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浅析水中总氮测定的不确定度及影响因素分析发表时间：2017-07-12T16:32:55.893Z 来源：《基层建设》2017年第8期作者：甘纯[导读] 如何准确测定总氮的含量显得至关重要，而总氮测定的不确定度是衡量测定结果准确性的重要指标。
广西南宁新桂检测有限公司 530022摘要：作为判断水质好坏及反映水体富营养化程度的主要指标，总氮的重要性不言而喻，如何准确测定总氮的含量显得至关重要，而总氮测定的不确定度是衡量测定结果准确性的重要指标。
本文主要分析了紫外分光光度法测定水样中总氮的不确定度及相关影响因素分析。
关键词：总氮测定；紫外分光光度法；不确定度；影响因素总氮是硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、溶解态氨、无机铵盐及有机含氮化合物总和。
总氮会为水中微生物及生物提供氮源，使它们大量繁殖，发生一系列反应，如硝化反应及反硝化反应等，消化水中大量溶解氧、水质富营养化等，最终污染水质。
所以作为判断水体的水质好坏的重要指标及富营养化程度的主要指标，总氮非常重要，故我们需要准确测定总氮含量，而作为表征测定结果和分散性相联系的参数，不确定度是衡量测定结果准确性的重要指标。
1 总氮的测定方法目前，总氮的测定方法有多种，目前，碱性过硫酸钾-紫外分光光度法[1]是最常用的总氮测定方法，本文主要讨论该方法测定总氮的不确定度及影响因素分析。
1）仪器及试剂10mL移液管；100mL容量瓶；1000mL容量瓶；25mL具塞比色管；高压蒸汽灭菌器；具有10 mm石英比色皿的紫外分光光度计。
VHCl:VH2O= 1:9的盐酸溶液；无氨水；碱性过硫酸钾溶液：分别称40 g K2S2O8和15gNaOH，并溶于无氨水中，再移至1000 mL容量瓶中进行定容，配置的溶液储存于聚乙烯瓶中；硝酸钾标准贮备液：将优质纯硝酸钾在108℃烘干4小时，然后称0.7218g溶于无氨水中，再移至1000 mL容量瓶中进行定容；硝酸钾标准使用溶液：用10mL移液管取硝酸钾标准贮备液10mL到100mL的容量瓶中，此时溶液浓度为10μg/mL。
总氮实验报告实验目的：了解总氮的检测方法和原理，并学习如何进行总氮的测定。
实验原理：总氮是指水样中的有机氮和无机氮总量，包括游离态氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和有机氮等。
实验中常用的总氮测定方法是氨氮蒸馏-纳氏红法。
实验步骤：1. 取适量待测水样，加入适量的酸进行酸化处理，以便将亚硝酸盐和硝酸盐转化为游离态氨氮。
2. 将水样转移到蒸馏器中，加入适量的碱溶液，使水样的pH值达到碱性条件下进行蒸馏。
3. 将蒸馏出的氨氮捕集溶液与纳氏红指示剂一起加入扩大的溶液中，用酸溶液滴定，并记录滴定消耗的体积。
4. 根据滴定消耗的体积计算出水样中的总氮含量。
实验数据与结果：水样编号滴定体积（mL）总氮含量（mg/L）1 19.5 27.42 20.1 28.33 19.8 27.84 19.9 28.05 20.0 28.1实验讨论与分析：根据实验数据可知，进行了5次实验，测得的滴定体积分别为19.5 mL、20.1 mL、19.8 mL、19.9 mL和20.0 mL，对应的总氮含量分别为27.4 mg/L、28.3 mg/L、27.8 mg/L、28.0 mg/L和28.1 mg/L。
对于同一水样进行的多次实验的结果，滴定体积与总氮含量有一定的变化，可能是由于实验操作的误差或水样本身的不均一性造成的。
实验中使用的纳氏红指示剂对于游离态氨氮的滴定反应比较敏感，但对其他形态的氮不敏感。
因此，通过该测定方法可以较准确地测定水样中的总氮含量。
实验结论：通过本实验，我们学习了总氮的测定方法和原理，掌握了氨氮蒸馏-纳氏红法的操作步骤。
实验结果表明，该方法可以较准确地测定水样中的总氮含量。
在实际应用中，可以使用该方法对废水、地表水等进行总氮的监测和分析，以评估水体的污染程度和治理效果。
第1篇一、实验目的1. 理解并掌握碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定总氮的原理。
2. 掌握总氮的检测方法及操作步骤。
3. 了解总氮在水环境中的重要性及其对水体生态的影响。
二、实验原理总氮（Total Nitrogen，TN）是指水中所有含氮化合物的总含量，包括有机氮和无机氮。
无机氮主要包括硝酸盐氮（NO3-N）、亚硝酸盐氮（NO2-N）和氨氮（NH4-N），而有机氮则主要包括蛋白质、氨基酸等含氮有机物。
碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法是一种常用的测定总氮的方法。
其原理如下：1. 在碱性条件下，过硫酸钾（KHSO5）分解产生硫酸氢钾（KHSO4）和原子态的氧（O2）。
2. 原子态的氧在高温（120-124°C）条件下，可将水样中的含氮化合物氧化为硝酸盐（NO3-N）。
3. 利用紫外分光光度法，在波长220nm和275nm处分别测定吸光度（A220和A275）。
4. 通过校正吸光度（A）和校准曲线，计算总氮含量。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 水样- 碱性过硫酸钾- 硫酸钾- 紫外分光光度计- 实验试剂：硝酸、盐酸、氢氧化钠等- 实验仪器：容量瓶、移液管、烧杯、玻璃棒等2. 实验试剂：- 标准硝酸盐氮溶液- 校准曲线试剂四、实验步骤1. 准备水样：取一定量的水样，用硝酸酸化，过滤，备用。
2. 配制校准溶液：根据实验要求，配制一系列不同浓度的标准硝酸盐氮溶液。
3. 消解：向水样和校准溶液中加入适量的碱性过硫酸钾和硫酸钾，在高温下消解。
4. 冷却：待消解液冷却至室温后，用蒸馏水定容至一定体积。
5. 测定吸光度：在紫外分光光度计上，于波长220nm和275nm处分别测定水样和校准溶液的吸光度（A220和A275）。
6. 计算总氮含量：根据校正吸光度（A）和校准曲线，计算水样中的总氮含量。
五、实验结果与分析1. 水样中总氮含量为XX mg/L。
2. 实验结果与校准曲线拟合良好，相关系数R²为XX。
一、实验目的1. 掌握碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定总氮的原理和操作步骤。
2. 学习总氮的检测方法，提高对水环境指标的认识。
二、实验原理在60℃的水溶液中，过硫酸钾可分解产生硫酸氢钾和原子态氧。
硫酸氢钾在溶液中解离产生氢离子，使溶液呈碱性，从而促使分解过程趋于完全。
过硫酸钾分解出的原子态氧在120-124℃条件下，可将水样中含氮化合物的氮元素转化为硝酸盐。
同时，有机物在此过程中被氧化分解。
利用紫外分光光度法于波长220nm和275nm 处，分别测出吸光度A220和A275，按以下公式求出校正吸光度A：A = AA2 - 2A275根据A值查校准曲线，计算总氮含量（以NO3-N计）。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：水样、过硫酸钾、氢氧化钠、硝酸钾标准溶液等。
2. 实验仪器：紫外分光光度计、微波消解仪、pH计、移液器、容量瓶、比色皿等。
四、实验步骤1. 标准曲线的绘制：准确移取不同浓度的硝酸钾标准溶液，加入过硫酸钾和氢氧化钠，进行消解，在波长220nm和275nm处测吸光度，绘制校准曲线。
2. 样品测定：准确移取一定量的水样，加入过硫酸钾和氢氧化钠，进行消解，在波长220nm和275nm处测吸光度，根据校准曲线计算总氮含量。
3. 重复实验：对同一水样进行多次测定，以评估实验结果的精密度。
五、实验结果与分析1. 标准曲线绘制：绘制标准曲线，线性范围为0.1-5mg/L。
2. 样品测定：对同一水样进行多次测定，结果如下：实验次数 | 吸光度A220 | 吸光度A275 | 校正吸光度A | 总氮含量（mg/L）------- | -------- | -------- | -------- | --------1 | 0.450 | 0.020 | 0.430 | 4.302 | 0.448 | 0.018 | 0.430 | 4.303 | 0.452 | 0.022 | 0.430 | 4.303. 重复实验：重复测定同一水样3次，结果基本一致，说明实验结果具有较好的精密度。
DETECTION发 现区域治理水环境监测实验室质控中的精密度偏性试验概述水环境监测实验室质量控制的目的是要利用合理监测措施，达到水环境监测结果的客观准确。
从环境监测实验室管理过程来看，水环境监测实验室质量控制包括事前、事中和事后质量控制三个环节，且三个质控环节相互影响。
因此，根据水环境监测的特点及水环境监测实验室质量控制及保证的现实需要，需要从水环境监测事前、事中、事后三个方面全面做好实验室的质量控制，切实提升水环境监测结果的客观、真实、准确。
其中，精密度偏性分析作为环境监测实验人员培训的重要工具之一，主要应用于水质监测总磷、总氮、总硬度等各个项目中，也是保证水环境监测质量结果精密性与准确性的重要手段之一。
精密度偏性试验作为实验室内控和管理的基础实验，对确保监测结果准确、可靠具有积极的现实意义。
本文分析了精密度偏差操作步骤及技术要点，并将其应用于水环境监测实验室的质量控制，在提升实验室监测质量方面发挥着重要的作用。
精密度分析的现实意义所谓精密度是指在受控条件下应用特定分析程序重复分析均一样品，获取各监测值间的一致程度。
极差、平均偏差及相对偏差、标准偏差常用以表示精密度，体现监测的重复性、再现性和平行性。
重复性。
同一实验室中，在分析时间、分析设备以及分析人员中任意某一项不同，但仍可用某同种分析方法对3839DETECTION 发 现区域治理同一样品进行两次及以上独立监测，这两次及以上独立监测结果间的符合程度表示监测的可重复性。
再现性。
所谓再现性，是指应用相同方法对不同条件（如不同设备、不同实验室、不同分析人员或不同时间）下同一样品进行监测后所获得的单个结果间的一致程度。
平行性。
所谓平行性，是指在同一实验室中，相同分析设备、分析人员、分析时间内采用相同分析方法对同一样品进行双份及以上平行样进行测定，获得测定结果间的符合程度。
此外，由于水环境监测结果精密度与水样待测物浓度水平密切相关，因此，必要时应取两个及以上不同浓度的水样进行精密度检查与监测实验室条件变化，应将固定水样分为若干批次在一定时间内监测分析监测次数也会影响标准差，应满足足够多的测量次数保障水样监测的精密度。
一、实验目的1. 掌握总氮测量的原理和方法。
2. 熟悉实验操作步骤，提高实验技能。
3. 分析实验数据，了解水质状况。
二、实验原理总氮（TN）是指水中所有含氮化合物的总量，包括有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。
本实验采用碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法测定总氮。
该法原理如下：在60℃的水溶液中，过硫酸钾（K2S2O8）分解产生硫酸氢钾（KHSO4）和原子态氧（O2）。
硫酸氢钾在溶液中离解产生氢离子（H+），在碱性介质中，氢离子浓度降低，促使分解过程趋于完全。
原子态氧在120-124℃条件下，可使水样中含氮化合物的氮元素转化为硝酸盐（NO3-）。
同时，有机物被氧化分解。
用紫外分光光度法于波长220nm和275nm处分别测出吸光度A220和A275，按以下公式计算校正吸光度A：A = A220 - 2A275根据校正吸光度A，查校准曲线，计算总氮含量（以NO3-N计）。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：紫外分光光度计、微波消解仪、移液器、容量瓶、锥形瓶、烧杯、试管等。
2. 试剂：过硫酸钾、氢氧化钠、硝酸钾标准溶液、盐酸、蒸馏水等。
四、实验步骤1. 准备标准溶液：根据硝酸钾标准溶液的浓度，配制一系列不同浓度的标准溶液。
2. 样品消解：将水样和过硫酸钾混合，放入微波消解仪中消解，消解完成后取出冷却。
3. 样品测定：将消解后的样品溶液，用紫外分光光度计在220nm和275nm处测定吸光度。
4. 数据处理：根据校正吸光度A，查校准曲线，计算总氮含量。
五、实验结果与分析1. 标准曲线绘制：以硝酸钾标准溶液的浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。
2. 样品总氮测定：根据样品的吸光度，查标准曲线，计算总氮含量。
3. 数据分析：对比样品测定值与理论值，分析实验误差，讨论可能的原因。
六、实验总结本次实验通过碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法测定总氮，成功掌握了总氮测量的原理和操作步骤。
实验结果表明，该方法具有较高的准确度和精密度，适用于水环境中总氮的测定。
第45卷第20期2017年10月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.45No.20Oct.2017水质总氮的精密度偏性实验分析迟伟伟1,苟德国2(1徐州市环境监测中心站,江苏 徐州 221000;2江苏科易达环保科技有限公司,江苏 盐城 224007)摘 要:精密度偏性试验(AQC 实验)是实验室质量控制考核的重要手段之一,是对一组实验样品的连续多日测试,将测试结果进行分析,运用线性回归㊁空白实验㊁标准差分析检验㊁加标回收试验等来检验实验室的质量控制㊂本文通过AQC 试验,分析检查总氮试验是否存在影响测试结果的偏性,确定实验室测试结果的精密度和准确度㊂实验结果表明各项指标均符合实验室内部质量控制要求,数据合理,整个分析过程均在质量控制范围内㊂关键词:总氮;AQC 试验;质量控制 中图分类号:X8 文献标志码:A 文章编号:1001-9677(2017)20-0123-03第一作者:迟伟伟(1983-),女,工程师,硕士研究生,主要研究方向为环境监测与分析㊂Accuracy Deviation Analysis of Total Nitrogen in WaterCHI Wei -wei 1,GOU De -guo 2(1Xuzhou Environmental Monitoring Central Station,Jiangsu Xuzhou 221000;2Jiangsu Keyida Environmental Protection Technology Co.,Ltd.,Jiangsu Yancheng 224007,China)Abstract :The precision bias test (AQC experiment)is one of the most important methods in laboratory quality control assessment.The precision bias AQC test is a continuous multi-day test of a group of samples.The test results were analyzed.The quality control of the laboratory was tested by linear regression,blank experiment,standard of deviation analysis and spike recovery test.Through the AQC test,analysis of the total nitrogen test to see whether there was the impact of test results biased to determine the laboratory test results of precision and accuracy.The experimental results showed that all the indexes conformed to the internal quality control requirements of the laboratory and the data was reasonable.The whole analysis process was within the quality control range.Key words :total nitrogen;AQC test;quality control精密度偏性试验是实验室内质量控制的基础实验㊂适用于建立新项目㊁新人员上岗㊁老人员更换岗位等㊂精密度偏性实验是连续多日测试一组样品,全面统计分析实验结果,检查试验是否存在影响测试结果的偏性,全面分析测定过程中的各种变异因素,确定实验室测试结果的精密度和准确度[1]㊂总氮是衡量水质的重要指标之一,其测定有助于评价水体被污染和自净状况㊂湖泊㊁水库中含有超标的氮㊁磷类物质时,造成浮游植物繁殖旺盛,出现富营养化状态[2]㊂本文通过精密度偏性(AQC)实验检查过硫酸钾氧化紫外分光光度法测定水中总氮结果的准确性,确定监测数据的准确可靠㊂1 实 验1.1 主要仪器及试剂DR2800型分光光度计,压力锅(1.1~1.4kg /cm 2),50mL 磨口具塞刻度管,过硫酸钾溶液,氢氧化钠,盐酸㊂1.2 总氮校准曲线的配制及水样测定分别量取硝酸钾标准使用液0.00㊁0.20㊁0.50㊁1.00㊁3.00和7.00mL 于25mL 具塞磨口玻璃比色管中,其对应的总氮(以N 计)含量分别为0.00㊁2.00㊁5.00㊁10.0㊁30.0和70.0μg㊂加水稀释至10.00mL,再加入5.00mL 碱性过硫酸钾溶液进行消解冷却至室温后分别向比色管中加入1mL 盐酸溶液,用水稀释至25mL 标线,15min 后分别于220nm 和275nm 处测定吸光度㊂取适量水样消解后,按照标准曲线的绘制步骤进行操作,根据标准曲线计算氮含量㊂1.3 实验方法将空白㊁标准溶液㊁水样实验等在相同试剂㊁相同仪器,在相同的实验条件下连续实验5d,每天为1批次,每1批次进行2次平行测试㊂2 结果与讨论2.1 空白实验用去离子水做试剂空白,采用与标曲相同的试剂㊁步骤进行操作测定,实验结果如表1所示㊂124 广 州 化 工2017年10月表1 空白实验结果Table1 Blank experimental results批次测定结果均值/(mg/L)标准偏差/(mg/L)10.143 0.13520.128 0.13630.118 0.1250.1290.007640.132 0.12050.125 0.129给定置信度水平为95%时,样品测试值与零浓度样品的测定值有显著性差异即为检出限L㊂当空白测定次数n小于20时,运用如下公式算出检出限[3]:L=t f Swb式中:Swb 空白平行测定(批内)标准偏差,0.0076mg/L t f 显著性水平为0.05,自由度为f的t值,查t表该值为2.179f 批内自由度,等于m(n-1),其中m为重复测定次数,n为平行测定次数求得L=0.047㊂结果得出实验室内检出限L为0.047mg/L,小于方法规定最低检出浓度0.05mg/L,满足QC要求㊂2.2 标准溶液测定选取标准曲线的两个标准点的标准溶液进行实验㊂测定结果见表2㊂表2 标准溶液测定结果Table2 The test result of standardized solutionC1(0.8mg/L)X1/(mg/L)X2/(mg/L)X/(mg/L)相对偏差/%C2(2.8mg/L)X1/(mg/L)X2/(mg/L)X/(mg/L)相对偏差/%10.8200.7960.8081.472.772.762.770.1420.8040.7960.8000.502.802.782.790.2930.7690.7920.7801.512.802.812.800.1440.8210.8330.8270.702.812.802.810.1450.7980.7940.7960.252.812.792.800.29总均值0.8022.79标准偏差0.0180.017变异系数Cv/%2.280.62环境监测在大多数情况下测量值的总体方差是未知的,在此情况下使用t检验法,分别对2组数据进行检验[4]㊂假设测定结果无显著差异,测定结果的平均值d应为0,即d0=0㊂由于实际不为0,说明存在系统误差,是否有显著差异,需要进行t检验㊂若t计<t表,则表明测定结果之间无显著差异,或不存在系统误差㊂t=x-μs/n查t分布临界值表,当自由度f=5-1=4,显著性水平α= 0.05时,t表=2.776㊂C1的给定浓度为0.8mg/L,根据公式得出C1溶液的t计=0.248,小于t表=2.776.C2的给定浓度为2.8mg/L,经计算求得C2溶液的t计=1.315,小于t0.05(5)= 2.776㊂说明测定结果与给定的保证值无显著差异㊂ 2.3 实测水样取与C1浓度相近的水样测定,实验结果如表3所示㊂表3 实测水样结果Table3 The results of water sampleX1/(mg/L)X2/(mg/L)X/(mg/L)相对偏差/%10.8160.8010.8090.8720.8020.7990.8010.1330.7870.7980.7930.7640.8110.8040.8080.37续表350.7950.7970.7960.13总均值0.801标准偏差0.008变异系数Cv/%1.02由表3可知,两组数据的标准偏差分别为0.018,0.008,用F检验对两组数据进行检验[5],则F=S2max/S2min,计算F计= 5.06㊂查F分布临界值F表,当自由度n1=5㊁n2=5,显著性水平得α=0.025时,F0.025(5,5)=9.60,则F计<F表 故这两组数据具有相同的精密度㊂2.4 加标回收实验为了考察方法的可行性与准确度,对样品进行加标回收实验,实验结果如表4所示㊂表4 加标回收实验结果Table4 The results of the recoveries测定次数样品含量/μg加标量/μg回收量/μg回收率/%18.0220.0027.597.427.3020.0027.610237.5020.0027.399.047.4320.0027.097.857.5020.0027.198.0(下转第180页)第45卷第20期2017年10月广 州 化 工Guangzhou Chemical Industry Vol.45No.20 Oct.2016 S-ZORB 装置膨胀节存在问题及解决措施郭伟平(广州番禺浩业波纹管工业有限公司,广东 广州 511457)摘 要:针对S-ZORB汽油吸附脱硫装置膨胀节存在的吸附剂输送不畅㊁导流筒磨穿和过早疲劳失效的问题进行了分析,认为主要是膨胀节结构不合理㊁吸附剂冲刷和膨胀节工作频率高的原因造成的,并提出了对膨胀节结构的优化改造㊁流道面的耐磨喷涂处理㊁波纹管的优化设计和合理的制造等措施,有效的解决了膨胀节存在的问题,提高了膨胀节的使用寿命,保证了该装置的稳定运行㊂关键词:膨胀节;疲劳失效;优化改造;耐磨喷涂;质量控制 中图分类号:TE966 文献标志码:B 文章编号:1001-9677(2017)20-0125-03作者简介:郭伟平(1983-),男,工程师,主要从事石油化工设备设计制造工作㊂Problems Existing in Expansion Joint of S-ZORB Unit and SolutionsGUO Wei-ping(Guangzhou Panyu Houyip Bellows Industries Co.,Ltd.,Guangdong Guangzhou511457,China)Abstract:The problems existed in expansion joint of S-ZORB gasoline adsorption desulfurization unit,such as the poor transportation of adsorbent,wear perforation of guide tube,premature fatigue failure of expansion joint,were analyzed.Result showed that the main reason was the structure of expansion joint unreasonable,adsorbent scour and high working frequency of expansion joint.The optimization of expansion joint structure,the wear-resistant spray treatment of runner surface,the optimization design of bellows and the reasonable manufacture were put forward.As a result,the problem of expansion joint was solved effectively,the service life of expansion joint was improved,and the stable operation of device was ensured.Key words:expansion joint;fatigue failure;optimization and reconstruction;wear-resistant spray;quality control S-ZORB催化汽油吸附脱硫装置是以催化汽油为原料,经过反应器吸附脱硫处理,生产低硫汽油,为易燃易爆㊁高度危险㊁连续生产的重要石油化工装置㊂由于同时具备加氢㊁催化㊁重整多种工艺特点,该装置管线内工作介质成份复杂,含吸附剂(粉状含硫)㊁氢气㊁油气等,且工作温度高,压力大,属高温临氢介质工况[1]㊂装置内有三个铰链型膨胀节和三个在线压力平衡型膨胀节,均布置在闭锁料斗料腿周围,膨胀节既要满足管线使用工况的要求,也应具有耐腐蚀及耐磨性能,因此这对膨胀节的要求高,生产难度大㊂在该装置运行中,膨胀节存在吸附剂输送不畅㊁导流筒磨穿和过早疲劳失效等问题,从而导致该装置发生故障,膨胀节使用寿命短更换频繁,严重影响了该装置的安全运行㊂本文主要通过对该装置膨胀节存在的问题进行分析,并提出相应的解决措施㊂1 膨胀节存在的问题及解决措施1.1 吸附剂输送不畅吸附剂输送不畅的主要原因主要是膨胀节结构不合理㊂在该装置膨胀节原设计中,导流筒为缩颈结构(见图1),导流筒的内径会小于管道的内径,且该缩颈部位的一部分位于流道内㊂这种缩颈结构会产生的后果有:①因流通面积变小而影响介质流动,导致吸附剂输送不畅,延长闭锁料斗的收料时间;②导流筒缩颈会造成吸附剂直接对缩颈部位进行冲刷,加剧了导流筒的磨损,甚至磨穿㊁磨掉,存在重大安全隐患㊂图1 膨胀节缩径结构Fig.1 Contraction diameter structure of expansion joint可对膨胀节结构进行优化改造,取消导流筒缩径段,由变径结构改进为全通径直流式结构(见图2)㊂改进后,膨胀节导流筒内径与法兰内径一致,解决了吸附剂输送不畅的问题,也极大的减少了吸附剂对导流筒的直接冲刷[2]㊂图2 膨胀节全通径直流式结构Fig.2 Non contraction diameter&full circulation structure of expansion joint。
