實(shí)驗(yàn)五　總氮的測(cè)定與分析

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?/p>

在生物脫氮工藝中，氮的脫除是通過(guò)硝酸鹽還原為氮?dú)獠膹U水中排出實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)測(cè)定總氮可以了解生物脫氮效果的好壞。以下規(guī)定了用堿性過(guò)硫酸鉀在120～124℃消解，紫外分光光度測(cè)定水中總氮的方法。

二、實(shí)驗(yàn)原理

在60℃水溶液中，過(guò)硫酸鉀可分解產(chǎn)生硫酸氫鉀和原子態(tài)氧，硫酸氫鉀在溶液中離解而產(chǎn)生氫離子，故在氫氧化鈉的堿性介質(zhì)中可促使分解過(guò)程趨于完全。

分解出的原子態(tài)氧在120～124℃條件下，可使水樣中含氮化合物的氮元素轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。并且在此過(guò)程中有機(jī)物同時(shí)被氧化分解?？捎米贤夥止夤舛确ㄓ诓ㄩL(zhǎng)220nm和275nm處，分別測(cè)出吸光度A220及A275按式①求出校正吸光度A:

三、適用范圍

本方法適用于地面水、地下水的測(cè)定，可測(cè)定水中亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、無(wú)機(jī)銨鹽、溶解態(tài)氨及大部分有機(jī)含氮化合物中氮的總和。

氮的最低檢出濃度為0.050mg/L，測(cè)定上限為4mg/L。

本方法的摩爾吸光系數(shù)為1.47×10³ L/（mol·cm）。

測(cè)定中干擾物主要是碘離子與溴離子，碘離子相對(duì)于總氮含量的2.2倍以上，溴離子相對(duì)于總氮含量的3.4倍以上有干擾。

四、定義

（1）可濾性總氮　指水中可溶性及含可濾固體（小于0.45μm顆粒物）的含氮量。

（2）總氮　指可溶性及懸浮顆粒中的含氮量。

五、試劑和材料

除非另有說(shuō)明，分析時(shí)均使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或?qū)I(yè)標(biāo)準(zhǔn)的分析純?cè)噭?/p>

（1）水，無(wú)氨

按下述方法之一制備。

①離子交換法。將蒸餾水通過(guò)一個(gè)強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂（氫型柱），流出液收集在帶有密封玻璃蓋的玻璃瓶中。

②蒸餾法。在1 000mL蒸餾水中，加入0.10mL硫酸（ρ＝1.84g/mL）。并在全玻璃蒸餾器中重蒸餾，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。

（2）氫氧化鈉溶液（200g/L）:稱取20g氫氧化鈉（NaOH），溶于水中，稀釋至100mL。

（3）氫氧化鈉溶液（20g/L）:將上一步的溶液稀釋10倍而得。

（4）堿性過(guò)硫化鉀溶液:稱取40g過(guò)硫化鉀（K₂S₂O₄）；另稱取15g氫氧化鈉（NaOH），溶于水中，稀釋至1 000mL，溶液存放在聚乙烯瓶?jī)?nèi)，最長(zhǎng)可儲(chǔ)存一周。

（5）鹽酸溶液:1∶9（體積比）。

（6）硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液。

①硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，c_N＝100mg/L，硝酸鉀（KNO₃）在105～110℃烘箱中干燥3h，在干燥器中冷卻后，稱取0.721 8g，溶于水中，移至100mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線在0～10℃暗處保存，或加入1～2mL三氯甲烷保存，可穩(wěn)定6個(gè)月。

②硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液，c_N＝100mg/L:將儲(chǔ)備液用水稀釋10倍而得。使用時(shí)配制。

（7）硫酸溶液，1∶35（體積比）。

六、儀器和設(shè)備

（1）常用實(shí)驗(yàn)儀器和下列儀器。

（2）紫外分光光度計(jì)及10mm石英比色皿。

（3）醫(yī)用手提式蒸汽滅菌器或家用壓力鍋，鍋內(nèi)溫度相當(dāng)于120～124℃。

（4）具玻璃磨口塞比色管，25mL。

所有玻璃器皿可以用鹽酸（1∶9）或硫酸（1∶35）浸泡，清洗后再用水沖洗數(shù)次。

七、樣品

1.采樣

在水樣采集后立即放入冰箱中或低于4℃的條件下保存，但不得超過(guò)24h。水樣放置時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，可在1 000mL水樣中加入約0.5mL硫酸（ρ＝1.84g/mL），酸化到pH小于2，并盡快測(cè)定。

樣品可儲(chǔ)存在玻璃瓶中。

2.試樣的制備

取實(shí)驗(yàn)室樣品用氫氧化鈉溶液或硫酸溶液調(diào)節(jié)pH至5～9從而制得試樣。

八、分析步驟

1.測(cè)定

（1）用無(wú)分度吸管取10.00mL試樣（c_N超過(guò)100μg時(shí)，可減少取樣量并加水稀釋至10mL）置于比色管中。

（2）試樣不含懸浮物時(shí)，按下述步驟進(jìn)行。

①加入5mL堿性過(guò)硫酸鉀溶液，塞緊磨口塞用布及繩等方法扎緊瓶塞，以防彈出。

②將比色管置于醫(yī)用手提蒸汽滅菌器中，加熱，使壓力表指針到1.1～1.4kg/cm²，此時(shí)溫度達(dá)120～124℃后開(kāi)始計(jì)時(shí)?；?qū)⒈壬苤糜诩矣脡毫﹀佒校訜嶂另攭洪y吹氣時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。保持此溫度加熱0.5h。

③冷卻，開(kāi)閥放氣，移去外蓋，取出比色管并冷至溫室。

④加鹽酸（1∶9）1mL，用無(wú)氨水稀釋至25mL標(biāo)線，混勻。

⑤移取部分溶液至10mm石英比色皿中，在紫外分光光度計(jì)上，以無(wú)氨水作參比，分別在波長(zhǎng)為220nm與275nm處測(cè)定吸光度，并用式①計(jì)算出校正吸光度A。

（3）試樣含懸浮物時(shí)，先按上述步驟①至④進(jìn)行，然后待澄清后移取上清液到石英比色皿中。再按上述步驟⑤進(jìn)行。

2.空白實(shí)驗(yàn)

空白實(shí)驗(yàn)除以10mL水代替試樣外，采用與測(cè)定完全相同的試劑、用量和分析步驟進(jìn)行平行操作。

［注］　當(dāng)測(cè)定在接近檢測(cè)限時(shí)，必須控制空白實(shí)驗(yàn)的吸光度Ab不超過(guò)0.03；超過(guò)此值，要檢查所有水、試劑、器皿和家用壓力鍋或醫(yī)用手提滅菌器的壓力。

3.校準(zhǔn)

（1）校準(zhǔn)系列的準(zhǔn)備

①用分度吸管向一組（10支）比色管中，分別加入硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)使用溶液0.0mL，0.10mL，0.30mL，0.50mL，0.70mL，1.00mL，3.00mL，5.00mL，7.00mL，10.00mL。加水稀釋至10.00mL。

②按分析步驟①～④進(jìn)行測(cè)定。

（2）校準(zhǔn)曲線的繪制

零濃度（空白）溶液和其他硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用溶液制得的標(biāo)準(zhǔn)系列完成全部分析步驟，于波長(zhǎng)220nm和275nm處測(cè)定吸光度后，分別按下式求出除零濃度外其他校準(zhǔn)系列的校正吸光度As和零濃度的校正吸光值A(chǔ)b及其差值A(chǔ)_t

按A_t值與相應(yīng)的NO₃-N含量（μg）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

九、結(jié)果的表示

1.計(jì)算方法

按式①計(jì)算得試樣校正吸光度A_t，在校準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)的總氮μg數(shù)，總氮含量c_N（mg/L）按下式計(jì)算:

2.重復(fù)性

21個(gè)實(shí)驗(yàn)室分別測(cè)定了亞硝酸鹽，氨基丙酸與氯化銨的混合樣品；CW604氨氮標(biāo)準(zhǔn)樣品；L-谷氨酸與葡萄糖混合樣品。上述三種樣品分別為1.49mg/L，2.64mg/L，1.15mg/L，其結(jié)果如下:各實(shí)驗(yàn)室的室內(nèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差分別為2.3%，1.6%，2.5%。室內(nèi)重復(fù)測(cè)定允許精密度分別為0.074mg/L，0.092mg/L和0.063mg/L。

3.再現(xiàn)性

各實(shí)驗(yàn)室對(duì)上述三種統(tǒng)一合成樣品測(cè)定，實(shí)驗(yàn)室間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為3.1%，1.1%和4.9%。

4.準(zhǔn)確度

各實(shí)驗(yàn)室對(duì)上述三種統(tǒng)一合成樣品測(cè)定，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)均值相對(duì)誤差分別為6.3%，2.4%和8.7%。

室內(nèi)重復(fù)測(cè)定相對(duì)誤差分別為7.5%，3.8%和9.8%。實(shí)驗(yàn)室平均回收率置信范圍分別為（99.0±6.4）%，（99.0±5.1）%和（101±9.4）%。