紫外分光光度法測定水質中總氮的影響因素

總氮是指水中有機氮和無機氮的總量，包括各種形態的無機氮（NO3-、NO2-和NH4+等）和有機氮（蛋白質、氨基酸和有機胺等）。監測水質中總氮的含量有利于幫助人們對水體被污染和水體自凈情況進行判斷。如果地表水中氮磷等物質過多，微生物大量繁殖，浮游生物生長旺盛，則會出現富營養化狀態。因此，總氮還常被用來表示水體受營養物質污染的程度，紫外分光光度法主要用于地表水、水庫、湖泊、江河水中總氮的測定，在測定中要對各種影響因素進行分析，避免其對檢測結果造成影響。

1、紫外分光光度法測定總氮的原理

利用紫外分光光度法測定水體中總氮含量的方式是：當水溶液高于60℃時，過硫酸鉀會發生分解，分解之后會產生氫離子與原子態氧，此時可加入氫氧化鈉中和產生的氫離子，保證過硫酸鉀能夠完全分解。在120℃—124℃堿性介質條件下，放入過硫酸鉀氧化劑，對水體中的氨氮以及亞硝酸鹽氮進行氧化，生成硝酸鹽，同時可以將其中部分有機氮化合物氧化轉化成硝酸鹽。用紫外分光光度法在波長為220nm和275nm處分別進行樣品吸光度的測定，按照下式對硝酸鹽氮吸光度值進行計算：

A=A220—2A275

從而計算水樣中總氮的含量。

其中，高于60℃條件下過硫酸鉀水溶液中反應過程為：

H2S2O8+H2O→2KHSO4+[O]，KHSO4→K++HSO4-，HSO4-→H++SO42-

其中C0（NH2）2代表可溶有機氮化物，各種形態氮氧化反應為：

（NH4）2S04+4NaOH+8→[O]→2NaNO3+Na2SO4+6H2O

CO→（NH2）2+2NaOH+8[O]→+2NaNO3+CO2+3H20，NaNO2+[O]→NaNO3

2、紫外分光光度法總氮測定試驗分析

2.1儀器與試劑

首先準備的設備有紫外分光光度計TU一1900；

試劑：①0.100mg/mL硝酸鉀標準貯備液為試劑：稱取0.7218g硝酸鉀，用105℃烘4h后溶解于水中，然后將其放置到1000mL容量的容器瓶中加無氨水稀釋到標線；

②0.010mg/mL硝酸鉀標準使用液：將貯備液按照l0倍進行稀釋即可；

③無氨水；

④堿性過硫酸鉀溶液：稱取40g過硫酸鉀，15g氫氧化鈉，溶于無氨水中，稀釋至1000ml，存放于聚乙烯瓶內；

⑤（1+9）鹽酸溶液

2.2測定流程

（1）在25mL比色管中取10mL作為樣本，選用氫氧化鈉或者鹽酸溶液將樣品pH值調到5～9范圍內（2）將5mL堿性過硫酸鉀溶液放入到調好的樣品中，塞緊磨口塞并用紗布和繩子扎緊瓶口（3）將比色管放到壓力鍋中，加熱至120℃～124℃后，保持此溫度持續加熱30分鐘（4）加熱結束后，將比色管取出冷卻到室溫，待冷卻后加入lml（l+9）的鹽酸溶液，用無氨水進行稀釋至25ml并將溶液混勻（5）吸取上清液，放到lcm石英比色皿內后將其放置到紫外分光光度計上，以無氨水加（1+9）鹽酸溶液作為參比，監測水樣在220nm與275nm波長處吸光度。

2.3標準曲線

分別向6支25mL色管內加入0，0.50，1.00，3.00，5.00，7.00，8.00ml的0.010mg/ml硝酸鉀標準溶液，并用無氨水稀釋到10.00ml標線。然后按照上述（2）-（5）流程進行測定。

2.4測定結果

水樣總氮含量計算公式為：C=m/v，

其中C表示水樣中總氮濃度，單為mg/l；m表示水樣中測出含氮量，單位ug；v表示取樣體積，單位ml。

校正吸光度計算：A=A220—2A275式中，A表示校正吸光度，A220表示220nm波長所測吸光度，A275表示275nm波長所測吸光度。

3、紫外分光光度法總氮測定影響因素分析

3.1實驗用水

配置堿性過硫酸鉀溶液可分別選擇蒸餾無氨水，新鮮蒸餾水，新鮮去離子水進行，并逐個進行空白實驗，設置5個重復，結果如表1所示。通過實驗可知，堿性過硫酸鉀溶液用水不同，空白值吸光度值存在較大差異，可見，試驗用水是影響空白值吸光度高低的關鍵性因素。

3.2過硫酸鉀

過硫酸鉀的純度對測定結果影響較大，所以要保證過硫酸鉀的質量，并且妥善保存，否則總氮含量過高會造成空白試驗值偏高。

過硫酸鉀在0℃是的溶解度是17.5g/L，用重結晶的方式可以很好的精制過硫酸鉀。（1）在廣口瓶加水，40℃水浴鍋加熱，然后逐漸加入堿性過硫酸鉀，直至不能溶解為止；（2）把上述完全溶解的飽和溶液放在室溫中自然冷卻，再放進低溫冰箱中重結晶；（3）同時另取廣口瓶準備一瓶冰去離子水，重結晶結束后，倒掉上清液然后用冰好的去離子水倒入廣口瓶中清洗晶體2-4遍；（4）重復以上步驟，再次進行重結晶，晶體清洗完成后倒掉上清液，然后放入烘箱烘干即得成品。重結晶3次之后做空白吸光度測試結果如下表：

3.3實驗環境

實驗環境對測定結果也會產生一定影響，如果實驗環境過于雜亂，實驗試劑過多則會造成交叉污染，從而影響測定結果的精確性。

3.4波長定位

為避免手動調節波長紫外分光光度儀帶來的誤差，可以選擇用雙光路紫外分光光度計進行測定，盡量減小誤差。

3.5氨氮值

有些樣品銨態氮含量較高，會發生氨氮值大于總氮值的情況，這時候需要在實驗時消解30min后放氣，并趁熱搖勻比色管，利用熱K2S2O8將氣相中氨氣消解轉變為NO3-。

結語

紫外分光光度法是目前常用于測定水質總氮的方法，結合上述研究分析，為提高測定結果的準確性，可以從實驗用水，過硫酸鉀純度，同時把控好實驗環境，波長定位，氨氮值等因素，結合總氮測定原理，對實驗的每個環節嚴格進行監測控制，從而整體上保證總氮檢測的精確度。