧 272100)

HACH(DRB200)型消解反應(yīng)器在廢水總氮測(cè)定中的應(yīng)用

馮緒坤 魏 薇 張 偉

(山東省南四湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心站， 山東 濟(jì)寧 272100)

將HACH(DRB200)型消解反應(yīng)器運(yùn)用于紫外分光光度法測(cè)定水中總氮，通過(guò)探討測(cè)定過(guò)程中堿性過(guò)硫酸鉀溶液用量、鹽酸溶液用量、加熱溫度和加熱時(shí)間等影響因素，得到最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該優(yōu)化方法可節(jié)省堿性過(guò)硫酸鉀溶液和鹽酸溶液用量，升溫速度快，提高了分析效率，在0.25～5.00mg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，方法檢出限為0.03mg/L，實(shí)際水樣加標(biāo)回收率處于97.0%～104.0%之間，在準(zhǔn)確度、精密度以及最低檢出濃度方面均能滿(mǎn)足質(zhì)控要求。

HACH(DRB200)型反應(yīng)器；消解；總氮

堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法測(cè)定水中總氮[1]消解前期準(zhǔn)備需要用紗布固定塞子，該操作較耗時(shí)，而且消解時(shí)使用的高壓蒸汽滅菌器升溫速度慢。龍城梅[2]、郭姿珠[3]等人分別改進(jìn)了消解方法，本研究采用HACH(DRB 200)型消解反應(yīng)器，運(yùn)用于紫外分光光度法測(cè)定總氮，以期在滿(mǎn)足準(zhǔn)確度和精密度要求的前提下優(yōu)化消解程序，減少試劑消耗量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

哈希公司DRB200加熱器，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司TU-1901雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，Milli-Q Integral超純水機(jī)。

堿性過(guò)硫酸鉀、鹽酸及硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)貯備液配制方法均與HJ 636—2012相同。硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液：量取5.00 ml硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)貯備液至100 ml容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，混勻，臨用現(xiàn)配?？偟獦?biāo)準(zhǔn)樣品：GSBZ 50026-94 203225。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

將2.00 ml堿性過(guò)硫酸鉀溶液加入10 ml 比色管中，加入適量的水樣和超純水，擰緊比色管塞子，放入DRB200，120℃加熱30 min，自然冷卻至室溫后加入0.50 ml鹽酸溶液及3.50 ml超純水，分別測(cè)定試液在220 nm及275 nm波長(zhǎng)處的吸光度值。

2 結(jié)果與討論

2.1 堿性過(guò)硫酸鉀用量?jī)?yōu)化

取10支10 ml比色管，依次加入0.20、0.50、0.80、1.00、1.20、1.50、1.80、2.00、2.20、2.50 ml堿性過(guò)硫酸鉀溶液后均再加入4.00 ml超純水；另取10支10 ml比色管，依次加入0.20、0.50、0.80、1.00、1.20、1.50、1.80、2.00、2.20、2.50 ml堿性過(guò)硫酸鉀溶液后均再加入4.00 ml按照環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品規(guī)定程序稀釋后的總氮標(biāo)準(zhǔn)樣品。擰緊比色管塞子，放入DRB200，120℃加熱30 min鐘，自然冷卻至室溫后加入0.50 ml鹽酸溶液及3.50 ml超純水，分別測(cè)定試液在220 nm及275 nm波長(zhǎng)處的吸光度值(A220及A275)，根據(jù)A=A220-2A275分別計(jì)算空白吸光度值A(chǔ)b及樣品吸光度值A(chǔ)s后，計(jì)算出扣除空白后的樣品吸光度As-Ab，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 堿性過(guò)硫酸鉀用量?jī)?yōu)化測(cè)定結(jié)果

由表1可以看出，As-Ab在堿性過(guò)硫酸鉀用量V(K2S2O8)=2.00 ml時(shí)達(dá)到最大并穩(wěn)定，選用堿性過(guò)硫酸鉀溶液用量為2.00 ml。

2.2 加熱時(shí)間優(yōu)化

取12支10 ml比色管，均加入2.00 ml堿性過(guò)硫酸鉀溶液及4.00 ml超純水；再取12支10 ml比色管，均加入2.00 ml堿性過(guò)硫酸鉀溶液及4.00 ml按照環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品規(guī)定程序稀釋后的總氮標(biāo)準(zhǔn)樣品。擰緊比色管塞子，放入DRB200，120℃加熱，自然冷卻至室溫后加入0.50 ml鹽酸溶液及3.50 ml超純水，分別測(cè)定試液在220 nm及275 nm波長(zhǎng)處的吸光度值(A220及A275)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 加熱時(shí)間優(yōu)化測(cè)定結(jié)果

由表2可以看出，As-Ab在加熱時(shí)間t=30 min時(shí)達(dá)到穩(wěn)定，選用加熱時(shí)間為30 min。

2.3 鹽酸用量?jī)?yōu)化

取10支10 ml比色管，均加入2.00 ml堿性過(guò)硫酸鉀溶液及4.00 ml超純水；再取10支10 ml比色管，均加入2.00 ml堿性過(guò)硫酸鉀溶液及4.00 ml按照環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品規(guī)定程序稀釋后的總氮標(biāo)準(zhǔn)樣品。擰緊比色管塞子，放入DRB200，120 ℃加熱30 min，自然冷卻至室溫后分別加入0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60、0.70、0.80、0.90、1.00 ml鹽酸溶液及3.50ml超純水，分別測(cè)定試液在220 nm及275 nm波長(zhǎng)處的吸光度值(A220及A275)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 鹽酸用量?jī)?yōu)化測(cè)定結(jié)果

由表3可以看出，As-Ab在鹽酸用量V(HCl)為0.50 ml時(shí)達(dá)到穩(wěn)定，選擇鹽酸用量為0.50 ml。

2.4 加熱溫度的影響

取1支10 ml比色管，加入2.00 ml堿性過(guò)硫酸鉀溶液及4.00 ml超純水；再取1支10 ml比色管，加入2.00 ml堿性過(guò)硫酸鉀溶液及4.00 ml按照環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品規(guī)定程序稀釋后的總氮標(biāo)準(zhǔn)樣品。擰緊比色管塞子，放入DRB200，120℃加熱30 min，自然冷卻至室溫后分別加0.50 ml鹽酸溶液及3.50 ml超純水，分別測(cè)定試液在220 nm及275 nm波長(zhǎng)處的吸光度值(A220及A275)，重復(fù)上述步驟，改變加熱溫度，依次在121、122、123、124℃下加熱，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 不同加熱溫度測(cè)定結(jié)果

由表4可以看出，120～124℃之間測(cè)定結(jié)果趨于穩(wěn)定，選擇120℃作為加熱溫度。

2.5 工作曲線及方法檢出限

取7支10 ml比色管，加入2.00 ml堿性過(guò)硫酸鉀溶液后，按照表5加入超純水和硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液，擰緊比色管塞子，放入DRB200，120℃加熱30 min，自然冷卻至室溫后分別加0.50 ml鹽酸溶液及3.50 ml超純水，分別測(cè)定試液在220 nm及275 nm波長(zhǎng)處的吸光度值(A220及A275)，以總氮含量為橫坐標(biāo)，以As-Ab為縱坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線為Y=0.002+0.0272X，相關(guān)系數(shù)r=0.9997，表明在0.25～5.00 mg/L濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，平行測(cè)定了20份空白溶液吸光度，計(jì)算出S=0.000 3 mg/L，根據(jù)L=3S/K，計(jì)算得出該方法的檢出限為0.03 mg/L。

表5 硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)系列

2.6 精密度和加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

平行測(cè)定(n=3)1份總氮標(biāo)準(zhǔn)樣品、1份河流水樣、1份湖泊水樣、1份污水處理廠出口水樣和1份污水處理廠進(jìn)口水樣，并進(jìn)行了加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表6。

結(jié)果表明，水樣測(cè)定時(shí)RSD介于0.2～3.5之間，加標(biāo)回收率在97.0%～104.0%之間，滿(mǎn)足環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證的要求。

表6 精密度和加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果

表6(續(xù))

2.7 本方法和其他方法的比較

將本方法的線性范圍、校準(zhǔn)曲線、相關(guān)系數(shù)及檢出限與其他方法比較，結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 本方法與其他方法比較

3 結(jié)論

本方法使用HACH(DRB 200)型消解反應(yīng)器設(shè)定加熱程序后，反應(yīng)管放入加熱器之前只需要擰緊與比色管配套的瓶塞，HACH(DRB 200)型消解反應(yīng)器升溫速度較快，在滿(mǎn)足環(huán)境監(jiān)測(cè)要求的準(zhǔn)確度和精密度要求的前提下減少了分析時(shí)間、堿性過(guò)硫酸鉀用量、鹽酸用量及樣品用量。

[1] HJ636—2012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[S].

[2] 龍城梅，張瑜.水中總氮測(cè)定消解方法的改進(jìn)[J].環(huán)?？萍?，2011,17(1)：41-43.

[3] 郭姿珠，鄧飛躍，雍伏曾.水中總氮測(cè)定方法的改進(jìn)[J].中國(guó)給水排水，2007,23(22):82-84.

[4] HJ667—2013水質(zhì)總氮的測(cè)定連續(xù)流動(dòng)-鹽酸萘乙二胺分光光度法[S].

[5] HJ668—2013水質(zhì)總氮的測(cè)定流動(dòng)注射-鹽酸萘乙二胺分光光度法[S].

[6] HJ/T199—2005水質(zhì)總氮的測(cè)定氣相分子吸收光譜法[S].

Application of HACH(DRB 200)in determination of Total Nitrogen in water

Feng Xukun， Wei Wei，Zhang Wei

(Shandong Nansi Lake Environmental Monitoring Station, Jining 272100，China)

The optimization for the determination of total nitrogen in water by Alkaline potassium persulfate UV spectrophotometer using HACH (DRB 200) has been researched. The analytic procedure was optimized with respect to the amount of alkaline potassium persulfate and hydrochloric acid, temperature and time for heating. Linear calibration curve was obtained for total nitrogen in range from 0.25 mg/L to 5.00 mg/L. The detection limit obtained for total nitrogen was found to be 0.03 mg/L. The method was verified by spiked water sample and the recovery rate fell in 97.0%-104.0%. The method could meet the requirements in quality control of accuracy, precision and concentration detection limit.

HACH(DRB 200)；digestion; total nitrogen

2014-09-11；2014-10-23修回

馮緒坤，男，1982年生，工程師，研究方向：水質(zhì)監(jiān)測(cè)。E-mail：155348117@qq.com

魏薇，女，工程師，研究方向：水質(zhì)監(jiān)測(cè)。E-mail：396114173@qq.com

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