微波消解-UV分光光度法快速测定水中总氮
0.引言
总氮是指水体中各种形态的氮的总量，是反映水体受污染程度和湖泊、水库水体富营养化程度的重要指标之一。水体中含氮量的增加将导致水体质量下降。特别对于湖泊、水库水体，由于含氮量的增加，使得水体中浮游生物和藻类大量繁殖而消耗水中的溶解氧，从而加速湖泊、水库水体的富营养化和水体质量恶化。通常在测定水中总氮时采用GB11894-89碱性过硫酸钾-高温高压消解法进行水样预处理。但是此种消解法对温度和压力要求严格，且操作比较繁琐，消解时间过长。因此，此次实验采用微波消解法进行水样的预处理，方法简便，快速，消解彻底，在较宽的线性范围内具有较好的精密度和准确度。本次实验对两个点的样品进行测定，同时进行加标实验，得到了较为满意的结果。
1.实验原理
（1）微波消解技术是近年来发展起来的新的消解方法。物质分子在电场的作用下极化，并随着微波产生的交变电磁场的变化而变化。这样，极化分子本身的热运动和分子之间的相对运动会产生类似于摩擦、碰撞、震动和挤压的作用，使得所在体系能量增高并快速升温，消解速度大大加快，而以聚四氟乙烯为材质的消解罐强度高，有效地避免了爆炸、粘附、交叉污染等一系列问题。（2）UV分光光度法用实验得到的吸收曲线对样品进行定性，该法的定量依据是朗伯—比尔定律。当一束光强度为I0的平行单色光通过有色溶液时，一部分被溶液吸收，一部分被器皿表面反射，还有一部分透过溶液。也即I0=Ia+Ir+It。在测定过程中，都是采用相同的比色皿，Ir可以认为是常数，且可忽略不计，所以I0=Ia+It。溶液的透射比越大，表示它对光的吸收越小。实践证明，溶液对光的吸收程度与溶液浓度、液层厚度及入射光波长等因素有关，即：A=lg(I0/I)=Kbc。实验中需要配制一系列不同浓度的标准溶液，在选择的实验条件下显色，分别测定其吸光度，然后以标准曲线中待测组分的含量为横坐标、吸光度为纵坐标作图，可得到一条标准曲线。此时，在同样条件下测量待测溶液的吸光度，便可从标准曲线上查出其对应的浓度。
2.实验仪器及试剂
可见紫外分光光度计、实验室微波炉、聚四氟乙烯消解罐、10mm石英比色皿、25ml具塞比色管、水浴锅、移液管，实验用无氨水、20g/L氢氧化钠溶液、4%碱性过硫酸钾溶液、100mg/L硝酸钾贮备液、（1+9）盐酸。
3.实验操作部分
（1）用移液管取10mL水样于消解罐中，加入5mL碱性过硫酸钾溶液，摇匀。
（2）将样品置于微波炉中，设置中等功率，消解时间定为10min，启动仪器进行消解。
（3）消解结束后，冷却消解罐至室温，然后打开密封盖，用无氨水冲洗帽内和罐内，加（1+9盐酸1mL，再用无氨水稀释至25mL标线，摇匀。
（4）移取部分溶液至10mm石英比色皿中，在紫外分光光度计上，以无氨水作参比，分别在波长为220nm和275nm处测定其吸光度，并计算其校正吸光度。计算公式为：As=As220-2As275；Ab=Ab220-2Ab275；Ar=As-Ab。
（5）将得到的校正吸光度代入标准曲线，由此得到水中的总氮含量。
4.空白实验
以10ml无氨水代替原有样品，采用与测定完全相同的试剂、用量以及分析步骤进行平衡分析。
5.标准曲线的绘制
分别取0.2mg/l、0.5mg/l、3.0mg/l、5.0mg/l、7.0mg/l硝酸钾标准使用溶液，以无氨水为参比，测定其吸光度。用校正后的吸光度绘制标准曲线。
6.实验结果
得到一条标准曲线如下图所示，其中水样一和水样二的吸光度经换算分别为0.571Abs和0.494Abs。
由标准曲线拟合的线性函数：y=0.0973x+0.0067,由可见紫外分光光度计测得的样品1、2的校正吸光度Ar分别为0.571Abs、0.494Abs、可以算得总氮含量分别为5.799mg/l和5.008mg/l。
7.结论
由上述的实验数据整理分析可以得到，两个点取的两个样品的总氮含量相差较小。原因是两个点属于同一水系，相隔约150米。在此次实验中得到的空白值较大，可能的原因是过硫酸钾纯度不高，可以通过重结晶来提高纯度降低空白值。总的来说，测定较为准确，结果相对较为满意。
8.结束语
本次实验采用微波消解法进行水样的预处理，方法简便，快速，消解彻底，在较宽的线性范围内具有较好的精密度和准确度。本次实验对两个点的样品进行测定得到了较为满意的结果。该方法在水样较少的情况下,可以节省时间,也保证了消解效果,用过硫酸钾可以在短时间内消解彻底,而且操作简便,具有较高的精密度,结果符合分析方法的要求，值得推广应用。
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