关于水质分析中总氮检测的探讨

总氮是指水体中所有含氮化合物中的氮含量，即亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、无机盐氮、溶解态氮及大部分有机含氮化合物中的氮的总和。它是反映水体富营养化程度的重要指标之一。 
　　一、实验部分 
　　1、方法原理 
　　总氮的测定方法为GB11894-1989《碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》，其原理是过硫酸钾在60 ℃以上的水溶液中，能分解产生硫酸氢钾和原子态氧，硫酸氢钾在溶液中离解而产生氢离子，加入氢氧化钠用以中和氢离子，使过硫酸钾分解完全，同时分解出的原子态氧在120～124 ℃条件下，可使水样中含氮化合物的氮元素转变为硝酸盐，并且在此过程中有机物同时被氧化分解。由于硝酸根离子在220 nm处有特征吸收峰，测定水样的吸收光度来定量测定硝酸盐氮的含量，进而测定总氮含量。 
　　2、仪器 
　　（1）Lambda25紫外可见分光光度计及10mm石英比色皿。 
　　（2）医用手提式蒸汽灭菌器。 
　　（3）25mL具有玻璃磨口塞的比色管。 
　　3、试剂 
　　（1）实验室所用盐酸、硫酸、氢氧化钠、过硫酸钾均为分析纯试剂，实验用纯水均为无氨水。 
　　（2）碱性过硫酸钾溶液：称取40g过硫酸钾（K2S2O8），另称取15g氢氧化钠（NaOH）， 溶于纯水中， 稀释至1000mL。现用现配。 
　　（3）总氮标准使用溶液：CN=10mg/L。 
　　取10ml总氮标准物质（100308：500 mg/L）移至500ml容量瓶中，用纯水稀释至标线。 
　　（4）硝酸盐氮标准使用溶液：CN=10mg/L。 
　　取10ml硝酸盐氮标准物质（80616：500 mg/L）移至500ml容量瓶中，用纯水稀释至标线。 
　　（5）亚硝酸盐氮标准使用溶液：CN=10mg/L。 
　　取10ml亚硝酸盐氮标准物质（103305：100 mg/L）移至100ml容量瓶中，用纯水稀释至标线。 
　　4、分析步骤 
　　分别用总氮标准使用溶液、硝酸盐氮标准使用溶液、亚硝酸盐氮标准使用溶液配制校准曲线，在25mL比色管中分别加入0mL、0.50mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、7.00mL、10.0mL标准使用液，加纯水稀释至10.00mL。加入5mL碱性过硫酸钾溶液，塞紧磨口塞，用纱布及纱绳裹紧管塞，以防高温消解时迸出。将比色管置于医用手提式蒸汽灭菌器中，加热至顶压阀吹气时开始计时，保持45分钟。等灭菌器压力降为零后，打开放气阀，移去盖子，取出比色管冷却至室温。加入（1+9）V/V盐酸1mL，用纯水稀释至25mL标线,混匀。在Lambda25紫外分光光度计上，以纯水作参比，用10mm石英比色皿分别在220nm、275nm波长处测定吸光度，并用式（1）计算出校准吸光度A。 
　　A=A220-2A275…………………(1) 
　　在校准曲线上求出相应的总氮含量。 
　　二、实验结果 
　　1、用不同标准物质绘制的工作曲线及检测结果 
　　（1）分别用总氮标准使用溶液（CN=10.0mg/L）、硝酸盐氮标准使用溶液（CN=10.0mg/L）、亚硝酸盐氮标准使用溶液（CN=10.0mg/L）绘制工作曲线，并测定同一总氮自控样，检测结果如表1所示。 
　　表1：不同标准物质绘制的工作曲线及检测结果 
　　标准物质 线性相关系数 斜率 截距 总氮自控样（203223）浓度（mg/L） 
　　总氮 0.9997 95.5 -0.123 4.92 
　　硝酸盐氮 0.9995 95.1 0.128 4.86 
　　亚硝酸盐氮 0.9990 93.7 0.424 4.89 
　　注：总氮自控样（203223）的真值为：4.78±0.34mg/L。 
　　（2）分别用总氮标准使用溶液（CN=10.0mg/L）、硝酸盐氮标准使用溶液（CN=10.0mg/L）、亚硝酸盐氮标准使用溶液（CN=10.0mg/L）对总氮自控样（203223）加标，其结果如表2所示。 
　　表2：不同加标物质及其回收率 
　　 总氮标准使用液 硝酸盐氮标准使用液 亚硝酸盐标准使用液 
　　加标量（ug） 10.0 10.0 10.0 
　　（总氮标准物质）工作曲线 回收率（%） 94.0 109 97.0 
　　（硝酸盐氮标准物质）工作曲线 回收率（%） 97.0 112 100 
　　（亚硝酸盐氮标准物质）工作曲线 回收率（%） 90.0 97.0 95.0 
　　2、总氮标准使用液（CN=10.0mg/L）分别在第1、10、20、30天配制总氮工作曲线进行实验。其工作曲线的斜率分别为：94.4、95.6、94.0、95.4，截距分别为：0.477、-0.241、0.414、0.471。用这些曲线测定总氮自控样（90306）的浓度分别为：2.162、2.276、2.218、2.282。测定结果都在自控样的真值范围内。 
　　总氮自控样（90306）的真值为：2.255±0.113mg/L 
　　三、结论 
　　在水质分析的总氮检测中，只要严格控制对实验产生影响的条件（例如实验用水、实验试剂、消解温度及时间等），用不同的标准物质（总氮标准物质、硝酸盐氮标准物质、亚硝酸盐氮标准物质）绘制测定总氮的工作曲线，对测定总氮是没有什么影响的，是完全可行的。其次，配制好的总氮标准使用液，存放在冰箱中，至少可以使用一个月。