项灵飞 刘海桂 何得若
深圳市安康检测科技有限公司 广东深圳 518000
摘要：含泥沙的地表水总氮测定过程中，往往会选择碱性过硫酸钾消解紫外分光光度方法。该过程中，絮凝沉淀会对数据准确性产生影响。选择一次性0.45μm水相针式滤器，对水样进行过滤消解，从而对絮凝沉淀干扰问题进行消除，使含泥沙地表水总氮测定更加准确。实验结果表明，这一方法相对标准偏差在2.0%以下，加标回收率与实验室质量控制要求吻合，实验效果好。
关键词：泥沙含量；地表水；测定准确度
参考文献
前言
选择专业方法对水体的总氮含量予以测量，不仅能够改善水质，而且能够对水体富营养化进行控制。近年，碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法在测量总氮过程中应用普遍。该实验原理为120-124℃温度背景下，借助碱性过硫酸钾溶液，转换样品中的氮，使其以硝酸盐形式存在。借助紫外分光光度法在特定波长范围内，对吸光度进行测量、计算和校正，得出总氮含量。当波长为220nm时，硝酸根离子和溶解的有机物都会有吸收，对结果测定造成干扰，需通过经验校正值予以解决。部分地表水泥沙含量大，测定总氮时，强碱环境下水样消解，会产生絮凝沉淀，使总氮结果比氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮之和小，无论是重视性，还是准确度都比较差，而且加标回收率也不是很高。本实验选用一次性0.45μm水相针式滤器，对水样进行过滤消解，使含泥沙的地表水总氮测定更加准确。
1.实验过程
1.1仪器、试剂及实验环境
（1）实验仪器。具体实验操作过程中，用到的仪器包括高压灭菌器、鸟津UV-1750紫外可见分光光度计及水相针式滤器。采用（1+9）盐酸浸泡玻璃器皿，继而使用无氨水对其进行数次冲洗，以免出现空白值过高或平行性比较差的情况。（2）实验试剂。超纯水、碱性过硫酸钾、盐酸。该实验背景下，超纯水温度和规格分别为25℃和18.2mΩ·cm，碱性过硫酸钾的纯度在99.0%以上，盐酸则为优级纯。（3）实验室环境。在无氨实验室环境中分析总氮，室内杜绝烟尘、石油、及其他氮化合物。实验室仅用来对氮类项目进行分析，单独存放实验试剂和玻璃器皿等，以免出现交叉污染情况，对空白值产生影响。（4）比色时注意要点。该实验过程中涉及220nm和275nm两个波长，倘若实验室条件许可，可将双光路紫外分光光度计作为第一选择。该类光度计快速便利，不需要对波长进行反复调整，实验测量过程中的误差小，而且能够自动修正皿间误差。倘若无双光路光度计，完成单组样品同一波长测量工作之后，调整至另一波长，确保测量过程的统一性，禁止单个样品的两个吸光度测量结束后，再次更换样品，导致实验结果不准确[1]。
1.2实验方法
完成地表水采集工作之后，将其沉降时间控制为半个小时，取10.00mL上清液，放置在25mL比色管中。倘若水样中氮含量在7mg/L以上，可对取样量进行适当控制，加入纯水，进行稀释，直至含量达标。然后，将5.00mL碱性过硫酸钾溶液添加到比色管中，将管塞塞紧，并用纱布和橡皮筋捆扎，放置在高压灭菌器中，将消解温度和消解时间分别控制为120-124℃和半个小时，继而取出冷却至室温。将1mL（1+9）盐酸溶液加入到各个管中，超纯水定容。选择一次性0.45μm水相针式滤器，过滤定容之后的水样，将部分初滤液弃之不用，取续滤液，放置在10min石英比色皿中，借助紫外分光光度法，分别对220nm和275nm吸光度值进行准确测量，继而对总氮含量进行计算[2]。
2.结果与讨论
2.1对比含泥沙水样总氮与三氮质量浓度
选定深圳河，进行地表水样采集，水体相对比较浑浊，泥沙含量大。完成水样采集工作之后，沉降半个小时，取上清液，用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法，对总氮及三氮质量浓度进行测定。结果如表1所示。
参考文献
表1 总氮与三氮质量浓度对比
由表1可知，部分地表水泥沙含量大，总氮测定结果通常比三氮乃至硝酸盐氮测定结果小，数据不够合理。究其原因，可能是水样消解过程中有絮凝沉淀存在，以至于275nm波长位置吸光值过高，干扰总氮测定结果，导致结果偏低。
2.2自然沉降时间对总氮测定结果的影响
完成含泥沙地表水测量工作之后，静置至水样自然沉降，在不同时间节点对上清液进行采集和分析。将自然沉降时间控制在5个小时，该背景下，无论是220nm，还是275nm处，水样吸光度值均有所下降，很大程度上提高了总氮测定浓度，但275nm处絮凝沉淀干扰依然存在。由此可知，自然沉降仅在较大颗粒水样中应用效果好，部分水样泥沙颗粒比较小，很难以自然沉降的方式将干扰消除。倘若沉降时间过程，在具体实验过程中，并不具备可行性。
2.3过滤去除消解后水样絮凝干扰
选定一次性0.45μm水相针式滤器，对水样进行过滤消解，将絮凝沉淀干扰去除，结果如表2所示。
参考文献
表2 消解后水样过滤前后实验结果对比
由表2可知，经一次性0.45μm水相针式滤器后，无论是220nm处，还是275nm处，水样吸光值都有所下降，其中尤以A275影响最大，总氮质量浓度不仅上升明显，而且比三氮浓度质量高，实验数据非常合理。消解之后产生的絮凝沉淀使吸光度值偏高，造成含泥沙地表水总氮测定偏低，A=A220-A275结果偏低，影响总氮测量值，导致测定结果低[3]。
2.4测定准确度和精密度
选定两类含泥沙量不同的地表水样，开展平行测定实验，依托上述方法将絮凝沉淀去除，使实验过程和验证方法更加精密。由实验可知，测定结果与标准偏差相比在2.0%以下，与精密度质量控制要求吻合。为使实验验证方法更加准确，选定2份不同的含泥沙地表水样，分别开展高浓度和低浓度加标回收实验，经上述方式将絮凝沉淀去除，得出加标回收率，满足准确度及质量控制要求。
2.5含泥沙地表水特殊类型
经实验可知，部分泥沙含量比较高的地表水，消解之后，并用一次性0.45μm水相针式滤器过滤，尽管A275有所下降，但其数值仍然处于较高状态。通常情况下，使用一次性0.45μm水相针式滤器对含泥沙地表水进行过滤之后，A275下降高达95%，部分点位在过滤之后下降并不明显，究其原因，水体中含有部分溶解性有机物，粒径往往特别小，单凭0.45μm水相针式滤器无法将其去除，可采用A=A220-2A275方法校正扣除这一部分吸光度值。一些地表水或废水受到有机污染会出现该种情况。通常的江河、湖泊等地表水一般不会遇到该种情况[4]。
3.结语
综上所述，选择碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测量地表水总氮含量，实施过程相对比较简单，实验效果好。具体工作实施过程中，经常会出现絮凝沉淀干扰测定结果的情况。针对这一问题，选择次性0.45μm水相针式滤器，对消解之后的水样进行过滤，220nm和275nm处吸光度值将不会受到絮凝沉淀干扰，使地表水总氮测量结果更加准确。采用该种方法能够在较短时间内得出测量结果，使总氮与三氮数据更具可比性，也使总氮数据更加准确，为地表水营养水平和污染程度判断提供依据，极具技术推广价值。
参考文献
[1]严谨，孙娟，等.含泥沙的地表水中氮测定准确度的提高方法[J].环境监控与预警，2016，（1）：28-30.
[2]李芬芳，欧伏平，等.泥沙对总氮测定结果的干扰影响分析[J].中国环境管理干部学院学报，2015，（1）：67-70.
[3]贺亮，高欣，等.紫外消解流动注射分光光度法测定地表水中总氮的实验研究[J].环境科学与管理，2015，（5）：127-130.
[4]毛玲玲，邱雪芬，等.水中总氮含量检测方法比较[J].中国化工贸易，2017，（5）：41-42.
论文作者:项灵飞,刘海桂,何得若
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/19
标签：地表水论文; 泥沙论文; 絮凝论文; 水样论文; 滤器论文; 光度论文; 硫酸钾论文; 《建筑学研究前沿》2018年第23期论文;