衡量水體水質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)之一就是氮,亞硝酸鹽氮是各種氮化物分解中的中間生成物,同時(shí)也是有機(jī)污染的關(guān)鍵產(chǎn)物,含氮有機(jī)物經(jīng)過無機(jī)化反映后的最終產(chǎn)物是硝酸鹽氮。氨氮存在于水體中時(shí),表示有機(jī)物還在分解,因此可以作為判斷水體污染的標(biāo)準(zhǔn)。所以,對(duì)于水體中氮化物的測(cè)定對(duì)于水質(zhì)檢測(cè)十分重要。 1、水質(zhì)中總氮的測(cè)定方法 無機(jī)氮與有機(jī)氮的總和成為水體中的總氮,一般來說,在對(duì)水質(zhì)測(cè)定總氮時(shí),要先用硫酸鉀將無機(jī)氮化合物與有機(jī)氮化合物進(jìn)行氧化,再利用偶氮比色法、紫外法或者離子色譜法對(duì)其進(jìn)行測(cè)定。我國對(duì)水中總氮的國標(biāo)測(cè)定方法是堿性過硫酸鉀氧化- 紫外分光光度法(HJ 636―2012)。主要有點(diǎn)是使用的試劑很少,操作及程序都比較簡(jiǎn)單,但也存在一定缺陷,該方法對(duì)實(shí)驗(yàn)條件十分苛刻,如果有疏忽的地方可能會(huì)造成波動(dòng)及空白值偏高,從而導(dǎo)致系統(tǒng)誤差提高。 2 、問題與解析 2.1 試劑對(duì)測(cè)定的影響 (1)過硫酸鉀試劑(K2S2O8) 一般的國產(chǎn)分析純過硫酸鉀的純度不小于99.5%,而總氮及雜志的含量不能超過0.005%。按照HJ 636―2012的方法測(cè)定,就會(huì)出現(xiàn)樣品的吸光值都是負(fù)值,或者檢測(cè)結(jié)果的誤差較大或平行性很差,最終導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。如果不是實(shí)驗(yàn)儀器出現(xiàn)故障,那么就很可能是過硫酸鉀試劑不合格,從而導(dǎo)致空白值偏高,或者消解失敗。過硫酸鉀試劑是否合格可以通過以下方法進(jìn)行檢驗(yàn):第一,將過硫酸鉀和氫氧化鈉進(jìn)行配置,使其與消解定容后對(duì)應(yīng)濃度的溶液相符,然后對(duì)硝酸鹽氮和氨氮的吸光度進(jìn)行檢測(cè),選擇值較小的;第二,如果配置后的液體有類似氨水味道散出需要放棄使用;第三,使用堿性為5%的過硫酸鉀消解空白樣品對(duì)吸光度進(jìn)行檢測(cè),選擇吸光度220納米和吸光度275納米且無吸收峰的。 (2)堿性過硫酸鉀存放時(shí)效 堿性過硫酸鉀是將非硝酸鹽氮氧化成硝酸鹽氮,再對(duì)總氮含量計(jì)算,所以堿性過硫酸鉀時(shí)效保證十分重要。室溫較低時(shí),存放的過硫酸鉀就會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶,一旦出現(xiàn)結(jié)晶就應(yīng)該停止使用。 使用當(dāng)天配制的過硫酸鉀及放置一天、兩天、三天、五天、七天、十天的過硫酸鉀做對(duì)比試驗(yàn)。經(jīng)過試驗(yàn)得出結(jié)論:新配制的和放置1到5天的過硫酸鉀消解標(biāo)準(zhǔn)試樣試驗(yàn)結(jié)果都在誤差允許范圍中,存放7天以上的誤差較大,不能使用。 2.2 空白值對(duì)分析結(jié)果的影響 根據(jù)HJ 636―2012中規(guī)定,空白試樣的吸光值不能大于0.030。在實(shí)際的試驗(yàn)過程中,容易出現(xiàn)不能達(dá)到要求從而影響分析結(jié)果。以下是影響空白值的幾種因素: (1)分析用水影響空白值 檢測(cè)分析用水的最簡(jiǎn)便的方法就是對(duì)其在吸光度220nm和275nm時(shí)進(jìn)行測(cè)定,根據(jù)A220nm-A275nm對(duì)吸光度進(jìn)行調(diào)整,選擇吸光度最低的分析用水。為了更好地對(duì)比不同分析用水對(duì)空白值產(chǎn)生的影響,分別使用符合標(biāo)準(zhǔn)的過硫酸鉀和新制備的一般蒸餾水、無氨水、超純水測(cè)定空白值。經(jīng)過分析對(duì)比可以看出,無氨水和超純水都可以明顯降低空白值,超純水的效果最佳。一般蒸餾水的空白值比較大并且在吸光度275nm時(shí)還會(huì)出現(xiàn)負(fù)值,不適合做分析用水。分析用水在當(dāng)天制作當(dāng)天使用效果最佳,存放時(shí)間越長(zhǎng),空白值就會(huì)隨之提高。 (2)過硫酸鉀影響空白值 通過以上方式,選擇出合適的過硫酸鉀和較合適的分析用水搭配使用,可以達(dá)到降低空白值的試驗(yàn)要求,但是如若條件不足只有純度較低的過硫酸鉀時(shí),可以通過對(duì)其進(jìn)行提純。具體做法是:把過硫酸鉀溶解于55℃±5℃的無氨水中,在無氨的干凈環(huán)境下自然冷卻到室溫,再放入4℃的冷藏柜中,使用玻璃砂漏斗過濾,用紅外燈烘干結(jié)晶體得到純度較高的過硫酸鉀。 使用不符合標(biāo)準(zhǔn)的過硫酸鉀、符合標(biāo)準(zhǔn)的過硫酸鉀、提純后的過硫酸鉀做對(duì)比試驗(yàn),分別和超純水配制成消解液測(cè)定空白值。通過測(cè)定結(jié)果能夠看出:過硫酸鉀純度較低時(shí),空白值最高,提純之后的空白值可以達(dá)到試驗(yàn)要求。 (3)試驗(yàn)環(huán)境影響空白值 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)項(xiàng)目的交互污染。實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境應(yīng)該干凈整潔,防止各個(gè)試驗(yàn)之間交叉污染。測(cè)定總氮的試驗(yàn)項(xiàng)目不可以和其他使用氨水、硝酸類試驗(yàn)項(xiàng)目在同一個(gè)房間,更應(yīng)該嚴(yán)格控制帶含氮的水和試劑進(jìn)入房間。試驗(yàn)用到的試劑、玻璃器具都需要獨(dú)自放置。消解時(shí)使用的比色皿應(yīng)該使用搭配的瓶塞,以確保密封良好。這樣做能夠防止由于揮發(fā)出的含氮?dú)怏w再次溶于試劑中,或者因?yàn)槠渌绞轿廴驹噭?dǎo)致空白值偏高。 (4)消解過程影響空白值 可以依據(jù)HJ 636―2012中規(guī)定的消解步驟,在放氣閥門打開的情況下加熱到蒸汽散出,保持3分鐘左右再把壓力鍋中的冷空氣完全排除,關(guān)閉放氣閥提高溫度到120-124℃,消解時(shí)間保持30分鐘。在消解之前應(yīng)該注意把比色皿中的溶液搖勻并扎緊。在消解完成后,等壓力鍋?zhàn)匀焕鋮s到壓力為零后再打開閥門,趁熱再反復(fù)搖勻,使得氨氣體在高溫環(huán)境下溶入到消解液中,成為NO3-,然后靜置自然冷卻。如此做可以確保完全消解,降低空白值在合適的范圍內(nèi)。 3、加入HCL溶液后時(shí)間的控制 使用標(biāo)準(zhǔn)試樣、清潔的地表水、廢水這三種樣品做對(duì)比試驗(yàn),在消解完成后自然冷卻到室溫,再加入HCL溶液,使用超純水定容到刻度,試驗(yàn)時(shí)間分別選擇為30分鐘、1小時(shí)、2小時(shí)、24小時(shí)。通過對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果分析,隨著試驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng),測(cè)定結(jié)果也隨之升高。對(duì)于清潔的地表水,試驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng),試驗(yàn)結(jié)果的變化較明顯,相對(duì)誤差也較高。所以待測(cè)樣品特別是低濃度樣品在加入HCL溶液后應(yīng)該盡快進(jìn)行測(cè)定。 4、比色過程中需要注意的其他因素 比色時(shí)應(yīng)該使用雙光束紫外分光光度計(jì),防止因?yàn)槎啻沃貜?fù)調(diào)整波長(zhǎng)而引起誤差。使用的比色管需要保清洗潔凈后再使用HCL溶液浸泡沖洗,再用超純水反復(fù)沖洗后才可以使用。如果比色管不潔凈,會(huì)導(dǎo)致透光率下降從而影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。 5、結(jié)論 總之,水質(zhì)測(cè)定總氮需要注意及采取的措施總結(jié)為幾點(diǎn):保證實(shí)驗(yàn)室環(huán)境清潔,避免交叉污染;保證實(shí)驗(yàn)用水及過硫酸鉀合格,堿性過硫酸鉀的配制要注意方法和溫度;操作要嚴(yán)格按照規(guī)范和相關(guān)要求進(jìn)行;實(shí)驗(yàn)所用的器具和儀器要保證無污染,實(shí)驗(yàn)試劑和實(shí)驗(yàn)用水要當(dāng)天配制當(dāng)天使用。
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