水质监测总氮高空白值原因分析
《水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》（HJ 636-2012）测定水中总氮的原理是：在120～124℃下，碱性过硫酸钾溶液使样品中含氮化合物的氮转化为硝酸盐，采用紫外分光光度法于波长220 nm与275 nm处，分别测定吸光度A220和A275，按A=A220-2A275 计算硝酸盐氮的吸光度值，从而计算总氮的含量[1]。但是影响总氮测定准确性因素较多[3]-[7]，作者按照标准HJ 636-2012对碱性过硫酸钾氧化法测定总氮过程中影响空白的各种因素做了一系列对比实验，进行探讨和总结。
1 对比实验及原因分析
1.1 主要仪器和设备
T6新世纪紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）及10mm石英比色皿。
医用蒸气灭菌器（上海三申医疗器械有限公司，工作压力为0.142MPa），锅内温度相当于121℃。
XYE-2-20-H高端试剂级超纯水机（北京湘顺源科技有限公司，电阻率大于18.2MΩ.cm@25℃、电导率小于0.055μS/m@25℃）
具塞玻璃磨口比色管，25ml。
所用玻璃器皿用盐酸（1+9）浸泡，清洗后再用去离子水冲洗；
1.2 实验用水
总氮分析过程中必须使用无氨水。（1）无氨水，每升蒸馏水中加入0.10ml浓硫酸蒸馏，弃去前馏出液200ml，最后蒸出的200ml馏出液也要弃去；只留中间的无氨水收集于具塞玻璃容器中备用。（2）新制备的去离子水。（3）贵州百灵药厂生产的纯净水。同时用3种实验用水进行比对，相同条件下测定其电导率和空白吸光度值，
对于总氮监测分析工作而言，3种水的效果差别不明显，其值在规定范围内，用这3种水均可满足实验需要，一般情况下使用新制去离子水即可。本实验室所使用的去离子水是由高端试剂超纯水机（XYE-2-20-H）二级反渗透制得。
1.3 试剂质量
用紫外分光光度法测定总氮的过程中，要消除碱性过硫酸钾的影响，过硫酸钾和氢氧化钠是非常重要的试剂。在相同反应条件下，对（上海某试剂厂）不同纯度的氢氧化钠对空白的影响。
AR和GR纯度的氢氧化钠空白平均值相差0.006，氢氧化钠对实验空白影响不大，AR和GR纯度的氢氧化钠均能满足实验要求。
总氨分析中，空白值和样品的最终结果受过硫酸钾试剂纯度的影响很大，因此，对过硫酸钾试剂的要求非常苛刻。通常情况下，普通AR级过硫酸钾中氮化合物的含量为0.002%～0.005%，不同厂家、批号的试剂质量存在差异，往往有些试剂的含氮量达不到要求，导致空白值偏高。如果过硫酸钾空白值过高，可以经过提纯后再使用。提纯方法为：将过硫酸钾溶于50—60℃的无氨水中，在无氨的洁净处将溶液冷却至近零摄氏度，过滤，将已重结晶的过硫酸钾置于干燥器中干燥以备用。现对（上海某试剂厂）同批号的过硫酸钾，分为分析纯、一次提纯、二次提纯的过硫酸钾同的条件下做空白实验。
实验所用未提纯和经过提纯1次的过硫酸钾对空白值有一定影响，经过2次提纯过的过硫酸钾所测空白值较低，能满足实验要求。在实际工作中，结合实验室试剂采购规范，对新进用于总氮项目的过硫酸钾要进行验收试用，以确保过硫酸钾的可靠性满足总氮分析实验要求。
1.4 消解程序
按照HJ 636—2012 中要求，将比色管置于高压蒸汽灭菌器中，加热至顶压阀吹气，关阀，继续加热至120℃开始计时，保持温度在120～124之间30min，冷却至室温测定。在实验过程中，发现30min并不能保证碱性过硫酸钾消解完全，这必将影响测定的准确度。通过测定不同消解时间对碱性过硫酸钾在220nm处的吸光值，测定结果。
消解时间应至少50min，温度设定在120～124℃，适当延长消解时间、提高消解温度，就有利于过硫酸钾消解完全，以降低空白实验吸光度值。
1.5 碱性过硫酸钾溶液配制和保存
碱性过硫酸钾的配制过程掌握不好，会影响消解效果，对测定结果产生一定的影响。GB11894—89中关于碱性过硫酸钾的配制，只是简单的将过硫酸钾和氢氧化钠溶于水中，并未作其它要求。HJ 636—2012详细规范了碱性过硫酸钾的配制方法。（过硫酸钾在水浴中溶解水浴温度小于50℃，再将溶解好的氢氧化钠冷却至室温后混合）此方法较好解决了GB11894-89碱性过硫酸钾的配制时氢氧化钠放热使溶液温度过高引起局部过硫酸钾失效的问题。将新配置的碱性过硫酸钾溶在聚乙烯瓶内存放于10℃冷柜中，避光保存。空白吸光值会随碱性过硫酸钾存储时间的增加而变化。
实验结果发现，在10℃恒温箱封口避光保存的情况下，没有出现碱性过硫酸钾结晶现象。空白吸光值随碱性过硫酸钾存放时间延长而增加，配置好的碱性过硫酸钾溶液放置最好不超过7天。
1.6 实验室环境
总氮的分析应在无氨的实验室环境中进行，避免交叉污染，凡能产生氮的试剂均不能在实验室使用，绝对不能在分析氨氮、硝酸盐氮等氮类项目的实验室中做总氮项目的分析，因为这些含氮物质很可能随空气溶解在试剂中，对空白造成很大影响。所使用的试剂、器皿等也要单独存放，避免交叉污染，所用玻璃器皿最好用酸浸泡24h以上，这样可以减少空白实验的吸光度。室内也不能有扬尘，以免扬尘附着在实验用玻璃器皿内壁从而影响空白值。 2 结果与讨论
（1）无氨水、去离子水、百灵纯净水符合总氮实验用水要求；过硫酸钾的重结晶能有效降低空白吸光值，国产AR过硫酸钾经二次结晶能达到高纯度的进口试剂效果，符合实验要求。
（2）消解程度不足也会造成空白值偏高。严格按照操作规程的消解方法，保证消解温度在120—124℃之间；为了确保过硫酸钾能分解完全，消解时间由30min增加到50min；过硫酸钾溶液临用时现配，存放最多不超过7d。
（3）玻璃器皿及比色皿不够清洁等都能造成空白值偏高。因此使用盐酸（1+9）浸泡实验用的玻璃器皿，用刚制备的去离子水或者无氨水清洗，且确保实验室环境的干净、整洁；不能与用氨水、硝酸以及其他氨盐类试剂的分析项目安排在一个实验室内。
（4）实验用的器皿、消解时所用的高压灭菌锅、高压灭菌锅的密封性、紫外可见分光光度计的稳定性，比色时所用的石英比色皿的差异都可能影响总氮的测定值。测量之前须对氘灯等部件进行充分检查并预热至少半小时，确定仪器运行正常后开始分析工作。石英比色皿比色前先用稀盐酸侵润，再用乙醇擦洗，最后再用离子水清洗后可以降低比色皿间的误差。
3 结语
HJ636-2012标准方法测定总氮，解决了GB11894-89测定总氮时对试剂质量、碱性过硫酸钾溶液配制的问题。本文通过以上比对试验分析得出，实验用水、消解程序、过硫酸钾溶液配制和保存以及实验室环境等均会使空白值偏高。针对这些影响因素分别提出了相应的防治措施以降低空白值。主要的改进措施有：使用新配制的离子水，提高试剂的纯度，反应时间和温度必须能满足氧化剂充分水解，保持比色皿和玻璃器皿洁净状态，保证实验室的清洁等。当采用上述的防治对策后空白吸光度值得到明显降低，实验准确性得到提高。
