紫外可見分光光度法測定水中總氮含量實驗的結果討論

　　總氮，簡稱為TN，水中的總氮含量是衡量水質的重要指標之一。總氮的定義是水中各種形態無機和有機氮的總量。包括NO3-、NO2-和NH4+等無機氮和蛋白質、氨基酸和有機胺等有機氮，以每升水含氮毫克數計算。常被用來表示水體受營養物質污染的程度。

　　水中的總氮含量是衡量水質的重要指標之一。其測定有助于評價水體被污染和自凈狀況。地表水中氮、磷物質超標時，微生物大量繁殖，浮游生物生長旺盛，出現富營養化狀態。

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　　試劑的配制、存放

　　堿性過硫酸鉀的配制過程十分重要，掌握不好，會影響消解效果，對測定結果產生一定的影響。GB11894—89中關于堿性過硫酸鉀的配制，只是簡單的說將過硫酸鉀和氫氧化鈉溶于水中，并未作其它要求。實際上，過硫酸鉀的溶解速度非常慢，若要加快溶解，絕對不能盲目加熱，即使加熱，也最好采用水浴加熱法，且水浴溫度一定要低于60℃，否則過硫酸鉀會分解失效。配制該溶液時，可分別稱取過硫酸鉀和氫氧化鈉，兩者分開配制，再混合定容，或者先配制氫氧化鈉溶液，待其溫度降到室溫后再加入過硫酸鉀溶解。若二者在一只燒杯中溶于水，應緩慢加水，同時攪拌，防止氫氧化鈉放熱使溶液溫度過高引起局部過硫酸鉀失效。過硫酸鉀的存放也要注意，應避免與還原性物質、硫、磷等混合存放，另外，過硫酸鉀易吸潮，放出氧氣，因此，為防止失效，要將其放在干燥的試劑櫥中。

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　　無氨水的制備

　　實驗過程對水的要求非常嚴格，普通的蒸餾水往往還達不到實驗要求。這時需再做二次加工以得到無氨水。在用蒸餾法制備無氨水時，GB11894—89中指出：“棄去前50ml餾出液，然后將餾出液收集在帶有玻璃塞的玻璃瓶中”。根據工作經驗，僅僅棄去前50ml餾出液是不夠的。舉個例子說，如果蒸出1000ml的無氨水，先前蒸出的200ml餾出液都要棄去，最后蒸出的200ml餾出液也要棄去，只保留中間蒸出的無氨水待用，否則，重蒸無氨水的空白值往往還不如制備之前的普通蒸餾水空白值好。

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　　實驗室環境

　　總氮的分析應在無氨的實驗室環境中進行，室內不應含有揚塵、石油類及其它的氮化合物，絕對不能在分析氨氮等氮類項目的實驗室中做總氮項目的分析，所使用的試劑、玻璃器皿等也要單獨存放，避免交叉污染，影響空白值。

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　　玻璃器皿的洗滌

　　所使用的玻璃器皿應先用（1+9）鹽酸浸泡后，再用無氨水沖洗數次才能使用，否則，也會造成空白值偏高或平行性較差的情況。

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　　消解溫度、壓力的控制

　　對于使用醫用手提蒸氣滅菌器的實驗室，因測定壓力為1.1~1.4kg/cm2，溫度為120℃~124℃，此時可以安裝一個穩壓器，將壓力控制在該范圍，這樣就省去了通過人為切斷電源控制的麻煩，穩定且省力。消解時，GB11894—89中要求達到規定溫度壓力后即開始計時，而筆者的經驗是，達到規定溫度壓力后應當先放氣使壓力表指針回零，再次達到規定溫度壓力后再計時。或者直接打開放氣閥加熱一段時間，待蒸氣滅菌器內的冷空氣被徹底趕盡、放出熱蒸氣后再關閉放氣閥消解，并且將消解溫度控制在123℃，這樣測定結果最為理想。

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　　比色時的注意事項

　　該項目的測定涉及兩個波長（220nm和275nm），有條件的實驗室可采用雙光路紫外分光光度計，其優點是方便快速、可以避免反復調整波長產生測量誤差，皿間誤差也能自動修正。如果沒有雙光路的光度計，建議在測定完一組樣品的同一波長后，再調整到另一波長，統一測定，不要測完一個樣品的兩個吸光度后再換另一個樣品，這樣反復調整波長會引起一定的測量誤差。

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　　試劑的選擇

　　堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定總氮的過程中，過硫酸鉀是至關重要的試劑。首先，試劑的純度關系到空白值的高低、測定結果的準確度。一般普通分析純過硫酸鉀的總氮含量最高不超過0.005%，但由于試劑質量存在差異，有些廠家、批次的試劑含氮量常常達不到這個要求，致使空白值偏高。另外，分析純氫氧化鈉的氮化合物含量雖然大大低于過硫酸鉀的含氮量，但也要仔細選擇。筆者在工作中就曾遇到過將過硫酸鉀溶液與氫氧化鈉溶液混合成堿性過硫酸鉀溶液時，竟散發出氨水氣味的現象，這說明試劑的純度不夠。因此，有條件的話建議使用優級純或基準試劑，盡量降低試劑中的含氮量，從而降低實驗空白值。

　　試驗用水及試劑的檢驗

　　若實驗的空白值不夠理想，則需要對實驗用水及試劑進行檢驗，以選擇出含氮量最低的水和試劑，獲得理想的空白值。筆者的經驗是，若每換一種水、每換一個廠家、一個批次的過硫酸鉀、氫氧化鈉試劑就全過程做一遍總氮，將是相當麻煩的，而且最終還往往難以得出結論。以下總結出的一點簡便的方法，僅供參考。

　　（1）水的檢驗：將所有待選的實驗用水分別裝入石英比色皿中，分別在220nm和275nm波長處測其吸光度，按A220nm-2A275nm對對吸光度進行修正，以修正后吸光度值最小的水為實驗用水。

　　（2）試劑的檢驗：將所有待檢的過硫酸鉀、氫氧化鈉按其在實驗時消解定容后的溶液中的含量分別配成相應濃度的溶液，以此溶液作為樣品，分別測定其氨氮、硝酸鹽氮的吸光度，擇其吸光度最低者而用即可，若有必要，也可進一步計算其氮含量。這里有必要強調的是硝酸鹽氮的檢驗。若采用酚二磺酸分光光度法測定，步驟稍為繁瑣，建議可以參考《水和廢水監測分析方法》第四版中提到的紫外分光光度法，會更簡便。前面提到的配好后呈氨水味的堿性過硫酸鉀溶液，就是通過試劑檢驗，確定是其中的過硫酸鉀試劑氨氮含量太高而決定將其棄用的。