紫外分光光度法测定水质中总氮的影响因素

总氮是指水中有机氮和无机氮的总量，包括各种形态的无机氮（NO3-、NO2-和NH4+等）和有机氮（蛋白质、氨基酸和有机胺等）。监测水质中总氮的含量有利于帮助人们对水体被污染和水体自净情况进行判断。如果地表水中氮磷等物质过多，微生物大量繁殖，浮游生物生長旺盛，则会出现富营养化状态。因此，总氮还常被用来表示水体受营养物质污染的程度，紫外分光光度法主要用于地表水、水库、湖泊、江河水中总氮的测定，在测定中要对各种影响因素进行分析，避免其对检测结果造成影响。

1、紫外分光光度法测定总氮的原理

利用紫外分光光度法测定水体中总氮含量的方式是：当水溶液高于60℃时，过硫酸钾会发生分解，分解之后会产生氢离子与原子态氧，此时可加入氢氧化钠中和产生的氢离子，保证过硫酸钾能够完全分解。在120℃—124℃碱性介质条件下，放入过硫酸钾氧化剂，对水体中的氨氮以及亚硝酸盐氮进行氧化，生成硝酸盐，同时可以将其中部分有机氮化合物氧化转化成硝酸盐。用紫外分光光度法在波长为220nm和275nm处分别进行样品吸光度的测定，按照下式对硝酸盐氮吸光度值进行计算：

A=A220—2A275

从而计算水样中总氮的含量。

其中，高于60℃条件下过硫酸钾水溶液中反应过程为：

H2S2O8+H2O→2KHSO4+[O]，KHSO4→K++HSO4-，HSO4-→H++SO42-

其中C0（NH2）2代表可溶有机氮化物，各种形态氮氧化反应为：

（NH4）2S04+4NaOH+8→[O]→2NaNO3+Na2SO4+6H2O

CO→（NH2）2+2NaOH+8[O]→+2NaNO3+CO2+3H20，NaNO2+[O]→NaNO3

2、紫外分光光度法总氮测定试验分析

2.1仪器与试剂

首先准备的设备有紫外分光光度计TU一1900；

试剂：①0.100mg/mL硝酸钾标准贮备液为试剂：称取0.7218g硝酸钾，用105℃烘4h后溶解于水中，然后将其放置到1000mL容量的容器瓶中加无氨水稀释到标线；

②0.010mg/mL硝酸钾标准使用液：将贮备液按照l0倍进行稀释即可；

③无氨水；

④碱性过硫酸钾溶液：称取40g过硫酸钾，15g氢氧化钠，溶于无氨水中，稀释至1000ml，存放于聚乙烯瓶内；

⑤（1+9）盐酸溶液

2.2测定流程

（1）在25mL比色管中取10mL作为样本，选用氢氧化钠或者盐酸溶液将样品pH值调到5～9范围内（2）将5mL碱性过硫酸钾溶液放入到调好的样品中，塞紧磨口塞并用纱布和绳子扎紧瓶口（3）将比色管放到压力锅中，加热至120℃～124℃后，保持此温度持续加热30分钟（4）加热结束后，将比色管取出冷却到室温，待冷却后加入lml（l+9）的盐酸溶液，用无氨水进行稀释至25ml并将溶液混匀（5）吸取上清液，放到lcm石英比色皿内后将其放置到紫外分光光度计上，以无氨水加（1+9）盐酸溶液作为参比，监测水样在220nm与275nm波长处吸光度。

2.3标准曲线

分别向6支25mL色管内加入0，0.50，1.00，3.00，5.00，7.00，8.00ml的0.010mg/ml硝酸钾标准溶液，并用无氨水稀释到10.00ml标线。然后按照上述（2）-（5）流程进行测定。

2.4测定结果

水样总氮含量计算公式为：C=m/v，

其中C表示水样中总氮浓度，单为mg/l；m表示水样中测出含氮量，单位ug；v表示取样体积，单位ml。

校正吸光度计算：A=A220—2A275式中，A表示校正吸光度，A220表示220nm波长所测吸光度，A275表示275nm波长所测吸光度。

3、紫外分光光度法总氮测定影响因素分析

3.1实验用水

配置碱性过硫酸钾溶液可分别选择蒸馏无氨水，新鲜蒸馏水，新鲜去离子水进行，并逐个进行空白实验，设置5个重复，结果如表1所示。通过实验可知，碱性过硫酸钾溶液用水不同，空白值吸光度值存在较大差异，可见，试验用水是影响空白值吸光度高低的关键性因素。

3.2过硫酸钾

过硫酸钾的纯度对测定结果影响较大，所以要保证过硫酸钾的质量，并且妥善保存，否则总氮含量过高会造成空白试验值偏高。

过硫酸钾在0℃是的溶解度是17.5g/L，用重结晶的方式可以很好的精制过硫酸钾。（1）在广口瓶加水，40℃水浴锅加热，然后逐渐加入碱性过硫酸钾，直至不能溶解为止；（2）把上述完全溶解的饱和溶液放在室温中自然冷却，再放进低温冰箱中重结晶；（3）同时另取广口瓶准备一瓶冰去离子水，重结晶结束后，倒掉上清液然后用冰好的去离子水倒入广口瓶中清洗晶体2-4遍；（4）重复以上步骤，再次进行重结晶，晶体清洗完成后倒掉上清液，然后放入烘箱烘干即得成品。重结晶3次之后做空白吸光度测试结果如下表：

3.3实验环境

实验环境对测定结果也会产生一定影响，如果实验环境过于杂乱，实验试剂过多则会造成交叉污染，从而影响测定结果的精确性。

3.4波长定位

为避免手动调节波长紫外分光光度仪带来的误差，可以选择用双光路紫外分光光度计进行测定，尽量减小误差。

3.5氨氮值

有些样品铵态氮含量较高，会发生氨氮值大于总氮值的情况，这时候需要在实验时消解30min后放气，并趁热摇匀比色管，利用热K2S2O8将气相中氨气消解转变为NO3-。

结语

紫外分光光度法是目前常用于测定水质总氮的方法，结合上述研究分析，为提高测定结果的准确性，可以从实验用水，过硫酸钾纯度，同时把控好实验环境，波长定位，氨氮值等因素，结合总氮测定原理，对实验的每个环节严格进行监测控制，从而整体上保证总氮检测的精确度。