水中总氮测定值影响因素的探讨

水中总氮测定值影响因素的探讨
尹静章
【摘要】总氮是控制水体质量的重要指标之一.该文在大量学者研究的基础上,对实际总氮检测的主要影响因素,如悬浮物含量、样品保存方式、消解时间及冷却时间等,进行了对比分析试验,为提高水体总氮测定的准确度和精密度提出了相应的建议
和措施.
【期刊名称】《净水技术》
【年(卷),期】2016(000)006
【总页数】3页(P55-57)
【关键词】总氮;影响因素;对比;探讨;测定
【作者】尹静章
【作者单位】德州市水文局,山东德州253016
【正文语种】中文
【中图分类】X832
总氮(TN)是指水中的亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、无机盐氮、溶解态氮及部分有机含
氮化合物中氮的总和[1]。

由于人类活动的影响，天然水体中的总氮含量大大增加，致使各种生物大量繁殖，水中溶解氧极度消耗，水质逐渐恶化，进而出现水体富营养化现象[2]。

此时水中容易产生大量有毒污染物，若进入人体，累积至一定量后
能使体液和组织产生理化功能的变化。

而在水体质量的评价体系中，总氮是重要的控制指标之一[3]。

为了保护水资源，控制水体富营养化，提高水体中总氮测定的
科学性、客观性、准确性，在以往针对试剂纯度、实验用水、仪器条件、消解温度的研究基础上，本文对当前总氮测定采用的国标方法——《碱性过硫酸钾消解—
紫外分光光度法》(GB/T 11894—1989)[4]中的其他影响因素，如待测样品的状态、水样的保存方式、消解时间、冷却时间等进行了大量的对比试验分析[5,6]，提出
了具有指导意义的研究结论。

1.1 检测取样状态对测定结果的影响(含悬浮物水样)
取样状态主要指水样中悬浮物(SS)的含量对测定结果的影响。

根据试验目的设计了表现悬浮物的含量对总氮测定影响的验证实验：对一悬浮物含量较大的水样进行
抽滤，抽滤后的水样与原水样按一定比例混合，悬浮物含量按序递增，然后进行测定。

检测结果如表1所示。

悬浮物含量对总氮测定的影响如图1所示。

由图1可知，悬浮物含量与总氮的测定值呈正相关，这是因为水体悬浮物中含有
氮元素，摇匀取样时将悬浮物一并取入进行总氮测定，此时所测数值为水中溶解态的氮和悬浮物中悬浮态的氮的总和。

当氮元素在悬浮物中所占比重较大而水中悬浮物的含量较高时，悬浮态氮对总氮测定的影响程度较大。

1.2 不同水样保存方式对测定结果的影响
对试验水样分别进行常温保存、酸化保存、低温保存不同时间段的对比试验，不同条件下总氮的测定结果如表2所示。

由表2可知，对于水样中的总氮，不同的样品保存方法对其测定结果的影响不大，而且在4种保存方式下，48h内水样中的总氮测定值均未出现较明显的波动。

因
此常温存放、48h内测定所得到的检测结果也基本可靠。

1.3 不同消解时间对比分析
消解过程中过硫酸钾是否完全分解，关键取决于消解时间和消解温度，高温区持续越久消解就越完全[7]。

只要在消解过程中残留少量的过硫酸钾，就可能对比色产
生严重干扰[8]。

按照GB/T 11894—1989的规定，需在120～124℃条件下持续
消解半小时。

但在试验过程中发现30min并不能保证碱性过硫酸钾消解完全，因
此在不同的消解时间下分析过硫酸钾的消解状况以提高检测的准确性。

检测结果对比如表3所示，不同消解时间下的相对误差情况如图2所示，不同消解时间下的
空白吸光度如图3所示。

由表3可知，在124℃的消解温度下，适当延长时间，有利于过硫酸钾消解完全。

这种现象的产生主要是由于总氮分析中使用的过硫酸钾本身在220nm的检测波长下有强烈的吸收，这种吸收随着消解过程中过硫酸钾的不断分解而减弱。

随着加热时间的延长，过硫酸钾分解更为彻底，相应在220nm的检测波长下干扰减小[9]。

消解时间在40min以上时，空白及标准物质的吸光度测定值相对稳定，相对误差
在标准范围内；而消解时间少于30min时，误差较大，测定准确度较低。

因此，
建议总氮测定的消解时间控制在40min以上，以降低空白吸光度，提高检测准确度。

1.4 不同冷却时间对比分析
GB/T 11894—1989未对消解完毕后的水样冷却时间进行详细规定，仅说明冷却、开阀放气，冷制室温后测定。

本试验对消解后自然冷却0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0h的待测溶液分别进行测定，测定结果如表4所示。

冷却时间对测定结果的准确性有重要影响。

多数学者主张自然冷却2～3h，根据
季节不同略有调整；同时，冷却时间过长会使水样测定结果偏低，过短则使测定结果偏高[10]。

由表4可知，冷却放置时间以2.0～2.5h最佳，检测结果的准确性及线性较好。

通过对各组试验结果进行分析，可得出如下结论。

(1) 悬浮物含量对总氮的测定有一定的影响，当氮元素在悬浮物中所占比重较大而水中悬浮物的含量较高时，悬浮态氮对总氮浓度的影响程度较大，因此实践中，要采取措施避免悬浮物的干扰。

(2) 采用不同的保存方法，在48h内水样中总氮的测定结果均未出现明显波动。

因此常温保存、48h内测定所得到的检测结果也基本可靠。

(3) 试验表明，现行检测方法消解30min并不理想，建议总氮测定的消解时间控
制在40min以上，以降低空白值，提高检测准确度。

(4) 冷却时间对检测结果的准确性具有重要影响，以2.0～2.5h最佳，标准曲线的
线性较好，测定结果的准确度较高。

水中总氮是衡量水体受污染程度及江河湖库富营养化程度的重要指标，随着水资源管理制度的执行越来越严格，以及水功能区达标率越来越受到政府部门的重视，水样分析过程中，如何避免不必要的误差，获取准确可靠的监测数据，对水体质量进行相对客观的评价，尤为重要。

所以水环境监测人员应该熟练掌握技术规范，严格操作规程，研究、分析并改进检测方法，找出具体检测项目的最佳分析条件，确保分析数据的准确可靠。

因时间、精力、能力所限，本文对环境条件的改变及交互影响下的检测结果分析尚不完全，而且积累的数据相对较少，所得的结论或许存在偏差，希望大家共同探讨，开发精密度和准确度更高的检测方法。

【相关文献】
[1] 徐章文.《水环境监测工作手册》(第一版)[M].济南：山东省地图出版社.2009： 52-53.
[2] 雷立改,马晓珍,魏福祥,等.水中总氮、总磷测定方法的研究进展[J].河北工业科技,2011,28(1)：
72-76.
[3] 龙成梅,张瑜.水中总氮测定消解方法的改进[J].环保科技,2011,17(1)： 41-43.
[4] GB/T 11893—1989,水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解—紫外分光光度法[S].
[5] Bronk D A, Lomas M W, Glibert P M. Total dissolved nitrogen analysis： comparisons between the persulfate,UV and high temperature oxidation methods[J]. Marine Chemistry, 2000, 69(1-2)： 163-178.
[6] Hagedorn F, Schleppi P. Determination of total dissolved nitrogen by persulfate oxidation[J]. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 2000, 163(1)： 81-82.
[7] 谭爱平,钟陵,黄滨.测定总氮的影响因素探讨[J].中国环境监测,2006,22(1)： 58-60.
[8] 毛元宝,朱婷.影响水质总氮测定因素的研究[J].广州化工,2010,38(8)： 229-231.
[9] 方熠.水质中总氮测定影响因素分析[J].广州化学,2012,37(37)： 14-17.
[10] 吴志旭,陈林茜.水中总氮测定有关问题的探讨[J].化学分析计量,2006,15(1)： 57-58.。