總氮是各種無(wú)機(jī)態(tài)氮（硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮）和有機(jī)態(tài)氮（蛋白質(zhì)、氨基酸、有機(jī)胺）的總量，它是衡量水質(zhì)的重要指標(biāo)。

目前，比較常用的總氮檢驗(yàn)方法是堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法(HJ636－2012)。

但很多水友反應(yīng)該方法不好做，其中代表性問(wèn)題有:

• 氨氮高于總氮的測(cè)定結(jié)果；

• 空白的校正吸光度太高，大于0.030。

 

01

空白吸光值過(guò)高

 

空白值偏高是影響總氮測(cè)定準(zhǔn)確度的主要因素，HJ636－2012要求空白實(shí)驗(yàn)的校正吸光度A（A=A220－2A275）＜0.030。

在總氮測(cè)定中，實(shí)驗(yàn)空白值常與玻璃器皿的潔凈度、實(shí)驗(yàn)用水、過(guò)硫酸鉀試劑純度、堿性過(guò)硫酸鉀溶液的溫度與保存時(shí)間等因素密切相關(guān)。

1、玻璃器皿的潔凈度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

相關(guān)研究顯示，常規(guī)氮玻璃器皿的洗滌標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法滿足實(shí)際需要。

因此，用于總氮測(cè)定的器皿在常規(guī)洗凈后，還需在鹽酸溶液（1體積鹽酸倒入9體積水）中浸泡24h，然后再用無(wú)氨水進(jìn)行涮洗。

如下表實(shí)驗(yàn)結(jié)果所示，實(shí)驗(yàn)所用玻璃器皿在去污粉清洗的條件下空白吸光度均大于標(biāo)準(zhǔn)要求的0.030，此時(shí)應(yīng)檢查器皿的污染狀況。

而在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，用去污粉清洗后再用鹽酸浸泡24h，空白吸光度完全符合HJ 636—2012 的質(zhì)控要求。

綜上所述，為防止總氮測(cè)定準(zhǔn)確度出現(xiàn)偏差，建議每次測(cè)定后，所有的玻璃器皿在清洗干凈后，直接浸泡到鹽酸溶液中。每次使用前，最好再用新鮮制備的超純水沖洗數(shù)次并立即使用。

2、實(shí)驗(yàn)用水對(duì)測(cè)定結(jié)果對(duì)影響

雖然HJ636—2012對(duì)實(shí)驗(yàn)用水明確要求為“無(wú)氨水”，但在相同實(shí)驗(yàn)條件下，超純水的空白值最小，且超純水機(jī)是多數(shù)實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)設(shè)備，方便做到現(xiàn)用現(xiàn)制備。

如下表所示，用超純水和無(wú)氨水測(cè)定的空白值比去離子水小，超純水的空白值最小，三者均滿足總氮測(cè)定要求。

不同實(shí)驗(yàn)用水的空白值

從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，空白值越低，對(duì)總氮測(cè)定準(zhǔn)確度越有利，尤其是測(cè)試總氮含量較低的樣品。因此，建議有條件的實(shí)驗(yàn)室使用超純水。

3、過(guò)硫酸鉀試劑純度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

HJ636—2012要求過(guò)硫酸鉀試劑的含氮量應(yīng)不超過(guò)0.0005%，但不同廠家、不同批次生產(chǎn)的過(guò)硫酸鉀質(zhì)量存在差異。

對(duì)于一些純度不高的過(guò)硫酸鉀可以進(jìn)行提純以達(dá)到HJ636—2012質(zhì)控要求。

但由于實(shí)驗(yàn)室條件限制以及過(guò)硫酸鉀對(duì)50 ℃以上溫度的不穩(wěn)定性，建議優(yōu)先選用合格的國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑或進(jìn)口過(guò)硫酸鉀。

不過(guò)從成本角度看，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑相比于進(jìn)口的更加物美價(jià)廉，所測(cè)數(shù)據(jù)也完全滿足HJ636—2012質(zhì)控要求。

過(guò)硫酸鉀純度對(duì)空白值對(duì)影響

4、過(guò)硫酸鉀溫度及貯存對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

HJ636—2012中堿性過(guò)硫酸鉀溶液配制方法：40.0g過(guò)硫酸鉀溶于600mL水中，另取15.0g氫氧化鈉溶于300mL水中。待氫氧化鈉溶液溫度冷卻至室溫后，混合兩種溶液定容至10 00mL。

過(guò)硫酸鉀常溫下不易完全溶解，為促進(jìn)其溶解往往需要加熱。

需特別注意的是，過(guò)硫酸鉀在60℃甚至50℃就會(huì)分解，因此在實(shí)際工作中加熱溫度最好控制在50℃以內(nèi)。這樣既利于促進(jìn)過(guò)硫酸鉀溶解，又可減少高溫對(duì)過(guò)硫酸鉀氧化能力的損失。

同時(shí)，過(guò)硫酸鉀和氫氧化鈉最好分別配制，待氫氧化鈉溶液冷卻至室溫后再混合定容。這是由于氫氧化鈉在溶解過(guò)程中會(huì)放出大量熱而導(dǎo)致配制過(guò)程中過(guò)硫酸鉀氧化能力的損失。

配制好的堿性過(guò)硫酸鉀溶液保存于聚乙烯瓶中，其放置天數(shù)對(duì)空白值有重要影響。

相關(guān)研究表明，空白值隨著堿性過(guò)硫酸鉀放置時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增大，用新配制的堿性過(guò)硫酸鉀測(cè)得空白值最低。

堿性過(guò)硫酸鉀放置時(shí)間對(duì)空白值的影響

如上表所示，7日內(nèi)空白值差別不大，在保存30日后所測(cè)得的空白值仍能滿足試驗(yàn)要求。

因此，配好的堿性過(guò)硫酸鉀最好在“7日保鮮期”內(nèi)使用，若保存條件良好，可延長(zhǎng)放置時(shí)間在30日左右。

5、其他因素對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

實(shí)際工作中還發(fā)現(xiàn)，總氮測(cè)定中還有不少因素也會(huì)導(dǎo)致結(jié)果準(zhǔn)確度降低，如消解時(shí)間及冷卻時(shí)間、水樣的酸堿度等。

按HJ636—2012要求，總氮樣品消解需在高壓蒸汽滅菌器中壓力為1.1～1.4kg/cm2，保持溫度在120℃～124℃之間30min。另外有實(shí)驗(yàn)表明，消解完成后延長(zhǎng)降溫冷卻時(shí)間，待溫度下降到低于50℃再開閥放氣取出比色管冷卻，測(cè)定結(jié)果較好。

同樣的，當(dāng)水樣pH值在5～9這個(gè)范圍內(nèi)的測(cè)定結(jié)果較好，且數(shù)據(jù)波動(dòng)性較小; 超出此范圍數(shù)據(jù)波動(dòng)性較大，準(zhǔn)確度降低，且無(wú)明顯規(guī)律。

 

02

總氮含量低于氨氮含量的現(xiàn)象

 

按道理來(lái)說(shuō)，氨氮包含于無(wú)機(jī)氮，而無(wú)機(jī)氮包含于總氮中。

但在實(shí)際測(cè)定中，氨氮>總氮的情況還是很常見的。 

對(duì)于這種現(xiàn)象來(lái)說(shuō)，一般看法是樣品中氨氮含量較高時(shí)，加入堿性過(guò)硫酸鉀，在堿性條件下形成氨水，氨水揮發(fā)生成氨氣，從比色管中釋放出來(lái)，導(dǎo)致測(cè)定的總氮量只包含了部分氨氮，從而低于氨氮含量。

因此，利用堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法處理樣品時(shí)，可以在所有樣品都加入過(guò)硫酸鉀溶液后，統(tǒng)一加蓋。這樣就給氨氮含量較高的樣品中氨氮以氨氣形式揮發(fā)出來(lái)創(chuàng)造了時(shí)間。

當(dāng)然，也有操作人員采用雙管消解法。即將樣品加入比色管用無(wú)氨水稀釋至10mL后，將堿性過(guò)硫酸鉀加入另一小試管中，再將裝有堿性過(guò)硫酸鉀的小試管放入比色管中，小試管頂部的高度應(yīng)超出比色管中的試樣液面以避免樣品處于堿性環(huán)境，蓋上比色管蓋后，再進(jìn)行比色管內(nèi)兩種液體的混合。

但雙管法在實(shí)際操作過(guò)程中過(guò)于繁瑣，測(cè)試結(jié)果也不是很理想。

其實(shí)，針對(duì)氨氮>總氮這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該如HJ636－2012的征求意見稿所說(shuō)，“不應(yīng)該僅僅停留在總氮測(cè)定本身上，而是應(yīng)該從測(cè)定總氮和氨氮兩者之間存在的一些聯(lián)系上查找原因”，“在不斷完善總氮測(cè)定的過(guò)程中，還應(yīng)同步完善氨氮測(cè)定中包括實(shí)驗(yàn)用水、器皿、試劑和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使兩者同步遠(yuǎn)離氮的污染，才能保證測(cè)定結(jié)果的正確性。”