堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定水質(zhì)總氮過程中試劑因素的影響分析

溫州市龍灣區(qū)環(huán)境監(jiān)測站 吳耀，高瑞鏈

化學(xué)試劑是監(jiān)測分析中不可或缺的要素，化學(xué)試劑質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響監(jiān)測結(jié)果的準確性，化學(xué)試劑的種類有很多，有基準試劑、優(yōu)級純試劑、分析純試劑、色譜純試劑、光譜純試劑等，環(huán)境監(jiān)測對試劑有著較高的要求，許多項目對試劑的純度、規(guī)格都有著特定的要求?？偟撬w富營養(yǎng)化程度的重要指標之一，目前采用的堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定水質(zhì)總氮。在120～124℃條件下，堿性過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220nm和275nm處，分別測定吸光度A220和A275，按公式A＝A220-A275計算校正吸光度A，總氮含量與校正吸光度A成正比，總氮包含樣品中溶解態(tài)氮及懸浮物中氮的總和，包括亞硝酸鹽、硝酸鹽、無機銨鹽、溶解態(tài)氨及大部分有機含氮化合物中的氮。該方法對試劑空白值的要求非常嚴格，要求零濃度的校正吸光度應(yīng)小于0.030，而實驗用水、器皿和高壓蒸汽滅菌器的污染狀況對結(jié)果有直接的影響，其所需試劑過硫酸鉀和氫氧化鈉中的含氮量嚴重影響空白吸光值，導(dǎo)致空白實驗不易做好。標準中給出了氫氧化鈉、硫酸鉀試劑含氮量的檢測方法及規(guī)定的含氮量。目前市售的過硫酸鉀和氫氧化鈉質(zhì)量參差不齊，一些優(yōu)級純試劑標注其總氮量滿足要求，但在實際應(yīng)用過程中效果不佳，給分析工作中帶來一定困擾。此次試驗選擇了3種不同品牌的過硫酸鉀和氫氧化鈉來檢驗其質(zhì)量效果。

按照《水質(zhì)總氮的測定堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》（HJ 636—2012）配制堿性過硫酸鉀溶液（40.0g過硫酸鉀溶于600ml水中；另稱取15.0g氫氧化鈉溶于300ml水中。待氫氧化鈉溶液溫度冷卻至室溫后，混合兩種溶液定容至1000ml。試驗中選擇的3個不同廠家規(guī)格的過硫酸鉀和氫氧化鈉試劑，分別配置堿性過硫酸鉀溶液1、2、3。

表1 堿性過硫酸鉀溶液配制表

一、堿性過硫酸鉀1（過硫酸鉀1+氫氧化鈉1）

如表2。

表2 總氮標準曲線繪制結(jié)果

二、過硫酸鉀試劑2（過硫酸鉀2+氫氧化鈉2）

如表3。

表3 總氮標準曲線繪制結(jié)果

三、過硫酸鉀試劑3（過硫酸鉀3+氫氧化鈉3）

如表4。

表4 總氮標準曲線繪制結(jié)果

分別加入3種不同的堿性過硫酸鉀試劑，通過制定校準曲線，試驗結(jié)果顯示使用堿性過硫酸鉀1、堿性過硫酸鉀2的校準曲線空白校正吸光度分別為1.212和2.167，大大高于要求值，不符合要求，使用過硫酸鉀試劑3的曲線空白校準吸光度為0.024，小于0.030的要求值，符合要求，且校準曲線線性良好，相關(guān)系數(shù)0.9998。

四、為排除比色管、壓力鍋消解過程和分光光度計等條件差異問題得干擾，再次在兩個空白樣品中分別加入堿性過硫酸鉀1和堿性過硫酸鉀3，在同個高壓蒸汽滅菌器同時經(jīng)過消解測定吸光度（試驗結(jié)果見表5）

表5 試驗結(jié)果

結(jié)果顯示添加堿性過硫酸鉀1的空白吸光度為1.21，而添加堿性過硫酸鉀3的空白樣品吸光度為0.028，結(jié)果與之前一致。在比色管、壓力鍋處理過程和分光光度計等條件一致的情況下，氫氧化鈉和過硫酸鉀試劑是造成結(jié)果差異的原因。

五、為了確定堿性過硫酸鉀1和堿性過硫酸鉀2中影響空白吸光度的是過硫酸鉀還是氫氧化鈉，又將過硫酸鉀1和過硫酸鉀2與氫氧化鈉3分別配置，將過硫酸鉀3與氫氧化鈉1和氫氧化鈉2分別配置，分別進行空白試驗，堿性過硫酸鉀溶液配制方法（見表6），空白試驗結(jié)果（見表7）

表6 堿性過硫酸鉀溶液配制表

表7 空白試驗結(jié)果

試驗顯示：加入堿性過硫酸鉀4和堿性過硫酸鉀5的空白樣品吸光度為1.374和1.961，結(jié)果大大超過要求值，加入堿性過硫酸鉀6和堿性過硫酸鉀7的空白樣品吸光度為0.026和0.028，結(jié)果符合小于0.030要求。由此可以確定是使用的過硫酸鉀對空白結(jié)果造成影響，而此次選擇的3種不同的品牌規(guī)格的氫氧化鈉未對結(jié)果造成影響。

通過此次對不同廠家規(guī)格的過硫酸鉀和氫氧化鈉試劑的試驗，發(fā)現(xiàn)市場上的過硫酸鉀試劑，即使其標注含氮量小于0.0005%，但實際效果也不好，而選擇的氫氧化鈉試劑不管是分析純和還是優(yōu)級純都能符合要求，所以在分析總氮時要特別注意試劑的選用，尤其是過硫酸鉀，而試劑等級的標注與能否適用于總氮測定也沒有必然的聯(lián)系。

總氮分析中除了試劑的影響之外，同時要注意其他一些試驗環(huán)節(jié)中的因素避免實際工作中一些不必要的困擾，提高總氮分析的結(jié)果質(zhì)量和穩(wěn)定性。一是確保實驗用水、玻璃器皿、高壓蒸汽滅菌器、實驗室環(huán)境等沒有被氮源污染，可以有效避免出現(xiàn)總氮測定值“小于”氨氮測定值的異?，F(xiàn)象。二是要注意堿性過硫酸鉀的配制方法，過硫酸鉀較難溶水，可水浴加熱溶解，但水浴加熱需控制水浴溫度不要高于60℃，可先配制氫氧化鈉溶液，待其溫度降至室溫后再加入過硫酸鉀溶液。三是試樣在消解后開塞前，要先按住試管塞子將比色管進行顛倒混勻，然后再加鹽酸定容測定，可提高分析結(jié)果的準確性和穩(wěn)定性。

環(huán)境監(jiān)測中要嚴格把好試劑質(zhì)量關(guān)，杜絕使用劣質(zhì)的化學(xué)試劑，可采取一篩，二看、三試、四評的方法選出合格的試劑。環(huán)境監(jiān)測中對化學(xué)試劑有特定的要求，化學(xué)試劑質(zhì)量是影響環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一，對特定要求的試劑要開展質(zhì)量檢查，建立檔案，嚴格篩選，確保試劑滿足監(jiān)測分析要求。