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浅谈水中总氮、氨氮测定中的问题

2019.5.06

  水中总氮包括所有含氮化合物,即硝酸盐、亚硝酸盐、无机盐氮、有机含氮化合物等的总和。氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4)形式存在的氮,两者的组成比取决于水的 pH 值和水温。 
  总氮和氨氮是污水排放的重要控制指标,必须严格控制排放浓度,达标排放。对我们工厂来说,主要产生在合成氨和尿素的生产过程中,因此,必须重视对这两个项目的分析,以便采取相应的污水处理方法。日常分析中,我们遇到一些问题,影响到分析数据的准确性,尤其是总排采样点,总氮和氨氮含量较低,有时会出现氨氮略高于总氮的现象。针对此种情况,笔者通过查找相关资料、做对比试验,并向相关技术人员和专家咨询,发现主要是空白吸光度过高造成的,而空白过高又是由试剂和操作条件等引起的,为此进行了大量试验,找到了问题产生的原因和解决办法。 
  一、实验部分 
  1.原理和方法 
  目前,在水质监测中,总氮的分析普遍采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法,原理是用过硫酸钾做氧化剂,在碱性介质条件下,通过过硫酸钾氧化使有机氮和无机氮化合物转换为硝酸盐后,用紫外分光光度法,在波长 220 nm 和 275 nm 处分别测量其吸光度 A 220 nm 和 A 275 nm,按 ANO-3=A 220nm-2A 275 nm, 计算硝酸盐氮的吸光度,再代入标准曲线方程计算总氮的含量。氨氮的分析则是在弱碱性条件下,通过加热蒸馏释放出氨,用硼酸溶液吸收,采用纳氏比色法进行测定。 
  2.仪器及试剂 
  2.1T-6 型紫外-可见分光光度计; 
  2.2 10 mm 石英比色皿; 
  2.3 25 mL 具塞比色管; 
  2.4MDSIN 全不锈钢立式压力蒸汽灭菌器 30L; 
  2.5带氮球的定氮蒸馏装置包括 500 mL 凯氏烧瓶、氮球、直形冷凝管和导管; 
  2.6过硫酸钾、氢氧化钠、硼酸、盐酸(优级纯);(7)无氨水。 
  二、影响因素及解决方法 
  1.过硫酸钾的影响 
  1.1目前市售的过硫酸钾试剂质量参差不齐,尽量选用大厂家的优级纯,过硫酸钾的质量对 TP影响不大,对 TN 的检测影响非常大,同一厂家不同批次空白也不同,如果测定的总氮含量较低,选用进口的稍好一些,但不管进口的还是国产的过硫酸钾都要先进行空白检测试验后,才能确定是否适用,如果有条件可以进行重结晶,但重结晶后也要进行空白检测试验,应可以使空白吸光值<0.03。 
  1.2碱性过硫酸钾的配置:取 4 g 过硫酸钾,1.5 g 氢氧化钠溶于 100 mL 无氨水,由于过硫酸钾溶解较慢,可用水浴加热 40~50 ℃,帮助溶解。也可将过硫酸钾和氢氧化钠分别配置,再混合定容。试剂尽量在 3 日内用完。 
  2.温度、压力、时间对实验的影响 
  样品在消解过程中受温度、压力、消解时间的影响较大,当温度、压力有波动时,可能造成过硫酸钾分解不完全,使空白吸光度偏高,国标要求在120~124 ℃, 最好温度控制在 122 ℃,消解时间亦可根据不同样品,适当延长,实验效果会更好。但要注意,样品分析条件尽量与做标准曲线时一致。 
  3.无氨水的影响 
  无氨水的质量直接关系到实验的成败,大多数实验室采用蒸馏法制取,1 L 蒸馏水中加 0.1 mL 硫酸,在全玻璃蒸馏器中重蒸馏,弃去 50 mL 初馏液,为了保证实验效果,后 50 mL 也应弃去。 
  4.环境的影响 
  总氮分析不能在有氨水、铵盐等易产生氨的环境中进行,否则会造成交叉污染,使空白偏高。 
  5.测定过程产生的影响 
  氨氮测定时,蒸馏样品时应避免发生暴沸,可能造成馏出液温度升高,氨吸收不完全。总氮测定时,不同形式的氮很难 100%转化为硝酸盐氮,这也是总氮低于氨氮的一个重要原因。 
  用分光光度计测量时,如有多个样品,应在同一波长下,测完所有样品,再转换波长,稍等片刻再读数。 
  6.其它 
  实验中使用的石英比色皿、比色管应使用同一厂家、同一批次的。 
  三、结束语 
  综上所述,总氮测定值小于氨氮测定值主要由受上述 6 方面影响,总氮测定时空白值测定相当重要,必须重视。在日常工作中,只要认真对待,严格执行操作规程,加强学习,提高分析人员的综合素质,就完全能够达到水质监测和控制的需要。 

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