碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮的方法改进

碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮的方法改进

一般来说，天然水中的总氮含量不高。随着经济的快速发展，受多种因素的影响，如农业生产、水产养殖污水的排放以及耕地使用化肥，水中有机氮和有机氮的含量增加，生物和微生物的大量繁殖，消耗水体中的溶解氧，恶化水质。总氮是有机氮和无机氮含量之和,是衡量水质的重要指标之一。因此,总氮测定的准确度显得尤其重要。在实际分析中发现,国标GB11894-1989《碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》测定水质总氮,因过硫酸钾的纯度和氢氧化钠浓度的影响,造成试剂空白值异常高,影响测定结果的准确度。本文针对水质总氮测定方法中存在的问题进行了大量的试验,通过对过硫酸钾试剂进行重结晶提纯和改变氢氧化钠浓度等方法的改进,使方法更加实用。采用改进的方法对农田灌溉水、武夷山和闽江水域的水样总氮进行测定,获得了满意的结果。1材料和方法1.1压力蒸汽灭菌器TU-1901双光束紫外可见分光光度计;BOXUN立式压力蒸汽灭菌器;AKLH-VI-5-40超纯水器(电阻率18.25ΜΩ·cm);25ml玻璃刻度具塞磨口比色管。1.2试剂碱与naoh混合称取4g二次重结晶过硫酸钾(K2S2O8),溶于50ml水中,称取1.2g氢氧化钠(NaOH),溶于30ml水中,待其温度降低到室温将二者混合定容至100ml,临用前配制。溶液配制、稀释硝酸钾(优级纯)在105～110℃烘箱中干燥3h,置干燥器中冷却后,称取0.7218g,溶于水中,转移1000ml的容量瓶中,加入1～2ml三氯甲烷,用水稀释至标线,在0～10℃暗处保存。硝酸钾工作液C(KNO3)=10mg/L:将储备液稀释10倍为工作液。标准样品溶液由国家标准物质中心处购买,准确移取标准样品溶液10.00ml,用纯水稀释至250ml,浓度真值为(1.21±0.07)mg/L。1.3压力蒸汽灭菌器法移取10.00ml水样,置于比色管中,加入4ml碱性过硫酸钾溶液,盖上磨口塞。将比色管置于压力蒸汽灭菌器中加热,使压力表指针到1.1～1.4kg/cm2,温度达120～124℃后开始计时,定时30min。待温度完全降至室温,开阀放气,移去外盖,取出比色管,冷却,用新鲜纯水稀释定容至25ml标线,混匀。1.4标准曲线的制作标准溶液工作曲线配制:分别移取硝酸钾标准工作液0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、5.00ml,其标准溶液浓度为0.00、0.20、0.40、0.80、1.60、2.00mg/L,置25ml比色管中,加水稀释至10.00ml,各加入4ml碱性过硫酸钾溶液,按上述步骤进行。同时以10ml水代替水样外,其余与水样测定步骤相同进行空白试验。1.5计算结果计算公式:CN=mVCΝ=mV式中:CN为总氮含量(mg/L);m为试样测出含氮量(mg);V为测定用试样体积(L)2结果与分析2.1重结晶去除杂质在总氮测定中,碱性过硫酸钾是作为氧化剂参与反应的,氧化剂的质量对试验的影响很大。由于过硫酸钾在波长220nm处有较大吸收峰,往往出现空白值很大,一般要求测定空白值的吸光度小于0.030为好,而市售过硫酸钾纯度无法满足测定要求,因此必须对过硫酸钾进行重结晶,去除杂质,提高纯度,降低空白吸光度。方法为称取80g过硫酸钾溶解于1000ml超纯水中,于55℃水浴中溶解,冷却,置4℃冰箱中进行重结晶,弃去水相。再溶解,如此重复再进行1次,放置干燥器中干燥,本试验选择二次重结晶的过硫酸钾作为氧化剂,结果见表1。2.2碱浓度对测定结果的影响在碱性介质中(pH>12)可加快K2S2O8的分解,使K2S2O8的氧化性能提高,从而提高方法的灵敏度。由于氢氧化钠的纯度和浓度均对试验空白值影响很大,试验中除选择优级纯试剂外,还必须对氢氧化钠的浓度进行试验。在25ml比色管中加入10ml水,各加入4ml过硫酸钾溶液和不同浓度氢氧化钠溶液,试验结果见表2。结果表明,用8g/L氢氧化钠浓度时吸光度较小,不能使过硫酸钾完全分解,测定的灵敏度较低;随着氢氧化钠浓度提高,介质中碱度也提高,可以促进过硫酸钾分解,从而使测定的灵敏度提高。但在过高的碱度下,空白值显著增高。试验选择12g/L的氢氧化钠溶液作为介质,同时试剂空白值满足方法规定要求。2.3标准溶液的测定分别移取不同用量标准溶液稀释成浓度适宜的系列标准溶液,按上述改进条件进行测定。试验表明,在试验选定的范围内溶液浓度与吸光度成良好的线性关系,线性拟合回归方程及相关系数见表3。2.4方法的精度在确定的条件下,对同一水样重复进行8次测定,相对标准偏差(RSD)为2.3%,结果见表4。2.5标准加标回收试验按照改进后的分析条件,对农田灌溉水、武夷山和闽江水域的水样总氮进行标准加标回收试验,其回收率为93.3%～96.8%。由表5可知,改进后的总氮测定方法,大大地降低了试剂的空白值,满足总氮测定要求,提高了测定结果的准确度。3水样加标回收试验在水质总氮测定时,过硫酸钾、氢氧化钠试剂的纯度和浓度对试验数据的准确性至关重要,通过提纯过硫酸钾试剂和改变