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水體中的氮通常以無機(jī)態(tài)氮和有機(jī)態(tài)氮這兩種形式 存在，其含量的總和被稱為水體的總氮。總氮是反映水 體水質(zhì)和富營(yíng)養(yǎng)化程度的重要指標(biāo)。正常情況下，天然 水中的總氮含量不高，但由于人類活動(dòng)中大量生活、農(nóng) 田和工業(yè)污水的排放，天然水中的總氮含量增加，導(dǎo)致 水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，例如“赤潮”、 “水華”等現(xiàn)象。 因此，必須控制水體中的總氮含量。常用的是堿性過 硫酸鉀消解紫外分光光度法測(cè)定水和廢水中總氮的含 量。但該方法受比色管篩選、過硫酸鉀試劑、實(shí)驗(yàn)用水、消解溫度、消解時(shí)間、冷卻時(shí)間、待測(cè)樣品的稀釋、波 長(zhǎng)定位的準(zhǔn)確性等多個(gè)影響因素的影響，在實(shí)際測(cè)定過 程中，常出現(xiàn)空白值高、測(cè)定值準(zhǔn)確度低和重復(fù)性較差 的問題。
1 紫外分光光度法原理
測(cè)定水體中的總氮含量，是指測(cè)定水體取樣中溶解 態(tài)氮和他相關(guān)的懸浮物中氮的總和，主要有亞硝酸鹽氮、 溶解態(tài)氨、硝酸鹽氮、無機(jī)銨鹽及其大部分有機(jī)含氮化合物中的氮的總量。采用紫外分光光度法測(cè)定水質(zhì)總氮， 主要是依據(jù)堿性過硫酸鉀溶液在 120~124℃環(huán)境下能把 樣品里含氮化合物轉(zhuǎn)化為硝酸鹽這一基本化學(xué)原理。紫 外分光光度法會(huì)在波長(zhǎng) 220nm、275nm 處，分別做吸光 度 A220、A275 測(cè)定，然后根據(jù)公式 ：A =A220-2A275， 吸光度 A 校正進(jìn)行計(jì)算。后利用總氮與校正吸光度 A 之間存在的正比關(guān)系，進(jìn)行總氮（N）含量的計(jì)算。
2 紫外分光光度法測(cè)定水質(zhì)總氮的影響因素
在紫外分光光度法測(cè)定水質(zhì)總氮的實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí) 驗(yàn)用水、過硫酸鉀、消解時(shí)間、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境與實(shí)驗(yàn)器皿 和波長(zhǎng)定位的準(zhǔn)確性等因素均會(huì)對(duì)終總氮含量的結(jié)果 產(chǎn)生影響。 2.1 實(shí)驗(yàn)用水 實(shí)驗(yàn)用水是紫外分光光度法進(jìn)行水質(zhì)總氮測(cè)定過程 中，影響空白值的吸光度高低的重要影響因素。將不同 的水配置而成的堿性過硫酸鉀溶液的配置用作實(shí)驗(yàn)用水 進(jìn)行總氮測(cè)定，會(huì)對(duì)空白值吸光度值產(chǎn)生很大的影響。 例如，用超純水對(duì)堿性過硫酸鉀溶液進(jìn)行配置而用作實(shí) 驗(yàn)用水，其空白試驗(yàn)吸光度值可達(dá)到 0.4 以上，而用重 蒸餾無氨水進(jìn)行堿性過硫酸鉀溶液的配置，其空白試驗(yàn) 吸光度值可以穩(wěn)定在小于 0.03 的范圍內(nèi)，甚至有時(shí)效果 好到 0.02。因此，若要提高紫外分光光度法測(cè)定總氮的 結(jié)果度，建議采用新鮮的無氨水作為實(shí)驗(yàn)用水進(jìn)行 堿性過硫酸鉀溶液的配置。 2.2 過硫酸鉀 在采用紫外分光光度法測(cè)定水質(zhì)總氮的實(shí)驗(yàn)中，堿 性過硫酸鉀是影響測(cè)定結(jié)果的重要因素，其影響主要可 以歸因于過硫酸鉀的質(zhì)量、過硫酸鉀的配置與過硫酸鉀 的存儲(chǔ)時(shí)間等三個(gè)方面。 過硫酸鉀試劑的純度會(huì)對(duì)空白試驗(yàn)值的高低及測(cè)定 結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生直接影響。一般純的過硫酸鉀中，其 總氮含量高不會(huì)超過 0.0045%，但不同廠家及批號(hào)的 過硫酸鉀試劑含氮量存在差異。未達(dá)標(biāo)的那些試劑用于 實(shí)驗(yàn)，就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)空白試驗(yàn)值偏高的問題。因此，若 要保證總氮測(cè)定的度，就需要采用質(zhì)量好的過硫酸 鉀試劑，若試劑質(zhì)量無法達(dá)到要求，則需要對(duì)其采用重 結(jié)晶法進(jìn)行提純。 堿性過硫酸鉀的配置過程是總氮測(cè)定實(shí)驗(yàn)中至關(guān)重 要的一個(gè)環(huán)節(jié)，一旦掌握出錯(cuò)，則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)中的消解 效果，對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生影響。配置方法主要有以下兩種： 一是采取分別配置法，將過硫酸鈉和氫氧化鈉分開配置， 再在室溫下進(jìn)行混合 ；二是先配置氫氧化鈉溶液，待冷 卻到室溫時(shí)再將過硫酸鉀溶解其中。堿性過硫酸鉀的配 置過程中，不僅過硫酸鉀試劑的質(zhì)量十分重要，氫氧化 鈉的選擇也值得重視。實(shí)際配置中，不論哪種配置方法， 為防止過硫酸鉀在高溫下分解失效，在溶解過硫酸鉀時(shí)， 若要加速溶解過硫酸鉀，都必須要采用水溫低于 60℃的 水浴加熱法進(jìn)行加熱。 過硫酸鉀在總氮測(cè)定實(shí)驗(yàn)中作為氧化劑，其濃度會(huì) 影響測(cè)定結(jié)果的。因此，過硫酸鉀需要進(jìn)行避光低溫保 存。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定，其存儲(chǔ)時(shí)間一般不能超過 7d， 為短于3d或現(xiàn)配現(xiàn)用，以防影響測(cè)定結(jié)果的度。 過硫酸鉀的儲(chǔ)存時(shí)間還會(huì)對(duì)總氮測(cè)定中的空白值產(chǎn)生一定的影響，若儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)于 3d，空白值也會(huì)隨之增大。 2.3 消解時(shí)間 堿性過硫酸鉀在 220nm 處存在較大的吸收峰，因此 若其在消解過程中未分解*，則可能會(huì)影響樣品吸光 度的測(cè)定結(jié)果。不同的加熱時(shí)間測(cè)定的堿性過硫酸鉀產(chǎn) 生的吸光度也不同。標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定的加熱時(shí)間為 30min， 但根據(jù)實(shí)驗(yàn)，若保持消解的溫度在 120~140℃，堿性過 硫酸鉀的消解時(shí)間需要達(dá)到 50min 以上，其吸光度才會(huì) 降至到較低水平并保持穩(wěn)定。因此，紫外分光光度法測(cè) 定總氮過程中，加熱消解時(shí)間需要適當(dāng)延長(zhǎng)，以 50min 為消解時(shí)間。 2.4 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境與實(shí)驗(yàn)器皿 紫外分光光度法測(cè)定水質(zhì)總氮的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)環(huán)境 與實(shí)驗(yàn)器皿的清潔度也是影響測(cè)定結(jié)果的影響因素之 一。在實(shí)驗(yàn)過程中，需要嚴(yán)格避免實(shí)驗(yàn)中氮的交叉污染， 不能與其他使用到銨鹽類試劑的實(shí)驗(yàn)一共進(jìn)行，也需要 遠(yuǎn)離廁所，防止強(qiáng)揮發(fā)性的氨水蒸發(fā)入空氣重新溶解于 樣品中，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高。實(shí)驗(yàn)中的玻璃器皿均需要 用體積分?jǐn)?shù)為 10% 的鹽酸溶液、超純水和無氨水順序進(jìn) 行清洗，保證實(shí)驗(yàn)器皿不被污染，影響總氮測(cè)定結(jié)果。 2.5 波長(zhǎng)定位的準(zhǔn)確性 紫外分光光度法測(cè)定總氮過程中，需要同時(shí)測(cè)定樣 品 220nm 和 275nm 波長(zhǎng)處的吸光值。但在實(shí)際操作中， 使用手動(dòng)調(diào)節(jié)波長(zhǎng)的紫外分光光度儀測(cè)定總氮時(shí)，每次 需來回手動(dòng)調(diào)節(jié)波長(zhǎng)，每次調(diào)節(jié)后波長(zhǎng)的*復(fù)位十分 困難，所以必然會(huì)在波長(zhǎng)定位環(huán)節(jié)產(chǎn)生一定的人為誤差。 因此，建議采用雙波長(zhǎng)紫外分光光度計(jì)進(jìn)行不同波長(zhǎng)處 吸光值的測(cè)定，既快速方便又能有效避免調(diào)整波長(zhǎng)產(chǎn)生 的誤差。
3 結(jié)語
紫外分光光度法測(cè)定水質(zhì)總氮過程中，需要把握實(shí) 驗(yàn)用水、過硫酸鉀、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和實(shí)驗(yàn)器皿等每一個(gè)環(huán) 節(jié)，才能保證總氮測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。其中，試驗(yàn)用水 需要采用新鮮重蒸餾的無氨水 ；堿性過硫酸鉀的配制過 程需要采用水浴加熱法，并盡量避免過硫酸鉀的長(zhǎng)時(shí)間 儲(chǔ)存 ；消解時(shí)間延長(zhǎng)至 50min ；實(shí)驗(yàn)室環(huán)境與實(shí)驗(yàn) 器皿要確保干凈，避免交叉污染 ；測(cè)定過程中，采用雙 波長(zhǎng)紫外分光光度計(jì)測(cè)定 220nm 和 275nm 波長(zhǎng)處的吸光 值。