關于水質分析中總氮檢測的探討

總氮是指水體中所有含氮化合物中的氮含量，即亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、無機鹽氮、溶解態氮及大部分有機含氮化合物中的氮的總和。它是反映水體富營養化程度的重要指標之一。 
　　一、實驗部分 
　　1、方法原理 
　　總氮的測定方法為GB11894-1989《堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》，其原理是過硫酸鉀在60 ℃以上的水溶液中，能分解產生硫酸氫鉀和原子態氧，硫酸氫鉀在溶液中離解而產生氫離子，加入氫氧化鈉用以中和氫離子，使過硫酸鉀分解完全，同時分解出的原子態氧在120～124 ℃條件下，可使水樣中含氮化合物的氮元素轉變為硝酸鹽，并且在此過程中有機物同時被氧化分解。由于硝酸根離子在220 nm處有特征吸收峰，測定水樣的吸收光度來定量測定硝酸鹽氮的含量，進而測定總氮含量。 
　　2、儀器 
　　（1）Lambda25紫外可見分光光度計及10mm石英比色皿。 
　　（2）醫用手提式蒸汽滅菌器。 
　　（3）25mL具有玻璃磨口塞的比色管。 
　　3、試劑 
　　（1）實驗室所用鹽酸、硫酸、氫氧化鈉、過硫酸鉀均為分析純試劑，實驗用純水均為無氨水。 
　　（2）堿性過硫酸鉀溶液：稱取40g過硫酸鉀（K2S2O8），另稱取15g氫氧化鈉（NaOH）， 溶于純水中， 稀釋至1000mL。現用現配。 
　　（3）總氮標準使用溶液：CN=10mg/L。 
　　取10ml總氮標準物質（100308：500 mg/L）移至500ml容量瓶中，用純水稀釋至標線。 
　　（4）硝酸鹽氮標準使用溶液：CN=10mg/L。 
　　取10ml硝酸鹽氮標準物質（80616：500 mg/L）移至500ml容量瓶中，用純水稀釋至標線。 
　　（5）亞硝酸鹽氮標準使用溶液：CN=10mg/L。 
　　取10ml亞硝酸鹽氮標準物質（103305：100 mg/L）移至100ml容量瓶中，用純水稀釋至標線。 
　　4、分析步驟 
　　分別用總氮標準使用溶液、硝酸鹽氮標準使用溶液、亞硝酸鹽氮標準使用溶液配制校準曲線，在25mL比色管中分別加入0mL、0.50mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、7.00mL、10.0mL標準使用液，加純水稀釋至10.00mL。加入5mL堿性過硫酸鉀溶液，塞緊磨口塞，用紗布及紗繩裹緊管塞，以防高溫消解時迸出。將比色管置于醫用手提式蒸汽滅菌器中，加熱至頂壓閥吹氣時開始計時，保持45分鐘。等滅菌器壓力降為零后，打開放氣閥，移去蓋子，取出比色管冷卻至室溫。加入（1+9）V/V鹽酸1mL，用純水稀釋至25mL標線,混勻。在Lambda25紫外分光光度計上，以純水作參比，用10mm石英比色皿分別在220nm、275nm波長處測定吸光度，并用式（1）計算出校準吸光度A。 
　　A=A220-2A275…………………(1) 
　　在校準曲線上求出相應的總氮含量。 
　　二、實驗結果 
　　1、用不同標準物質繪制的工作曲線及檢測結果 
　　（1）分別用總氮標準使用溶液（CN=10.0mg/L）、硝酸鹽氮標準使用溶液（CN=10.0mg/L）、亞硝酸鹽氮標準使用溶液（CN=10.0mg/L）繪制工作曲線，并測定同一總氮自控樣，檢測結果如表1所示。 
　　表1：不同標準物質繪制的工作曲線及檢測結果 
　　標準物質 線性相關系數 斜率 截距 總氮自控樣（203223）濃度（mg/L） 
　　總氮 0.9997 95.5 -0.123 4.92 
　　硝酸鹽氮 0.9995 95.1 0.128 4.86 
　　亞硝酸鹽氮 0.9990 93.7 0.424 4.89 
　　注：總氮自控樣（203223）的真值為：4.78±0.34mg/L。 
　　（2）分別用總氮標準使用溶液（CN=10.0mg/L）、硝酸鹽氮標準使用溶液（CN=10.0mg/L）、亞硝酸鹽氮標準使用溶液（CN=10.0mg/L）對總氮自控樣（203223）加標，其結果如表2所示。 
　　表2：不同加標物質及其回收率 
　　 總氮標準使用液 硝酸鹽氮標準使用液 亞硝酸鹽標準使用液 
　　加標量（ug） 10.0 10.0 10.0 
　　（總氮標準物質）工作曲線 回收率（%） 94.0 109 97.0 
　　（硝酸鹽氮標準物質）工作曲線 回收率（%） 97.0 112 100 
　　（亞硝酸鹽氮標準物質）工作曲線 回收率（%） 90.0 97.0 95.0 
　　2、總氮標準使用液（CN=10.0mg/L）分別在第1、10、20、30天配制總氮工作曲線進行實驗。其工作曲線的斜率分別為：94.4、95.6、94.0、95.4，截距分別為：0.477、-0.241、0.414、0.471。用這些曲線測定總氮自控樣（90306）的濃度分別為：2.162、2.276、2.218、2.282。測定結果都在自控樣的真值范圍內。 
　　總氮自控樣（90306）的真值為：2.255±0.113mg/L 
　　三、結論 
　　在水質分析的總氮檢測中，只要嚴格控制對實驗產生影響的條件（例如實驗用水、實驗試劑、消解溫度及時間等），用不同的標準物質（總氮標準物質、硝酸鹽氮標準物質、亞硝酸鹽氮標準物質）繪制測定總氮的工作曲線，對測定總氮是沒有什么影響的，是完全可行的。其次，配制好的總氮標準使用液，存放在冰箱中，至少可以使用一個月。