水质总氮的测定(碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法)

水质总氮的测定——碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法1.目的总氮是地面水，地下水含亚硝酸盐氨、硝酸盐氮、无机铵盐、溶解态氨及在消解条件下碱性溶液中可水解的有机氮及含有悬浮颗粒物中的氮的总和。水体总氮含量是衡量水质的重要指标之一。本方法适用于地面水和地下水含氮总量的测定。2.测定原理过硫酸钾是强氧化剂，在60℃以上水溶液中可进行如下分解产生原子态氧：K2S2O8+H2O2KHSO4+[O]分解出的原子态氧在120～140℃高压水蒸气条件下可将大部分有机氮化合物及氨氮、亚硝酸盐氮氧化成硝酸盐。以CO(NH2)2代表可溶有机氮合物，各形态氧化示意式如下：CO(NH2)2+2NaOH+8[O]2NaNO3+3H2O+CO2(NH4)2SO4+4NaOH+8[O]2NaNO3+Na2SO4+6H2O2NaNO2+[O]NaNO3硝酸根离子在紫外线波长220nm有特征性的最大吸收，而在275nm波长则基本没有吸收值。因此，可分别于220和275nm处测出吸收光度。A220及A275按下式求出校正吸光度A：A＝A220－2A275（1）按A的值查校准曲线并计算总氮（以NO3－N）含量。3.试剂3.1无氮化合物的纯水3.2氢氧化钠溶液20.0g/L：称取2.0g氢氧化钠（NaOH，A.R），溶于纯水中，稀释至100mL。3.3碱性过硫酸钾溶液：称取40g过硫酸钾（K2S2O8A.R），另称取15g氢氧化钠（NaOH，A.R）溶于纯水中并稀释至1000mL，溶液存贮于聚乙烯瓶中最长可保存一周。3.4盐酸溶液（1+9）HCl(A.R)（1+9）3.5硝酸钾标准溶液CN＝100mg/L：硝酸钾（KNO3A.R）在105-110℃烘箱中烘干3小时，于干燥器中冷却后，称取0.7218g溶于纯水中，移至1000mL容量瓶中，用纯水稀释至标线在0～10℃保存，可稳定六个月。3.6硝酸钾标准使用液CN＝10mg/L用CN＝100mg/L溶液稀释10倍而得，使用时配制。3.7硫酸溶液（1+35）：H2SO4(A.R)（1+35）4.仪器和设备4.1紫外分光光度计及10nm石英比色皿。4.2医用手提式蒸气灭菌器或家用压力锅（压力为1.1-1.4kg/cm2），锅内温度相当于120-124℃。4.3具玻璃磨口塞比色管，25mL。4.4纱布和棉线5样品5.1采样在水样采集后立即放入冰箱中或低于4℃下保存，但不得超过24小时。水样放置时间较长时，可在1000mL水中加入约0.5mL硫酸（ρ＝1.84g/mL），酸化到pH=2,并尽快测定。5.2试样的制备取样品（5.1）用氢氧化钠溶液（3.2）或硫酸溶液（3.7）调节到pH5－9。如果试验不含悬浮物按（6.1.2）步骤测定，试样含有悬浮物则按（6.1.3）步骤测定。6分析步骤6.1测定6.1.1用吸管取10.00ml试样（CN超过0.1mg时可减少取样量并加入纯水至10ml）于比色管中。6.1.2试样不含悬浮物时，按下列步骤进行。a.加入5ml碱性过硫酸钾溶液（3.3），上塞并用纱布和线包扎紧，以防弹出。b.将盛有试样的比色管置于医用高压蒸气灭菌器中，加热，使压力表指针到1.1－1.4kg/cm2，此时温度达120－140℃后开始计时，或将比色管置于家用高压锅中，热至顶压阀吹气时计时，保持半个小时。c.冷却至室温，取出比色管。d.加盐酸（3.4）1ml，用纯水稀释至标线，混匀。e.移取部分溶液至石英比色皿中，在紫外分光光度计上，以纯水作参比，分别在波长220和275nm处测定吸光度，并用（1）式计算出校正吸收度A。6.1.3试样含悬浮物时，先按上述6.1.2中a至d步骤进行。然后澄清后，移取上述清液同6.1.2e步骤测定。6.2空白试验空白试验除以10mL纯水代替样品外，采用与6.1.2完全一致的步骤进行。空白试验的A值不超过0.03。6.3校准6.3.1校准系列的配置a.用分度管向一组比色管分别加入硝酸盐标准溶液（3.6）0.0、0.50、1.00、2.50、5.00、7.50、10.00mL，加纯水稀释至10.00mL。b.按6.1.2a至e步骤进行测定。6.4标准曲线的绘制标准溶液及空白溶液在220和275nm处测得的吸光值按下列公式计算AS＝AS220－2AS275………………………………(2)Ab＝Ab220－2Ab275………………………………(3)Ar＝As－Ab………………………………………(4)AS220——标准溶液在220nm波长的吸收光度。AS275——标准溶液在275nm波长的吸收光度。Ab220——空白（零浓度）溶液在220nm波长的吸收光度。Ab275——空白（零浓度）溶液在275nm波长的吸收光度。用A值与相应的NO3－－N含量（ug）绘制校准曲线或用有相关统计功能的计数器进行相关回归统计。7.结果表按式（1）计算得试样校正吸收光度A在校正曲线上或由计数器相关回归统计中查出相应的总氮ug数，总氮含量CN（mg/L）按下式计算。CN＝m/V………………………………………(5)m——试样测出含氮量ug；V——测定用试样体积，mL。8.注意问题8.1溶解性有机物对紫外光有较强的吸收，虽使用了双波长测定扣除法以校正，但不同样品其干扰强度和特性不同，“2A275”校正值仅是经验性的，有机物中氮未能完全转化为NO3－－N对测定结果有影响也使“2A275”值带有不确定性。样品消化完全者，2A275值接近于空白值。8.2溶液中许多阳离子和阴离子对紫外光都有一定的吸收，其中碘离子相对于总氮含量的2.2倍以上，溴离子相对于总氮含量的3.4倍以上有干扰。8.3评价标准，无机氮评价标准。总氮与凯氏氮不同样品中NO3－－N含量差异较大时其值亦有较大差异。仅列出凯氏氮作评价标准。参考“参考标准6”。9.思考题9.1本方法测定的氮属于水中哪些形态的氮？为什么使用220、275nm紫外光可以定量总氮？9.2用紫外分光光度法测定时有哪些干扰因素？如何消除？