水质总氮（精选5篇）
水质总氮 篇1
总氮是表征湖库水质富营养化程度的重要指标之一, 也是生物生长的必需元素。大量生活污水、农田排水或含氮、磷工业废水排入水体, 水体中氮、磷含量超标, 可造成藻类的过度繁殖, 出现富营养化状态, 使水体质量恶化, 将对人居环境及生产生活造成严重危害。为了防止湖库的富营养化程度, 改善地表水水质状况, 加强对湖库及汇入河流的总氮监测, 是控制总氮污染程度的重要措施之一。目前, 江苏省太湖流域水环境自动监控系统项目共建成126个水质自动站, 初步形成了太湖流域水质自动监控站网系统, 各市也根据具体情况发展了本地方的自动预警监测系统, 广泛用于交界断面监测、饮用水源监测、区域补偿监测、预警监测等[1]。
江苏省100多个地表水自动监测站中有几十个均配有日本TOADKK公司生产的总氮水质自动监测仪。该仪器采用了与实验室广泛采用的国标分析方法-碱性过硫酸钾消解紫外法 (GB/T11894-89) [2]。该仪器在正常的日常运行和维护下, 经过一定时间的运行, 多次出现数据较大波动的现象, 给水质自动监测质量控制带来较大的不便。本文以江苏某河流的总氮自动监测仪器为例, 通过调整相关维护方式, 分析影响仪器波动的主要原因。
1 仪器工作流程概述
日本TOADKK公司生产的总氮水质自动监测仪, 在分析原理上与国标法相近, 但在分析波长、线性等方面与国标法有一定的差异[3], 因此, 必须经过相应的预处理等措施, 才能使自动监测与实验室分析有可比性。
该仪器的工作流程主要是:首先计量水样, 加入去离子水稀释, 同时加入碱性过硫酸钾和氢氧化钠溶液, 送入加热分解槽加热一定时间, 之后排至反应槽, 加入盐酸进行反应, 此时水样中的氨氮、亚硝酸盐氮及大部分有机氮化合物氧化为硝酸盐, 再用紫外分光光度计进行测定, 最后将废液排出, 以去离子水清洗仪表管路。
2 日常维护内容
该仪器日常维护主要包括以下内容。
(1) 流路:每月检查仪器流路是哦福脱落、折断、漏液, 每年更换仪器采样流路的管路及轴。
(2) 电磁阀:每月检查仪器电磁阀是否漏液。
(3) 送液泵:每月检查送液泵工作情况, 每年更换送液泵。
(4) 气泵:每月检查气泵的工作情况。
(5) 试剂泵:每月检查试剂泵是否漏液, 有无污垢, 每6个月更换试剂泵注射器, 没年更换试剂泵活塞。
(6) 样水、纯水计量泵:每月检查样水、纯水计量泵工作情况, 每6个月给计量泵螺丝、导向轴添加润滑油, 每年更换计量泵注射器集合。
(7) 仪器总管:每月检查总管是否漏液、有污垢, 每3个月清洗总管内壁及蓄水容器, 每年更换O型密封圈。
(8) 试剂容器:每月更换试剂, 每3个月清洗试剂容器。
(9) 加热分解槽:每月检查加热分解槽加热状态, 是否漏液。
(10) 反应槽:每月检查反应槽内部有无污染, 每6个月清洗反应槽, 每年更换反应槽管路、O型密封圈。
(11) 检出器:每3个月检查检出器是否漏液, 每6个月清洗检出器流通量波面。
(12) 纯水容器:没周检查出水剩余量, 及时补充。
(13) 废液容器:每月回收废液, 每年更换废液容器管路。
本文所研究的河流均在水质稳定的条件下进行, 为连续4天的自动监测。该总氮自动监测仪日常运行维护正常, 按相关要求定期校准、更换管路、电磁阀及试剂等。在进行该实验之前, 该仪器连续两天的自动监测数据曲线如图1曲线1所示, 经计算, 该组数据平均值为5.52 mg/L, 标准偏差为2.10, 相对标准偏差达37.94%。不仅如此, 该仪器在较长时间内经常出现较大的波动。
3 问题分析
日常维护中, 检查加热分解槽、反应槽及检出器时发现, 即使按要求方法、频次进行维护, 这些部件仍容易出现结垢, 难以用水清洗。根据相关文献报道[3], 发现水质对该仪器影响较大, 且该段河流中水质中悬浮物较多, 易造成加热分解槽、反应槽及检测器内结垢, 影响数据结果。因此, 通过更改仪器清洗方式, 即分析完成后, 除以去离子水清洗外, 再增加稀盐酸清洗, 根据不同情况增加清洗频次。
增加酸洗后, 该仪器连续两天的自动监测数据如曲线2所示, 标准偏差0.24, 相对标准偏差为13.83%, 相对较为平稳。
4 建议
根据上述水质自动监测站清洗方式的调整前后总氮比对情况分析及其它站的应用, 可以看出国外自动监测仪在我国范围内使用时应检查其适用性, 必要时需根据各地水质情况对仪器作一定的改进, 除增加酸洗外, 还有水样预处理、进样管路定期保养等必须的维护措施。此外, 还应加强日常质量管理, 按要求进行月比对、质控样考核, 开展试剂溯源及标样核查等。
摘要：介绍了TOADKK总氮水质自动监测仪工作过程, 分析了数据波动较大的现状及可能的原因。对比调整清洗方式前后的监测数据, 发现增加酸洗后, 连续监测的标准偏差及相对标准偏差均有了很大的提高。
关键词：自动监测,总氮,波动
参考文献
[1]黄卫, 陈鸣, 徐亮.太湖梅梁湾水环境监控预警体系研究[J].环境监控与预警, 2009 (1) :6-9.
[2]刘京, 马维琦, 陈光, 等.在线自动监测仪与实验室国标方法测定地表水中总氮的比对分析[J].中国环境监测, 2007 (4) :3 7-3 9.
[3]洪正方, 徐立红, 刘方.在线自动监测与手工分析地表水总氮的可比性研究[J].中国环境监测, 2007 (12) :18-19.
影响水质总氮测定因素的研究 篇2
目前测定总氮大多使用《碱性过硫酸钾氧化-紫外分光光度法》(GB11894-89)[1,2],该方法对空白值的要求非常严格,空白试液吸光值(Ab)不得超过0.030,整个测定过程容易受使用试剂、实验用水、消解条件、实验环境、仪器条件、人员操作等多种因素影响,使空白及水样的精密度和准确度不易掌控。
1试剂对空白值的影响
1.1过硫酸钾(K2S2O8)
1.1.1 不同厂商产品间的对比
工业上,K2S2O8是用过硫酸氨和硫酸钾复合分解反应生成,生产过程有铵存在,如果生产工艺处理不好,残留的氮可能较高。
选用A、B、C共3种不同厂家生产的K2S2O8 (A.R),试验当天开封启用,用超纯水(普通蒸馏水经MilliPore-Q型纯水仪去离子处理后制得)和NaOH(A.R)配成3种碱性K2S2O8溶液。
各取超纯水10mL于25mL比色管中,分别加入上述3种碱性K2S2O8溶液5mL,每种碱性K2S2O8溶液均配制5个平行试样,用新的纱布将管口包扎好,放入手提式蒸汽灭菌器内,设置温度124℃,时间40min。待其自然降压后取出,冷却至室温,加入1mL HCl(1+9)溶液,最后加超纯水定容至刻度,用UV2401 紫外分光光度计在220nm和275nm处测定其吸光度,并计算其Ab(Ab=A220-2A275),测定结果取各平行试样的平均值,如表1所示。
由表1可知,不同厂家生产的K2S2O8确实存在着较为明显的差异。因此,当实验室购进新的K2S2O8时,必须做空白试验,经检验合格后,方可投入使用。
该试验证明,B厂商生产的该批次K2S2O8品质最好,故以下的所有试验均选用该瓶K2S2O8。
有研究[3]认为,K2S2O8经二次提纯重结晶后,其空白吸光度会大为降低。如果实验室确实无法买到合适的K2S2O8,则可用此方法对K2S2O8进行净化提纯。
1.1.2 固体K2S2O8存放环境和时间的影响
市场上每瓶K2S2O8规格多为500g/瓶,若一瓶新K2S2O8启用后,需要存放很长时间才能使用完,则K2S2O8启用后的时效性问题,也值得研究。
实验室有2瓶同一批号的K2S2O8,其中一瓶还未开封启用,另一瓶已使用2年多,还剩余约1/4。将这两瓶K2S2O8和NaOH分别配制成两种碱性K2S2O8溶液,分别记为B0和B1。每种碱性K2S2O8均配制5个试样,采用国标方法,对其进行消解并测定其吸光值。测定结果的平均值如表2所示。
这说明,在称量药品的环境条件下,反复敞开和关闭瓶盖的过程中,空气中的微量氨(或其他易挥发的还原性含氮化学物质)影响到试剂瓶里面K2S2O8的氮含量。
由于K2S2O8的强氧化性,所以应避免与还原性物质如硫、磷等混合存放,也应远离硝酸、氨水的存放地点。
1.1.3 碱性K2S2O8溶液存放时间的影响
将新配制的碱性K2S2O8溶液存放于10℃冷柜中,避光保存。每天取样测其空白吸光值,吸光值如图1所示。可以看出,随着碱性K2S2O8溶液存放时间的延长,空白吸光值会逐渐变大,到第三天时,就已经明显增高。而如将所配制的碱性K2S2O8溶液置于室温条件下,这种增大趋势更加剧烈[4]。
此外,若放置时间过长,K2S2O8容易发生变化,使得溶液中K2S2O8的浓度降低,减弱了样品中含氮化合物转化为硝酸盐氮的程度,从而会使样品监测值偏小。
因此,碱性K2S2O8最好在实验当天现用现配,如确有时间上的困难,应提前一天进行配制,并将其置于10℃环境中避光保存。
1.1.4 碱性K2S2O8配制方法的影响
关于碱性K2S2O8的配制,GB11894-89只提到,将一定量的K2S2O8和NaOH溶于水中并稀释到一定的体积。但这个过程却十分重要,配制方法如果不合理,就会影响消解的效果,对空白和水样测定数值的准确性都会产生影响。
K2S2O8的溶解速度非常慢,若要加快其溶解,最简易的方法就是对其加热,但实验证明,不能盲目地加热,不同的加热方法会对碱性K2S2O8溶液的性质产生较大影响。
将碱性K2S2O8分别按以下3种方法进行配制:
(1)称取K2S2O8和NaOH后,直接混合,加水并用电炉加热,使其溶解,加水定容;
(2)先配制NaOH溶液,待其温度降到室温后再加入K2S2O8溶解,同时搅拌;
(3)分开称取K2S2O8和NaOH,过硫酸钾用55℃水浴加热,两者分别溶解完全,冷却至室温后,混合,定容。
以上3中配制方法测得的空白吸光值见表3所示。
由表3可知,为了确保空白实验的准确合理,K2S2O8应和NaOH分别溶解,冷却至室温后,再混合定容,K2S2O8的溶解过程应低于60℃,而且应该用水浴加热,并注意搅拌,以保证受热的均匀温和。一定要注意控制温度,防止温度过高引起K2S2O8失效。
1.2氢氧化钠(NaOH)和盐酸(HCl)的选择
除了过硫酸钾,本实验所需用到的试剂还有氢氧化钠和盐酸。
通过计算可知为了保证K2S2O8消解完全,碱性K2S2O8里面NaOH是过量的,而NaOH在220nm处具有较高的吸光度,会对比色产生较大干扰,严重影响空白和水样的测定,而Cl-对吸光度几乎没影响[5],这也就是试样消解完毕冷却至室温后,需要加入1mL HCl(1+9)的原因。
通过大量日常实验分析经验的累积,可以发现,不同厂商生产的NaOH对于空白值的测定虽有影响,但程度较小,实验室最好也能对新购进的NaOH进行检验,择优使用。
而优级纯盐酸和分析纯盐酸制得的(1+9)HCl,呈现出使用优级纯盐酸比使用分析纯盐酸所产生的空白吸光值要略小的现象(如表4所示),因此,实验室最好使用优级纯盐酸。
2实验用水对空白的影响
2.1实验用水的选择
国标方法规定要用无氨水,但二次蒸馏水制作过程比较繁琐,中间环节及消耗时间较多,该过程还容易受到外界污染。
用自制的初次蒸馏水和超纯水分别进行空白试验,在所有试剂、环境条件、操作过程均相同的情况下,仅用不同的水来配制各试剂,测其Ab空白吸光值,结果如表5所示。
由表5可知,初次蒸馏水和超纯水均可以满足空白试样的要求,而且超纯水比初次蒸馏水更为合适,如果经MilliPore-Q型纯水仪去离子处理后值得的纯水,符合空白测定要求,则可以免去二次蒸馏的繁琐步骤,大幅度提高工作效率。
2.2空白实验的改进方法
标准方法中,空白试样为:用10mL无氨水加入比色管,再加入碱性K2S2O8溶液后消解。此时,如果所用水本身就含有极少量的铵,则会使空白过大,因为铵在220nm处并无吸收,而在参加氧化反应生成硝酸盐(NO-3)后就影响测定。
而且水样在消解之前,无需加入纯水,所以还会因为水的不纯而使测定结果产生误差。
将做空白的方法稍作一下改进:取5mL碱性过硫酸钾加入比色管,加热氧化消解40min后,再加入(1+9)HCl,最后才用纯水定容,测其吸光值。这时水中即使含有铵也不会影响其测定结果。
如果用标准规定方法和改进方法测得的空白值接近,则表明蒸馏水不含有氮类化合物,否则表明蒸馏水中含有氮类化合物(硝酸盐氮除外)。所以此改进方法既能检查所用纯水的纯度,还可以用来做空白试样的操作,以消除蒸馏水含氮类化合物的影响。
3消解条件对空白的影响
只要在消解过程中残留少量的过硫酸钾,就可对比色产生严重干扰 [5] 。
国标方法规定消解时要保持足够压力30min。在实验过程中,发现30min并不能保证碱性过硫酸钾消解完全,这必将影响测定的准确度。通过测定不同消解时间对碱性过硫酸钾在220nm处的吸光值,可以发现,消解时间应至少40min,温度设定在124℃,适当延长消解时间、提高消解温度,就有利于过硫酸钾消解完全,测定结果可令人满意。如表6所示。
此外,消解过程可能会出现压力锅实际压力和温度低于仪表指示压力和温度的情况,因此要定期校验压力锅,并随时检查橡胶密封圈是否完好,确保压力和温度不出现异常。
4环境对空白的影响
总氮测定要在无氨的实验室环境中进行,避免交叉污染,凡是能产生氮的试剂均不能在实验室使用,总氮项目不要和氨水、硝酸及其他含氨类的试剂分析项目安排在同一实验室,因为这些含氮物质很可能随空气溶解在试剂中,对空白造成很大影响。实验室也不能有扬尘,以免灰尘附着在比色管等玻璃器皿的内壁上从而导致空白偏大。
各试剂和器皿的存放环境均应为无氨,实验所需各玻璃器皿均用10%HCl浸泡后用超纯水洗净,晾干,将其用干净纱布包好后单独存放。
5仪器条件对水样测试准确度的影响
总氮的测定,需要用到220nm和275nm 2个波长,现普遍使用的分光光度计只能对单波长调零而没法同时进行双波长调零,这一点会对吸光值的读取产生一定的误差。
若仪器基线本身发生漂移则更会给实验带来较大误差,当分光光度计光源使用一段时间以后,若仍用之前的基线作为基准,就会带来误差,所以需定期对分光光度计的基线进行校正。
6人员操作对实验的影响
选定国家或行业标准以后,实验者对分析方法的熟练掌握程度,对分析数据的可靠性具有决定性的作用。人员操作对于做好总氮空白和水样测定,也十分重要。
(1)分析样品时,要用同一批超纯水、同一瓶试剂,以保证所有试样的操作均在相同的条件下进行;严格按规定操作,依次、定量加入各种试剂,每加入一种试剂后,应轻摇比色管,使各组分混合均匀;空白试样对纯水要求严格,高压消解时,空白试样置于压力锅的中央,以使其受热均匀,完全消解。
(2)待测水样消解完毕,在加(1+9) HCl定容后,应静置1～1.5h,方可取上清液进行比色(若水样悬浮物较多,则要经离心后再比色);以避免试样中的悬浮物使A2的值偏大,从而出现A2/A1>20%的不合理现象[2],导致样品浓度的测试值低于实际值,甚至会出现总氮小于氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮之和。
(3)比色实过程应高效高质,尽快完成,以免比色时间过长,影响仪器的稳定性,引起基线偏移,增加测量误差。
(4)做空白试样前,用(1+9)盐酸清洗比色皿,再用超纯水洗净,有助于控制空白值;做过高浓度试样后的比色皿也要用盐酸和纯水进行清洁,以免影响下一个水样的比色。
(5)用于包扎比色管的纱布,每次测定工作结束后都需将其用超纯水清洗干净,并及时更换受损纱布。
7总结
通过以上分析可知,K2S2O8的选择和使用是做好总氮空白测试的关键环节。要选用含氮量较低、质量较好的K2S2O8,碱性K2S2O8溶液最好在实验当天现用现配,K2S2O8应和NaOH分别溶解,冷却至室温后,再混合定容,K2S2O8的溶解过程应低于60℃。
普通蒸馏水经过MilliPore-Q型纯水仪制得的超纯水可以满足空白试样的要求。
适当延长消解时间、提高消解温度,有利于K2S2O8消解完全,并且要注意定期校验压力锅,并确保橡胶密封圈完好,保证实验的压力和温度。
保持实验室洁净,总氮测定所需的各种试剂和器皿的存放以及操作过程在无氨的实验室环境中进行。
总之,总氮的测定,要把握好每一个环节,这样才能使测定结果准确、可靠。
摘要：根据GB11894-89规定的总氮测定方法,对测定过程中的使用试剂、实验用水、消解条件、实验环境、仪器条件、人员操作等多方面需要注意的问题进行分析,发现过硫酸钾的选择和使用是最关键的环节,并提出降低空白值、提高实验准确度和精密度的措施。
关键词：总氮,过硫酸钾,空白值,水质分析
参考文献
[1]GB11894-89,水质总氮的测定碱性过硫酸钾氧化-紫外分光光度法[S].国家环境保护局,1989.
[2]国家环保局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法(第4版)[M].北京:中国环境科学出版社,2002:254-257.
[3]王毛兰,胡春华,周文斌.碱性过硫酸钾法测定水质总氮的影响因素[J].光谱实验室,2006,23(5):1046-1049.
[4]张琼,余子华,宋延博.水质总氮空白实验分析及改进措施[J].安全与环境学报,2005,5(1):37-40.
水质中总氮测定的几点建议 篇3
在自然环境和人类活动中, 由于各种因素的影响, 使得天然水体中出现氮、磷等物质含量大大增加, 致使生物和生物类大量繁殖, 水中溶氧极度消耗, 水质逐渐恶化, 进而出现富营化状态。而在恶化水体的水质评价指标中, 总氮是控制水质质量的重要指标之一。[1]
总氮测定方法通常采用过硫酸钾氧化, 使有机氮和无机氮化合物转变为硝酸盐后, 再以紫外法、偶氮比色法、以及离子色谱法和气相分子吸收法进行测定。国家环境总局增补版《水和废水监测分析方法》中采用过硫酸钾氧化紫外分光法, [2]操作步骤较为简单, 但其实验条件较为严格, 稍有差错就会出现空白值偏高, 加大了系统的误差从而影响测量的结果。而空白试验是必不可少的操作过程, 空白试验值的大小和真实可靠与测定结果的准确度、精密度有极大的相关性。在此, 从实验室用水、试剂影响、器皿影响、操作过程及环境条件等方面作出分析。
1 实验用水对空白值的影响
总氮的实验过程中对水的要求较为严格, 普通的蒸馏水还达不到实验要求, 需要经过二次加工得到无氨水。国家标准测定方法要求整个总氮分析过程要使用无氨水, 其制备方法可采用酸化蒸馏。有人建议用去离子水和去离子水加蒸馏水代替无氨水, 且测定效果好, 无论是用无氨水还是使用去离子水或去离子水加蒸馏水, 其目的就是控制水中含氮离子 (NO3-、NO2-等) 物质的含量。
2 器皿对空白值的影响
器皿对分析空白值的影响很大, a.空白分析所用的器皿, 应具有满足实验分析所需的特殊性能, 所以必须重视实验室实验器皿的清洗工作, 洗涤工作需要在仪器使用后立即进行, 以免一些物质沾污在玻璃仪器上风干后难以清洗去, 器皿的洗涤方法应适合被除去物质与要测定的组份。b.在使用中产生的沾污影响也应给予充分的重视。如器皿洗净风干过程中管理不善会受到新的污染, 若使用被污染的器皿将影响监测数据的准确性。c.吸光度测量时石英比色皿的差异等都有可能使总氮空白值偏高, 所以也要保证石英皿透光面清洁、无斑点。否则会造成空白值偏高或平行性较差的情况。
实验操作必须严格按操作规范进行。所用器皿如蒸汽锅或压力锅和纱布可用蒸馏水预先多蒸几次, 以降低空白值。要选用磨合好的比色管, 加热时用纱布扎紧塞子, 以防蹦出, 加热完冷却后, 检查试液的体积是否正常, 否则样品报废。
3 试剂的质量、配制、存放
碱性过硫酸钾的配制过程十分重要, 国家环境保护总局增补版《水和废水监测分析方法》中关于过硫酸钾配制只是简单的说将过硫酸钾和氢氧化钠两种药品溶解于水, 并未作其它要求。其实在配制过程中, 过硫酸钾的溶解速度极为缓慢, 若要加快溶解, 绝对不能盲目加热, 即使加热也要选用水浴法, 且水浴温度要低于60℃。配制该溶液时可分开称取过硫酸钾和氢氧化钠, 两者分开配制, 再混合定容, 或先配制氢氧化钠溶液, 待其温度降低到室温后再加入过硫酸钾溶解, 若二者在同一只烧杯中溶于水, 应缓慢加热, 同时搅拌, 防止氢氧化钠溶液溶解时放热使溶液温度过高引起过硫酸钾失效。过硫酸钾纯度低、质量差也易引起空白值增大。因此, 须选用符合国家标准分析纯, 且在有效期内的过硫酸钾试剂。
4 试验环境条件
环境对样品的污染, 主要是由空气中的污染气体和沉降粒子引起的, 凡是能带入氮的水和试剂的都不能在实验室内使用, 不能与用氨水、硝酸以及其他氨盐类试剂的分析项目在同一实验室内, 因为它们容易挥发进入空气, 可能溶解在试样中, 使测定结果偏高。所使用的试剂、玻璃器皿也要单独存放, 避免交差污染, 影响测定结果。
5 消解过程
消解温度的控制中, 压力蒸汽消毒器的温度必须严格控制在120~124℃间, 相应压力为1.1~1.3kg/cm。如果压力蒸汽消毒器压力不足, 会造成过硫酸钾分解不完全, 致使空白值过高。如果消毒器温度过高, 又会造成过硫酸钾分解速度加快, 水样吸光度偏高。如果消毒器温度过低则又会造成氧化不完全, 会导致水样吸光值偏低。此时可以装一个稳压器, 将消毒器内压力稳定在此范围内。消解时间控制的标准是使碱性过硫酸钾完全分解, 标准方法是达到规定的温度压力即开始计时, 规定的时间是0.5h。有人建议消解用45min效果更好。
6 比色过程
总氮测定方法的特点之一, 是要同时测定样品在两个不同波长 (220nm和275nm) 处的吸光值, 使用手动调节波长的紫外分光光度仪, 每次测定时需要来回手动调节波长, 每次调波长后完全复位是比较困难的, 所以波长定位也会产生一定误差。一般实验室均采用双光路紫外分光光度计, 其优点是方便快速, 可以避免反复调整波长产生的测量误差, 比色皿之间的误差也能自动修正。如果没有双光路的光度计, 最好在测定一组样品的同一波长后, 再调整到另一波长, 统一测定, 这样可以避免反复调整波长而引起的测量误差。
7 试剂的选择
在用碱性过硫酸钾消解紫外分光光法测定总氮的过程中, 过硫酸钾是实验中关键的试剂。首先, 试剂的纯度关系到空白值的高低、测定结果的准确度。一般普通分析纯过硫酸钾的总氮含量最高不超过0.005%, 但由于试剂质量存在差异, 有的试剂不能达到该要求, 致使空白值偏高。因此, 在条件许可的情况下建议使用优级纯或基准试剂, 尽可能降低试剂中的含氮量, 从而降低空白试验值, 空白试验的吸光度一般不超过0.030。
8 实验室用水及试剂的质量检验
8.1 水的检验:
将所有待选的实验室用水用石英比色皿分别在220nm和275nm波长处测其吸光度, 按A220nm~2A275nm对其吸光度进行修正, 以修正后吸光度值最小的水为实验用水。
8.2 试剂的检验:
将所有待检的过硫酸钾、氢氧化钠按其在实验时消解定容后的溶液中的含量分别配成相应溶液浓度的溶液, 以该溶液作为样品, 分别测定其氨氮、硝酸盐氮的吸光度, 选择吸光度最低者可用。
9 结论与建议
9.1 空白分析对痕量分析结果的准确性、精密性和方法检测限起决定性的作用。
9.2 影响空白试验值的因素有很多, 其中主要有:
用水不纯、试剂不纯、环境条件、试验分析人员的操作、器皿污染等。
9.3 在测定总氮的过程中, 要获得可靠的分析数据, 就一定要降低、控制空白分析值。
提出以下措施:
a.实验中使用的实验用水和碱性过硫酸钾试剂时, 不但要注意其纯度, 还要注意防污染措施和存放的时间, 最好现用现配。
b.在实验操作过程中, 分析人员要随时注意实验操作, 要严格按照操作规范操作, 尤其要注意消解的时间、温度和压力, 过硫酸钾氧化时的操作条件, 吸光度测量时石英比色皿的差异, 所有这些都有可能造成总氮空白测定值偏高。
c.对所有器皿和其它用具都应根据所测项目及要求而选择适宜的洗涤方法, 以期达到洗净仪器的目的。洗干净后再用纯水冲洗3次, 然后妥善保管, 以防止产生新的污染。
摘要：在总氮测定过程中, 实验条件的质量、操作过程直接影响分析样品的精密度和准确度, 如何保证分析样品的精密度和准确度, 成为测定过程的关键之一。从实验室用水、试剂影响、器皿影响、操作过程、压力消毒器温度及环境条件等方面作出分析, 以此指导实验室操作实践。
关键词：总氮,过硫酸钾,空白实验
参考文献
[1]魏复盛.水和废水监测分析方法[M].北京:中国环境科学出版社, 1989:278-280.
水质中总氮测定的常见问题分析 篇4
关键词：总氮,测定试验,影响因素,空白试验
水质型缺水是我国水资源短缺的主要方面, 其中水体富营养化是亟需解决的难题之一。一般情况下, 天然水体中氮磷的含量不高, 但是最近几十年, 由于人类工业活动的影响, 使得天然水体中氮磷含量急剧增加, 致使水生植物大量繁殖, 水中溶解氧极度消耗, 水体富营养化日益严重。总氮作为判断饮用水、水源水、地表水污染程度的重要指标, 是环境水质分析中的必测指标。因此, 如何准确、方便的测定水中总氮的含量有很重要的意义。
1 水质中总氮的测定方法
水体中的总氮是无机氮和有机氮之和。通常, 水质中测定总氮时, 首先用过硫酸钾氧化把有机氮和无机氮化合物转化为硝酸盐, 然后以紫外法、偶氮比色法或离子色谱法进行测定。碱性过硫酸钾氧化-紫外分光光度法 (GB11894-1989) 是水中总氮的国家标准测定方法。该方法的优点是所需试剂较少, 程序相对简单, 测试设备操作简便。但其缺点也比较突出, 实验条件较为严格, 稍有疏漏就会出现空白值偏高和波动, 这样就会加大系统误差。
2 遇到问题及解决方法
根据对水中总氮测定的实际经验以及相关文献资料, 笔者总结出一些经常出现的问题, 同时给出一些可能的解决方案。
2.1 空白值偏高
在总氮测定的实际操作中, 空白值落点应在0.012~0.047范围内, 然而有时空白值会高出此范围, 具体原因分析如下:
2.1.1 实验用水
总氮测定过程对水的要求较为严格, GB11894-1989要求测定全过程使用无氨水, 其制备方法可采用酸化蒸馏, 其目的是控制水中氮离子 (NO3-、NO2-等) 物质的含量。但是制备无氨水比较复杂, 而由Milli-Q纯水器制备的超纯水效率高, 因此有条件的实验室可以直接使用超纯水。
2.1.2 实验器皿
实验器皿对空白值的影响较大, 主要表现在实验器皿的存放、洗涤和选用方面。为了减轻器皿造成的不良影响, 石英比色皿的透光率一定要控制在一定误差范围之内, 实验所用压力蒸汽消毒器和纱布可预先多蒸洗几次。同时, 比色管要选用磨合好的, 为了防止实验中溅出, 加热时用纱布扎紧塞子。
2.1.3 实验试剂的选用、配置和保存
实验应选用优级纯 (GR) 试剂。在配制碱性过硫酸钾溶液的加热过程中, 为了保证过硫酸钾的氧化能力, 选用水浴法, 且水温不能高于60℃。配制该溶液时, 可分开称取过硫酸钾和氢氧化钠, 分开配制, 等氢氧化钠溶液冷至室温, 再进行混合定容。实验时要注意当A275/A220>20%时, 一定是实验用水或试剂的纯度有问题, 应当立即检查, 重新选用实验用水、配置试剂。
2.1.4 消解过程
消解时必须严格控制温度在120~124℃之间, 压力范围1.1~1.3kg/cm2。如果消解温度过低, 消解不充分, 实验结果偏低;反之, 过硫酸钾分解速度加快, 水样的吸光度偏高。为了使碱性过硫酸钾完全分解, 国标方法规定的加热溶解时间是30min, 但是从实际情况来看, 30min一般不能满足过硫酸钾完全消解的要求, 相关实验表明, 50m in的消解时间最适合。消解后需要采取自然冷却至室温后再进行测定, 一般经验是自然冷却2~3h, 一般冬季需冷却2h, 夏季需冷却3h。
2.2 空白值出现波动
标准方法中的参比溶液是无氨水。在实际工作中发现, 当用无氨水调节紫外分光光度计至正常后, 放入空白样品测定, 紫外分光光度计示值会出现负波动, 这时需重新用无氨水做参比调节光度计。在此比色过程中, 需要进行2次无氨水作参比调节光度计, 第一次是在样品测定前, 第二次是在样品测定过第一份样品后。
2.3 N H3-N值高于总氮值
理论上不会出现同一水样中的NH3-N值高于总氮值的现象, 因为总氮是水中的有机氮和无机氮 (通常指NH3-N、NO3-N、NO2-N) 之和。但是在实际实验测定时, 经常出现NH3-N值高于总氮值的现象。分析其出现的原因可知, 氨态氮在碱性介质中, 以氨气形式逸散在比色管气相中, 结果造成测出的总氮包含了NO3-N、NO2-N及部分NH3-N, NH3-N值高于总氮值。因此对于含氨态氮较高的样品, 已不再适宜采用消解法测水中总氮。
3 结论与建议
3.1 结论
1) 实验人员在进行水质总氮的测定时需要特别注意一下几方面:试验用水试剂的纯度, 消解时间, 温度控制, 试验器皿清洁度等。
2) 水质总氮测定中, 降低空白值是保障总氮测试结果可靠度的首要条件。
3.2 建议
1) 采用碱性过硫酸钾氧化-紫外分光光度法 (GB11894—1989) 测定水质中总氮的最佳工艺条件是消解温度为122℃、消解时间50m in、冷却时间2~3h。
2) 为了避免无氨水蒸馏过程造成的污染, 可用新鲜一次蒸馏水和新鲜去离子水代替无氨水。
参考文献
[1]毛立宾.浅谈水质中总氮测定的影响因素[J].环境科学导刊, 2012.
[2]王志伟, 魏海峰.总氮测定中应注意的几个问题.干旱环境监测, 2005.
[3]古昕玲.水质分析中测定总氮影响因素的探讨[J].水利技术监督, 2007.
[4]高一平.水质中总氮分析常见问题及解决方法[J].福建分析测试, 2006.
[5]蒋树艳.水质中总氮测定的几点建议[J].黑龙江科技信息, 2008.
水质总氮 篇5
一、紫外分光光度法的基本概述
自改革开放以来我国的科技发展取得了长足的进步, 尤其是在化工领域中的发展, 紫外分光光度法的应用对于水质方面的发展情况有了一个比较科学的测定方法, 它主要就是通过一些可见光或者是紫外线来对水质进行照射, 它的主要原理就是依靠着在物质分子中价电子能级跃迁从而对辐射加以吸收, 由此就产生了化合物的可见紫外吸收光谱。对于这一方法的使用范围比较的广泛, 只要是有着共轭双键以及芳香环这类结构的有机化合物都可以得到有效的适用, 通过对特定的吸收波长处所测得的吸收度能够在药品的鉴别方面以及对其的纯度检查和含量等方面的测定[1]。
二、紫外分光光度法对水质总氮测定的具体方法
在进行测试的时候首先要对实验的一些材料要齐备, 在实验用水以及试剂这一环节过程中, 实验用水为无氨水, 是新制备的去离子水, 然后再称取四十克的过硫酸钾把其溶合在装有六百毫升的水中, 而后再把十五克的氢氧化钠溶在三百毫升的水中, 等到其在温度上和室温相等的时候, 把这两种实验的溶液混合在一起达到一千毫升并把其放在聚乙烯的瓶中这样保存一周的时间;在其仪器的设备方面, 要利用高压蒸汽灭菌器 (工作温度>120—124℃) , 还要具备紫外分光光度计[2]。
在测定的具体方法上要严格的遵循着紫外分光光度法的测试的步骤进行, 在氢氧化钠以及过硫酸钾的测定方法上要按照中华人民共和国国家环境保护标准HJ636-2012进行, 实验的时间为四十五分钟, 首先对于其实验的结果进行分析, 标准的曲线绘制能够有效的对这一结果得到清晰的显示, 其中总氮的质量是用c来进行表示, 对于校正吸光度的差值使用Ar来表示, 如下图示。
从这一图中可以看到在回归方程与之相关联的系数R是0.9999, 对于分析的要求能够得到满足[3]。
三、紫外分光光度法对水质总氮测定的影响因素探究
在对其具体的影响因素进行分析的时候首先就是在试剂的纯度方面是一个重要的影响因素, 尤其是在实验过程中的氢氧化钠以及过硫酸钾这两种试剂, 一般情况之下对于含有碱性的过硫酸钾消解紫外法对总氮的测定其含氮的分数应该是要小于0.0005%, 而对于硫酸钾应当采取基准试剂或者是优级纯, 这是理想的要求, 而在实际的过程中由于受到生产工艺的相关影响, 在含氮量方面就会有所升高, 这就会致使不能很好的进行比色测定, 而在具体的实验过程中, 为了能够对实验的系统误差得到有效的降低, 要在盐酸方面采用优级纯试剂[4]。
通过紫外分光光度法对水质的总氮进行测定的这一过程中, 消解的环境对于总氮的测定会产生一定的影响, 由于在这一消解过程当中是在一个高压蒸汽灭菌器中所进行, 而灭菌器中的水分对于在实验室中的挥发的氨气以及硝酸和一些铵盐试剂等比较的容易吸收, 在消解的时候灭菌器是处于关闭状态的, 这样就会使得水分在高温高压之下得以蒸发, 在这一环境的清洁度上对于总氮的测定结果是有着影响的, 根据实际的实验研究得知, 消解环境对于紫外分光光度法的测定总氮影响是不可忽视的。
还有就是对于实验用水的选择以及样品的消解和水样的干扰与消除等方面的因素, 在标准的要求中, 对于整个的总氮分析的过程中要采取无氨水, 这样做的目的就是为了能够避免水中可能会存在的NO3-和NO2-等离子对实验的真值产生影响, 在样品的消解完毕之后, 要在其压力表归零之后实行放气, 这样能够防止比色管中的溶液发生瀑沸的现象或者是产生爆裂, 从而影响对总氮的测定, 另外就是对于水样的干扰以及消除的影响因素方面, 对其加入一定量的盐酸之后能够很好的得到消除, 在消解时要进行冷却之后再进行测定这样就会在准确度上得到提升。
结语
文主要就水质总氮在紫外法进行测定的过程中对其影响的因素加以深入的分析探究, 在对水质进行总氮测定的过程中, 在一些影响因素的影响下会受到多方面的阻碍, 故此, 要进行对其详细的分析探究, 找出影响因素从而有效的对其避免解决, 在具体的过程中要对各个环节得到严格的把控才能够有效的测定, 从而保障其准确性以及精密度。
参考文献
[1]王钰涵.水中总氮测定时高空白值的产生原因和控制[J].科技创新导报, 2013, (09) .
[2]潘本锋, 鲁雪生, 李莉娜, 丁聪隽, 王晓燕.紫外分光光度法测定总氮空白值过高原因分析[J].环境科技, 2012, (01) .
[3]刁小冬, 黄桂荣, 何阳.离子色谱法同时测定水中总氮和总磷[J].化工环保, 2012, (03) .