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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、實驗用水、消解溫度、消解時間、冷卻時間、待測樣品的稀釋、波 長定位的準(zhǔn)確性等多個影響因素的影響，在實際測定過 程中，常出現(xiàn)空白值高、測定值準(zhǔn)確度低和重復(fù)性較差 的問題。
1 紫外分光光度法原理
測定水體中的總氮含量，是指測定水體取樣中溶解 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 外分光光度法會在波長 220nm、275nm 處，分別做吸光 度 A220、A275 測定，然后根據(jù)公式 ：A =A220-2A275， 吸光度 A 校正進(jìn)行計算。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）含量的計算。
2 紫外分光光度法測定水質(zhì)總氮的影響因素
在紫外分光光度法測定水質(zhì)總氮的實驗過程中，實 驗用水、過硫酸鉀、消解時間、實驗室環(huán)境與實驗器皿 和波長定位的準(zhǔn)確性等因素均會對終總氮含量的結(jié)果 產(chǎn)生影響。 2.1 實驗用水 實驗用水是紫外分光光度法進(jìn)行水質(zhì)總氮測定過程 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驗用水 進(jìn)行總氮測定，會對空白值吸光度值產(chǎn)生很大的影響。 例如，用超純水對堿性過硫酸鉀溶液進(jìn)行配置而用作實 驗用水，其空白試驗吸光度值可達(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 吸光度值可以穩(wěn)定在小于 0.03 的范圍內(nèi)，甚至有時效果 好到 0.02。因此，若要提高紫外分光光度法測定總氮的 結(jié)果度，建議采用新鮮的無氨水作為實驗用水進(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定水質(zhì)總氮的實驗中，堿 性過硫酸鉀是影響測定結(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 的存儲時間等三個方面。 過硫酸鉀試劑的純度會對空白試驗值的高低及測定 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 總氮含量高不會超過 0.0045%，但不同廠家及批號的 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 實驗，就會導(dǎo)致出現(xiàn)空白試驗值偏高的問題。因此，若 要保證總氮測定的度，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定實驗中至關(guān)重 要的一個環(huán)節(jié)，一旦掌握出錯，則會影響實驗中的消解 效果，對測定結(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*和*分開配置， 再在室溫下進(jìn)行混合 ；二是先配置*溶液，待冷 卻到室溫時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， 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。 過硫酸鉀在總氮測定實驗中作為氧化劑，其濃度會 影響測定結(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，其存儲時間一般不能超過 7d， 為短于3d或現(xiàn)配現(xiàn)用，以防影響測定結(jié)果的度。 過硫酸鉀的儲存時間還會對總氮測定中的空白值產(chǎn)生一定的影響，若儲存時間長于 3d，空白值也會隨之增大。 2.3 消解時間 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*，則可能會影響樣品吸光 度的測定結(jié)果。不同的加熱時間測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)定的加熱時間為 30min， 但根據(jù)實驗，若保持消解的溫度在 120~140℃，堿性過 硫酸鉀的消解時間需要達(dá)到 50min 以上，其吸光度才會 降至到較低水平并保持穩(wěn)定。因此，紫外分光光度法測 定總氮過程中，加熱消解時間需要適當(dāng)延長，以 50min 為消解時間。 2.4 實驗室環(huán)境與實驗器皿 紫外分光光度法測定水質(zhì)總氮的實驗中，實驗環(huán)境 與實驗器皿的清潔度也是影響測定結(jié)果的影響因素之 一。在實驗過程中，需要嚴(yán)格避免實驗中氮的交叉污染， 不能與其他使用到銨鹽類試劑的實驗一共進(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)致測定結(jié)果偏高。實驗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，保證實驗器皿不被污染，影響總氮測定結(jié)果。 2.5 波長定位的準(zhǔn)確性 紫外分光光度法測定總氮過程中，需要同時測定樣 品 220nm 和 275nm 波長處的吸光值。但在實際操作中， 使用手動調(diào)節(jié)波長的紫外分光光度儀測定總氮時，每次 需來回手動調(diào)節(jié)波長，每次調(diào)節(jié)后波長的*復(fù)位十分 困難，所以必然會在波長定位環(huán)節(jié)產(chǎn)生一定的人為誤差。 因此，建議采用雙波長紫外分光光度計進(jìn)行不同波長處 吸光值的測定，既快速方便又能有效避免調(diào)整波長產(chǎn)生 的誤差。
3 結(jié)語
紫外分光光度法測定水質(zhì)總氮過程中，需要把握實 驗用水、過硫酸鉀、實驗室環(huán)境和實驗器皿等每一個環(huán) 節(jié)，才能保證總氮測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。其中，試驗用水 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時間 儲存 ；消解時間延長至 50min ；實驗室環(huán)境與實驗 器皿要確保干凈，避免交叉污染 ；測定過程中，采用雙 波長紫外分光光度計測定 220nm 和 275nm 波長處的吸光 值。