1、2016年杭州市環(huán)監(jiān)系統(tǒng)內(nèi)部培訓(xùn)會堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定水中總氮的影響因素探討10%01方法原理與實驗要點60%03影 響 因素探討30%02注意事項主要內(nèi)容10%01方法原理與實驗要點第一部分在60以上的水溶液中，過硫酸鉀會分解產(chǎn)生硫酸氫鉀和原子態(tài)氧，硫酸氫鉀在溶液中離解而產(chǎn)生氫離子，故在氫氧化鈉的堿性介質(zhì)中可促使分解過程趨于完全。分解出的原子態(tài)氧在120-124條件下，可使水樣中含氮化合物的氮元素轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，并且在此過程中有機物同時被氧化分解。可用紫外分光光度法于波長220和275nm處，分別測定吸光度A220及A275，按A= A220-2A275計算校正吸光度A。按A的值

2、查校準曲線并計算總氮(以NO3N計)含量。 1.1 總氮樣品可貯存在玻璃瓶中。在水樣采集后立即放入冰箱中或低于4的條件下保存，但不得超過24h。水樣放置時間較長時，可在1000mL水樣中加入約0.5mL 硫酸，酸化到pH值小于2，并盡快測定。但分析樣品時需用氫氧化鈉溶液和硫酸溶液調(diào)節(jié)pH至59。 1.2 本方法對試劑純度、實驗條件控制等要求比較嚴格，實驗空白要達到校正吸光度小于0.030的要求。實驗時要注意A275與A220的比值，一旦出現(xiàn)A275/A22020%的情況，一般懷疑是試劑或水的純度有問題，應(yīng)當(dāng)立即檢查。注意1、水樣pH要調(diào)節(jié)至592、實驗空白校正吸光度應(yīng)小于0.030 1.3 消

3、解液中需要加入1.0mL（1+9）鹽酸溶液。在消解過程中，堿性過硫酸鉀溶液中的OH-大部分與過硫酸鉀分解產(chǎn)生的H+中和，但可能會有少量OH-剩余，而OH-在220nm波長處有吸收，會干擾測定，因此加入鹽酸溶液以中和剩余OH- ，消除干擾。另外也可以減少碳酸根的干擾！ 1.4 水樣消解后如果出現(xiàn)渾濁、有顆粒物，應(yīng)離心或者靜置過夜自然沉降后取上清液比色分析。注意最好不要抽濾，抽濾容易最好不要抽濾，抽濾容易讓結(jié)果偏讓結(jié)果偏低低8.02-16.4%。（。（6次重復(fù)實驗）次重復(fù)實驗）多次實驗表明：靜置過夜12小時，結(jié)果比離心偏低8-11%左右，偏低的原因在于275nm處的吸收峰比較高，靜置過夜24小時，

4、結(jié)果偏低2-5%左右，所以靜置過夜最好是24小時。離心涉及到轉(zhuǎn)速和時間，實驗表明4000轉(zhuǎn)，15-20分鐘能保證離心的效率。30%02注意事項第二部分2.1 實驗環(huán)境的控制注意事項1 1 本實驗要在無氨環(huán)境下進行，不能與用氨水、硝酸以及其他氨鹽類試劑的分析項目安排在一個實驗室內(nèi)，否則會使測定結(jié)果偏高。2 2所用的器皿如壓力蒸汽消毒器或者高壓滅菌鍋、比色管、紗布等均應(yīng)清洗干凈，特別是做完高濃度樣品后，影響更大。2.2 實驗用水對空白值的影響注意事項 總氮的實驗過程中對水的要求較為嚴格，國家標準測定方法要求整個總氮分析過程要使用無氨水，其制備方法可采用酸化蒸餾。我們現(xiàn)在一般用超純水代替無氨水，且測

5、定效果好。 另外，由于實驗室中氨水、硝酸和其他氨鹽等試劑易揮發(fā)出氨氣，重新溶解到實驗用水中，經(jīng)加熱氧化后生成硝酸鹽使空白值偏高，因此在實驗中最好選擇剛制備的超純水。2.3 試驗用玻璃器皿的潔凈度注意事項 試驗用玻璃器皿的潔凈程度對空白值也有一定程度的影響。消解過程中，玻璃壁上難以清洗的有機物及其他物質(zhì)混入介質(zhì)中而使空白試驗值偏大。用酸浸泡玻璃器皿，且玻璃器皿清洗干凈后一定要控干后使用，可使空白吸光度值低于0.020 。實驗室最好準備兩套器皿用于高低濃度水樣的測定，以防低濃度樣品被沾污。放置時間過長的玻璃器皿拿來使用前應(yīng)該重新刷洗干凈后再使用。可分別稱取過硫酸鉀和氫氧化鈉，兩者分開配制，再混合定

6、容（HJ 6362012）1 12 2先配制氫氧化鈉溶液，待其溫度降到室溫（或者30 左右）后再加入過硫酸鉀溶解。2.4 試劑的配制、存放注意事項 堿性過硫酸鉀的配制過程十分重要，絕不能盲目加熱，加熱最好采用水浴加熱法，且水浴溫度一定要低于60 ，否則過硫酸鉀會分解失效。 配制該溶液方法1、配制過程要緩慢加水，同時不斷攪拌。2、試劑過硫酸鉀易吸潮，放出氧氣，因此，為防止失效最好將其放在干燥的環(huán)境中。注意注意實驗表明，室溫25下，在 1 000 mL燒杯中，15 g氫氧化鈉溶于400 mL水，攪拌15秒后最高水溫為38左右，可用該溶解熱來溶解過硫酸鉀，不會讓過硫酸鉀分解。2.5 實驗室用水及試劑

7、的質(zhì)量檢驗注意事項 （1）水的檢驗：將所有待選的實驗室用水用石英比色皿分別在220nm和275nm波長處測其吸光度，按A2202A275對其吸光度進行修正，以修正后吸光度值最小的水為實驗用水，要達到校正吸光度小于0.030。 （2）試劑檢驗：將所有待檢的過硫酸鉀、氫氧化鈉按其在實驗時消解定容后的溶液中的含量分別配成相應(yīng)溶液濃度的溶液，以該溶液作為樣品，分別測定其氨氮、硝酸鹽氮的吸光度，選擇吸光度最低者可用。2.6 堿性過硫酸鉀溶液的影響注意事項 （1）影響實驗空白的最主要因素是過硫酸鉀的純度，過硫酸鉀純度高，空白值較低，氧化性較強；測定過硫酸鉀的空白值小于0.030時，可認為氧化劑的純度達到要

8、求；當(dāng)空白值偏高時則認為氧化劑純度偏低。過硫酸鉀試劑的質(zhì)量直接影響總氮測定的結(jié)果，故對不同廠家的不同批號的過硫酸鉀試劑均需進行空白檢驗，才可投入使用。第三部分的影響因素探討中將介紹過硫酸鉀溶液的影響2.6 堿性過硫酸鉀溶液的影響注意事項 （2）研究發(fā)現(xiàn)，隨著堿性過硫酸鉀濃度的增高，其空白值也相應(yīng)增大。故在樣品測定過程中，應(yīng)在保證消解完全的前提下，選擇盡可能少的堿性過硫酸鉀。 （3）堿性過硫酸鉀存放時間過長，也會影響到測定結(jié)果。堿性過硫酸鉀存放3天對結(jié)果基本無影響，存放7天以上就會有較大偏差，故堿性過硫酸鉀配置好后不能放置超過7天（特別在夏天），最好不超過3天。另有文獻研究發(fā)現(xiàn)，在恒溫箱(20)

9、內(nèi)存放一周的堿性過硫酸鉀溶液與新配制的溶液對標樣作對比測定，結(jié)果之間無顯著性差異，故可置恒溫箱內(nèi)保存。2.7 消解時間和溫度的控制注意事項 （1）過硫酸鉀在220nm波長處有強吸收，當(dāng)過硫酸鉀分解不完全（即使剩余1%）時都會嚴重干擾測定。過硫酸鉀是否消解完全主要取決于消解時間的控制，因此一定要等消解溫度達到120后持續(xù)消解30min（有人建議40-45min），才能使過硫酸鉀分解完全。在測定過程中，如果空白偏高，而其他影響因素可以排除時，要考慮過硫酸鉀是否分解完全，必要時增加消解時間后進行測定。 （2）消解溫度的控制中，壓力蒸汽消毒器或者高壓滅菌鍋的溫度必須嚴格控制在120-124間，相應(yīng)壓力

10、為1.1-1.4kg/cm3，如果壓力不足，會造成過硫酸鉀分解不完全，致使空白值過高。2.7 消解時間和溫度的控制注意事項 （3）使用壓力和溫度控制比較好的壓力蒸汽消毒器或者高壓滅菌鍋，并定期校核壓力表。使用民用壓力鍋時，應(yīng)檢查橡膠密封圈，使不致漏氣而減壓。為了獲得較好的實驗結(jié)果，高壓鍋最好僅供總氮總磷測定使用，不做其他(如細菌測定試劑的消毒，這個影響最大)，而且每次消解前對高壓鍋進行清洗，更換里面的水。注意校核壓力也需要質(zhì)檢院這些有資質(zhì)的機構(gòu)出具校準報告。2.8 廢水中NH3-N值高于總氮值注意事項 NH3-N 是水中的氨態(tài)氮含量，總氮是水中的有機氮和無機氮的含量之和，理論上同一水樣的NH3

11、-N值不可能高于總氮值，而在實際測定時，如果廢水中氨態(tài)氮的含量較高，則易出現(xiàn)NH3-N值略高于總氮值現(xiàn)象。部分人認為這種現(xiàn)象的初步原因是在堿性介質(zhì)中，氨態(tài)氮以氨氣形式逸散在比色管氣相中，此時測出的總氮是NO3-N、NO2-N及部分NH3-N之和。第三部分將介紹氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮的效率實驗2.9 地表水樣品硝酸鹽氮略高于總氮 注意事項 硝酸鹽氮通常是含氮有機物經(jīng)無機化作用后最終的分解產(chǎn)物，總氮是水中的有機氮和無機氮的含量之和，理論上同一水樣的硝酸鹽氮值不可能高于總氮值，而在實際測定時，如果地表水中硝酸鹽氮的含量非常高時，則有時會出現(xiàn)硝酸鹽氮值略高于總氮值現(xiàn)象。當(dāng)然，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的概率還是比較低，

12、原因也比較難分析，為此第三部分的影響因素探討中將初步探尋可能潛在原因。第三部分將初步探尋硝酸鹽氮值高于總氮值的可能原因2.10 干擾的消除注意事項 （1）水樣中含有六價鉻離子及三價鐵離子時，可加入5鹽酸羥胺溶液lmL2mL以消除其對測定的影響。 （2）碘離子及溴離子對測定有干擾。測定20g硝酸鹽氮時，碘離子含量相對于總氮含量的0.2倍時無干擾；溴離子含量相對于總氮含量的3.4倍時無干擾。 （3）碳酸鹽及碳酸氫鹽對測定的影響，在加入一定量的鹽酸后可消除。2.10 干擾的消除注意事項 （4）測定懸浮物較多的水樣時，在過硫酸鉀氧化后可能出現(xiàn)沉淀。遇此情況，可吸取氧化后的上清液進行紫外分光光度法測定。

13、 （5）某些含氮有機物在方法消解條件下不能完全轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，也會使測定結(jié)果低于實際值。 （6）由于校正吸光度計算公式為經(jīng)驗公式，因此有些樣品不能使用本方法測定，可以采用氣相分析光譜法或酚二磺酸分光光度法測定。 A= A220-2A275為經(jīng)驗公式，哪些復(fù)雜樣品會不適合？離心或靜置過夜第三部分將介紹堿性過硫酸鉀對有機氮的消解能力實驗2.11 消解后開塞前顛倒混勻?注意事項 在標準HJ 6362012中，試樣在消解后開塞 前，增加顛倒混勻操作步驟。有部分人認為，增加顛倒混勻步驟后，空白值和樣品測定結(jié)果會更穩(wěn)定。也有部分人認為消解后開塞前混不混勻?qū)y定結(jié)果并不存在差異，反而顛倒混勻，瓶塞容易掛液，

14、給操作帶來不便。經(jīng)過多次實驗，個人認為顛倒混勻加不加這個動作對實驗結(jié)果影響不大。注意注意60%03影 響 因素探討第三部分偶有發(fā)生的偶有發(fā)生的地表水地表水樣樣品中總品中總氮氮略低于略低于硝酸硝酸鹽氮、鹽氮、廢水樣品中總廢水樣品中總氮氮略低于略低于氨氮氨氮現(xiàn)象？現(xiàn)象？實驗實驗用水用水影響因素探討過硫酸鉀對測定過硫酸鉀對測定結(jié)果影響結(jié)果影響氨氮氨氮轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化硝酸鹽氮硝酸鹽氮效率效率實驗實驗堿性過硫酸鉀消解能力實驗堿性過硫酸鉀消解能力實驗總氮質(zhì)控樣成分分析總氮質(zhì)控樣成分分析實際水樣分析實際水樣分析1由美國密理博A10 超純水系統(tǒng)制備的超純水，校正值為0.014，為最優(yōu)。2新國產(chǎn)超純水國產(chǎn)設(shè)備新制備的超

15、純水，校正值為0.0153舊國產(chǎn)超純水4哇哈哈純凈水3.1 影響因素探討-實驗用水.密封保存的國產(chǎn)設(shè)備制備的超純水， ，校正值為0.016校正值為0.017過過硫酸鉀品質(zhì)硫酸鉀品質(zhì)的好壞，直接決定空的好壞，直接決定空白吸光度及數(shù)據(jù)是否達標。已有實白吸光度及數(shù)據(jù)是否達標。已有實驗證明多數(shù)國產(chǎn)廠家過硫酸鉀的空驗證明多數(shù)國產(chǎn)廠家過硫酸鉀的空白吸光度值直接超出白吸光度值直接超出HJ HJ 636-2012636-2012質(zhì)質(zhì)控要求。控要求。建議建議總總氮所用的過硫酸鉀采用氮所用的過硫酸鉀采用德國德國默克默克、S Sigmaigma、FlukaFluka等等公司公司生產(chǎn)的生產(chǎn)的過硫酸鉀過硫酸鉀試劑試劑，

16、其，其空白值空白值均能滿足均能滿足要求要求。國藥集團生產(chǎn)的過硫酸鉀試國藥集團生產(chǎn)的過硫酸鉀試劑劑(GR(GR) )是否符合要求？看批次。是否符合要求？看批次。3.2 影響因素探討-過硫酸鉀對測定結(jié)果的影響01010202樣樣 品品 編編 號號吸光度吸光度AA校校A校校-A空白空白樣品含量樣品含量加標量加標量氧化效率氧化效率A220A275（A220-2 A275）A空白=0.023( g )( g)(%)氨氮氨氮100ug0.953 0.004 0.945 0.922 89.6100.000 89.6 0.951 0.004 0.943 0.920 89.4100.000 89.4 氨氮氨氮5

17、0ug0.517 0.004 0.509 0.486 47.350.000 94.6 0.515 0.005 0.505 0.482 46.950.000 93.8 氨氮氨氮10ug0.140 0.008 0.124 0.101 9.9010.000 99.0 0.137 0.007 0.123 0.100 9.8110.000 98.1 氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮的效率實驗1高高中中低低3.3 影響因素探討-氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮的效率實驗在總氮的曲線在總氮的曲線范圍范圍0-100 g內(nèi)內(nèi)，氨氮，氨氮含量增加確實會使含量增加確實會使回收效率變低，但回收效率變低，但回收率均回收率均大于大于89%。10mL

18、水樣中加入水樣中加入100 g、50 g、10 g三個水平的氨氮三個水平的氨氮3.3 影響因素探討-氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮的效率實驗樣樣 品品 編編 號號吸光度吸光度AA校校A校校-A空白空白樣品含量樣品含量加標量加標量氧化效率氧化效率A220A275（A220-2 A275）A空白=0.023( g )( g)(%)氨氮氨氮100ug0.951 0.005 0.941 0.918 89.2100.000 89.2氨氮氨氮90ug硝酸鹽氮硝酸鹽氮10ug0.972 0.004 0.964 0.941 91.5100.000 91.5 氨氮氨氮75ug硝酸鹽氮硝酸鹽氮25ug0.989 0.008

19、0.973 0.950 92.3100.000 92.3氨氮氨氮50ug硝酸鹽氮硝酸鹽氮50ug1.015 0.006 1.003 0.980 95.2100.000 95.2氨氮氨氮25ug硝酸鹽氮硝酸鹽氮75ug1.035 0.007 1.021 0.998 97.0100.000 97.0氨氮氨氮10ug硝酸鹽氮硝酸鹽氮90ug1.038 0.004 1.030 1.007 97.9100.000 97.9 硝酸鹽氮硝酸鹽氮100ug1.052 0.005 1.042 1.019 99.0100.000 / 氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮的效率實驗2在總氮的曲線范圍內(nèi)，氨氮在總氮的曲線范圍內(nèi)，氨氮轉(zhuǎn)

20、化為硝酸鹽氮的效率轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮的效率一般一般要要大于大于89%，氨氮，氨氮：硝酸鹽硝酸鹽氮氮比值比值越低其轉(zhuǎn)化率越高。越低其轉(zhuǎn)化率越高。所以廢水樣品氨氮明顯高于所以廢水樣品氨氮明顯高于總氮總氮時，不應(yīng)該簡單地歸結(jié)時，不應(yīng)該簡單地歸結(jié)于堿性過硫酸鉀較低的氧化于堿性過硫酸鉀較低的氧化能力。能力。3.3 影響因素探討-氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮的效率實驗樣樣 品品 編編 號號吸光度吸光度AA校校A校校-A空白空白樣品含量樣品含量加標量加標量氧化效率氧化效率A220A275（A220-2 A275）A空白=0.023( g )( g)(%)DMF 100ug0.944 0.020 0.905 0.882 8

21、5.7100.000 85.70.948 0.014 0.920 0.897 87.2100.000 87.2 DMF 50ug0.542 0.018 0.506 0.483 47.050.000 94.0 0.546 0.014 0.518 0.495 48.250.000 96.4 DMF 10ug0.159 0.018 0.121 0.098 9.6110.000 96.1 0.162 0.018 0.126 0.103 10.110.000 101表4-1 DMF轉(zhuǎn)化率實驗對DMF、三甲胺、DL-甲硫氨基酸、苯胺、硝基苯等5類化合物進行有機氮消解能力實驗，其中DMF、三甲胺代表低碳有機

22、氮，DL-甲硫氨基酸代表氨基酸類有機氮，苯胺、硝基苯代表芳香烴類有機氮。曲線范圍內(nèi)對DMF氧化效率大于85.7%。高高中中低低3.4 影響因素探討-堿性過硫酸鉀消解能力實驗樣樣 品品 編編 號號吸光度吸光度AA校校A校校-A空白空白樣品含量樣品含量加標量加標量氧化效率氧化效率A220A275（A220-2 A275）A空白=0.023( g )( g)(%)三甲胺三甲胺100ug0.792 0.018 0.756 0.733 71.3100.000 71.3 0.766 0.014 0.738 0.715 69.5100.000 69.5三甲胺三甲胺50ug0.418 0.011 0.396

23、0.373 36.350.000 72.6 0.425 0.014 0.397 0.374 36.450.000 72.8三甲胺三甲胺10ug0.124 0.010 0.104 0.081 7.9610.000 79.6 0.129 0.011 0.107 0.084 8.2510.000 82.5表4-2 三甲胺轉(zhuǎn)化率實驗三甲胺具有叔胺的典型性質(zhì)，包括成鹽、氧化，三甲胺的結(jié)構(gòu)還是較為穩(wěn)定。曲線范圍內(nèi)，堿性過硫酸鉀對三甲胺的氧化效率大于69.5%。3.4 影響因素探討-堿性過硫酸鉀消解能力實驗樣樣 品品 編編 號號吸光度吸光度AA校校A校校-A空白空白樣品含量樣品含量加標量加標量氧化效率氧化效

24、率A220A275（A220-2 A275）A空白=0.023( g )( g)(%)DL-DL-甲硫氨甲硫氨基酸基酸100ug0.480 0.005 0.470 0.447 43.5100.000 43.5 0.470 0.004 0.462 0.439 42.7100.000 42.7 DL-DL-甲硫氨甲硫氨基酸基酸50ug0.249 0.004 0.241 0.218 21.350.000 42.6 0.270 0.005 0.260 0.237 23.150.000 46.2DL-DL-甲硫氨甲硫氨基酸基酸10ug0.095 0.003 0.089 0.066 6.5010.000

25、65.00.091 0.003 0.085 0.062 6.1210.000 61.2表4-3 DL-甲硫氨基酸轉(zhuǎn)化率實驗甲硫氨基酸是構(gòu)成人體的必需氨基酸之一，參與蛋白質(zhì)合成。曲線范圍內(nèi)，堿性過硫酸鉀對DL-甲硫氨基酸氧化效率為42.7-65.0%，氧化能力一般。3.4 影響因素探討-堿性過硫酸鉀消解能力實驗樣樣 品品 編編 號號吸光度吸光度AA校校A校校-A空白空白樣品含量樣品含量加標量加標量氧化效率氧化效率A220A275（A220-2 A275）A空白=0.023( g )( g)(%)苯胺苯胺 100ug0.974 0.009 0.956 0.933 90.7100.000 90.7

26、0.961 0.011 0.939 0.916 89.0100.000 89.0 苯胺苯胺 50ug0.525 0.010 0.505 0.482 46.950.000 93.80.519 0.010 0.499 0.476 46.350.000 92.6 苯胺苯胺 10ug0.142 0.008 0.126 0.103 10.110.000 101 0.138 0.008 0.122 0.099 9.7110.000 97.1 表4-4 苯胺轉(zhuǎn)化率實驗苯胺是最重要的芳香族胺之一。主要用于制造染料、藥物、樹脂。曲線范圍內(nèi)，堿性過硫酸鉀對苯胺氧化效率為89.0-101%，氧化能力很強。3.4 影

27、響因素探討-堿性過硫酸鉀消解能力實驗樣樣 品品 編編 號號吸光度吸光度AA校校A校校-A空白空白樣品含量樣品含量加標量加標量氧化效率氧化效率A220A275（A220-2 A275）A空白=0.023( g )( g)(%)硝基苯硝基苯 100ug3.723 6.207 -8.691 -8.714 -845.92100.000 -845 3.568 6.221 -8.874 -8.897 -863.69100.000 -863 硝基苯硝基苯50ug3.131 4.624 -6.117 -6.140 -596.0250.000 -1192 3.106 4.515 -5.924 -5.947 -5

28、77.2850.000 -1154 硝基苯硝基苯10ug2.738 2.942 -3.146 -3.169 -307.5710.000 -3075 2.715 2.938 -3.161 -3.184 -309.0310.000 -3090 表4-5硝基苯轉(zhuǎn)化率實驗硝基苯是苯分子中一個氫原子被硝基取代而生成的化合物，它在水中具有極高的穩(wěn)定性。曲線范圍內(nèi)，堿性過硫酸鉀對硝基苯氧化效率小于-845%，未消解的硝基苯存在負干擾。3.4 影響因素探討-堿性過硫酸鉀消解能力實驗對DMF、三甲胺、DL-甲硫氨基酸、苯胺、硝基苯等5類化合物進行有機氮消解能力實驗，其中對苯胺、 DMF氧化效率較好，對三甲胺、DL-甲硫氨基酸氧化效率一般，硝基苯存在負干擾。3.4 影響因素探討-堿性過硫酸鉀消解能力實驗-1000%-900%-800%-700%-600%-500%-400%-300%-200%-100%0%100%DMF 三甲胺三甲胺DL-甲硫氨基酸甲硫氨基酸苯胺苯胺 硝基苯硝基苯 對未消解的質(zhì)控樣203223、203225、203226、2003227（以前批次）測定氨氮和硝酸鹽氮，結(jié)果表明總氮質(zhì)控樣未含上述兩個物質(zhì)，而在離子色譜圖中出現(xiàn)大量乙酸根離子，結(jié)合氨基乙酸在