總氮分析儀

1.2 3.1 3.2

TN 中文名稱：總氮分析
1 定義/概念
2 意義
3 測定原理/方法
4 測定儀器介紹
一： 定義/概念
總氮包括溶液中所有含氮化合物，即亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、無機鹽氮、溶解態氮及大部分有機含氮化合物中的氮的總和。
二：意義
總氮中對人體危害最大的是亞硝酸鹽氮，當水中的亞硝酸鹽氮過高，飲用此水將和蛋白質結合形成亞硝胺，是一種強致癌物質，長期飲用對身體極為不利。而且氨氮在厭氧條件下，也會轉化為亞硝酸鹽氮；飲用水中硝酸鹽氮在人體內經硝酸還原菌作用後被還原為亞硝酸鹽氮，毒性將擴大為硝酸鹽毒性的11倍，主要影響血紅蛋白攜帶氧的能力，使人體出現窒息現象。
總氮是反映水體富營養化的主要指標。太湖水污染事件的發生，讓監管部門重新認識到了總氮的危害性。掌握總氮排放量、分布狀況以及主要來源，對控制水體富營養化、改善水質具有十分重要的意義。
三：測定原理/方法
水質總氮的測定
——鹼性過硫酸鉀消解紫外分光光度法
1 目的
1.1 了解鹼性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定總氮的原理
1.2 掌握水樣消解的方法
1.3 了解總氮的來源
1.4 掌握紫外光度計的使用
1.5 掌握工作曲線的製作方法，區別工作曲線與標準曲線。
2 測定原理
本方法適用於地面水，地下水含亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮無機銨鹽、溶解態氨及在消解條件下鹼性溶液中可水解的有機氮的總和。水體總氮含量是衡量水質的重要指標之一。
過硫酸鉀是強氧化劑，在60℃以上水溶液中可進行如下分解產生原子態氧：
K2S2O8+H2O 2KHSO4+[O] 
分解出的原子態氧在120—140℃高壓水蒸氣條件下可將大部分有機氮華合物及氨氮、亞硝酸鹽氮氧化成硝酸鹽。以CO（NH2）2代表可溶有機氮合物，各形態氮氧化示意式如下：
CO(NH2)2+2HaOH+8[O]→2NaNO3+3H2O+CO2
(NH4)2SO4+4NaOH+8[O] 2NaNO3+Na2SO4+6H2O
NaNO2+[O] →NaNO3
硝酸根離子在紫外線波長220nm有特徵性的量大吸收，而在275nm波長則基本沒有吸收值。因此，可分別於220和275nm處測出吸光度。A220及A275按下式求出校正吸光度A：
A= A220—2A275 （1）
按A的值扣除空白後用校準曲線計算總氮（以NO3——N計）含量。
3 試劑
3.1 無氮化合物的純水
3.2 氫氧化鈉溶液20.0g/L：
稱取2.0氫氧化物（NaOH A.R），溶於純水中，稀釋至100ml。
3.3 鹼性過硫酸鉀溶液
稱取40g過硫酸鉀（K2S208 A.R），另稱取15g氫氧化鈉（NaOH A.R）溶於純水中並稀釋至1000ml，溶液貯存於聚乙烯瓶中最長可保存一周。
3.4 鹽酸溶液（1+9）
量取1份HCl（A.R）與9份水混合均勻。
3.5 硝酸鉀標準溶液(以計)，100mg/L： NNO3
硝酸鉀（KNO3 ，A.R）在105—110℃烘箱中烘乾3h，於乾燥器中冷卻後，稱取0.7218g溶於純水中，移至1000ml溶量瓶中，用純水稀釋至標線在0～10℃保存。可穩定六個月。
3.6 硝酸鉀標準使用溶液(以計)， 10.0mg/L NNO3
用硝酸鉀標準溶液（3.5）稀釋10倍而得，使用時配製。
3.7 硫酸溶液（H2SO4，A.R）ρ=1.84
3.8 硫酸，（1+35）
1體積硫酸（3.7）與35體積水混合均勻。
4 儀器和設備
4.1 紫外分光光度計及10mm石英化色皿。
4.2 醫用手提式蒸氣滅菌器或家用壓力鍋（壓力為 1.1—1.4kg/cm2），鍋內溫度相當於120—140℃。
4.3 具玻璃磨口塞比色管，25ml。
4.4 紗布和棉線。
5 樣品
5.1 採樣
在水樣採集後立即放入冰櫃中或低於4℃下保存，但不得超過24小時。水樣放置時間較長時，可在1000ml水中加入約0.5ml硫酸（ρ=1.84g/ml），酸化到PH=2，並儘快測定。
5.2 試樣的製備
取樣品（5.1）用氫氧化納溶液（3.2）或硫酸溶液（3.8）調節至pH5—9。
如果試樣不含懸浮物按（6.1.2）步驟測定，試樣含有懸浮物則按（6.1.3）步驟測定。
6 分析步驟
6.1 測定
6.1.1 用吸管取10.00ml試樣（氮含量超過100μg時可減少取樣量並加入純水至10ml）於乾比色管中。
6.1.2 試樣不含懸浮物時，按下列步驟進行。
a 加入5ml鹼性過硫酸鉀溶液（3.3），上塞並用紗布和線包紮緊，以防彈出。
b 將盛有試樣的比色管置於醫用高壓蒸汽滅菌器中，加熱，使壓力表指針到1.1—1.4kg/cm2,此時溫度達120—140℃後開始計時，或將比色管置於家用高壓鍋中，加熱至頂壓閥吹氣時計時，保持半個小時。
c 冷卻至室溫，取出比色管。
d 加鹽酸（3.4）1ml，用純水稀釋至標線，混勻。
e 移取部分溶液至石英比色管中，在紫外分光光度計上，以純水作參比，分別在波長為220和275nm處測定吸收度，並用（1）式計算出校正吸收度A。
6.1.3試樣含懸浮物時，先按上述6.1.2中a至d步驟進行。然後待澄清後，移取上述清液同6.1.2.e步驟測定。
6.2空白試驗
空白試驗除以10ml純水代替樣品外，採用與6.1.2完全一致的步驟進行。空白試驗的A值不超過0.03。
6.3 校準
6.3.1 工作曲線校準系列的配製
a 用分度吸管向一組比色管分別加入硝酸鹽標準溶液（3.6）0.0、0.50、 1.00、 2.50、5.00、7.50、10.00ml，加純水稀釋至10.00ml。
b 按6.1.2a至e步驟進行測定。
6.4 工作曲線的製作
標準溶液及空白溶液在220nm和275nm處測得的吸收值按下列公式計算
AS=AS220-2AS275 （2）
Ab=Ab220-2Ab275 （3）
式中：AS220——標準溶液在220nm波長的吸收光度。
AS275——標準溶液在275nm波長的吸收光度。
Ab220——空白（零濃度）溶液在220nm波長的吸收光度。
Ab275——空白（零濃度）溶液在275nm波長的吸收光度
校正吸光度Ar
Ar=AS—Ab （4）
按AR值與相應的NO3-N含量（μg）用電腦或用具統計功能的計數器進行線性回歸統計計算獲取工作曲線1。
7 結果的表示
按式（1）計算得試樣吸光度並扣除空白Ab獲校正Ar吸光度，用校準曲線算出相應的總氮m（μg）數，式樣總氮含量按下式計：
總氮（mg/L）=m/V (5)
式中：m——試樣測出含氮量，μg；
V——測定用試樣體積，ml。
8 注意問題
（1）溶解性有機物對紫外光有較強的吸收，雖使用了雙波長測定扣除法以校正，但不同樣品其干擾強度和特性不同，“2A275”校正值僅是經驗性的，有機物中氮未能完全轉化為NO3——N對測定結果有影響也使“2A275”值帶有不確定性。樣品消化完全者，A275值接近於空白值。
（2）溶液中許多陽離子和陰離子對紫外光都有一定的吸收，其中碘離子相對總氮含量的2.2倍以上，溴離子相對於總氮含量的3.4倍以上有干擾。
（3）樣品在於處理時要防止空氣中可溶性含氮化合物的污染，檢測室應避開氨或硝酸等揮發性化合物。
4 測定儀器介紹
2部分組成，消解裝置，比色測定裝置。