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碱性过硫酸钾法测定水中总氮的研究与探讨

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碱性过硫酸钾消解法测定水中总氮的研究与探讨 摘 要：碱性过硫酸钾消解紫外光度法是测定总氮的常用方法。采用标准曲线代替工作曲线，减少消解液的用量，不会影响实际样品的测定。准确控制消解液的加入量，可以使空白值稳定，从而提高精密度、降低检出限。本文还就碱性过硫酸钾溶液的配制、贮存方式，降低实验空白值进行了探讨，并指出现行标准HJ636-2012中的某些不足。 关键词：总氮；碱性过硫酸钾；紫外光度法；空白；HJ636-2012。

总氮是衡量水质富营养化程度的主要指标之一。目前我国常用的测定水质总氮的方法是碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法。新修订标准HJ636-2012已于2012年6月1日实施。与旧标准GB11894-89相比，新标准有了较大的变动。本文通过比较新旧标准，同时参考《《水质 总氮的测定 碱性过硫酸消解紫外分光光度法》（征求意见稿）编制说明》，对碱性过硫酸钾法测定总氮的方法进行了研究与探讨。

1实验部分 1.1仪器与试剂 Cary 60紫外可见分光光度计（安捷伦科技有限公司，吸光度可读至小数点后4位）；SYQ—DSX—208B型医用手提式蒸汽灭菌器（上海申安医疗器械厂）；25ml具塞磨口比色管。 过硫酸钾1（Fluka 总氮含量≤0.001%）；过硫酸钾2（AR. 国药集团化学试剂有限公司 总氮含量≤0.005%）；氢氧化钠（GR.上海山海工学团实验二厂）。无氨水。硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和氨氮标准溶液均向环保部标准样品研究购置。 碱性过硫酸钾消解液：称取15g氢氧化钠，溶于400ml水后，溶解后加入40g过硫酸钾，缓缓加水溶解，定容至1000ml。本文中“消解液A”由进口过硫酸钾（Fluka）配制，“消解液B”由国产过硫酸钾（国药试剂）配制。 1.2方法原理与操作步骤 在60℃以上水溶液中，过硫酸钾可分解产生氢离子和氧，在氢氧化钠的碱性介质中促使过硫酸钾分解完全。分解出的原子态氧在120～124℃条件下，可使水中含氮化合物转化成硝酸盐，在此过程中有机物被氧化分解，采用紫外分光光度法于波长220nm与275nm处测定吸光度，校正吸光度A＝A220－A275与总氮含量成正比。 分析步骤详见《水和废水监测分析方法（第四版）》。

2结果与讨论 2.1工作曲线与标准曲线 分别以硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和氨氮溶液作为总氮测定的标准溶液，消解后测定绘制工作曲线，得工作曲线方程分别为：y＝0.01036x-0.0021、y＝0.01004x-0.0013和y＝0.01041x-0.0020 ，斜率之比为接近1：1：1，表明以碱性过硫酸钾能完全消解无机态氮，可以采用以上任一种含氮无机物作为标准溶液。 分别移取0.00、0.20、0.50、1.00、3.00和7.00ml浓度为10.0mg/L的硝酸钾使用液于25ml具塞磨口玻璃比色管中，加入1.0ml（1+9）盐酸溶液，以水稀释至25.0ml，直接进行紫外光度测定，绘制标准曲线得y= 0.01011x－0.0036。经t检验，该标准曲线与工作曲线不存在显著性差异。因此，实际工作中可以用标准曲线代替工作曲线，做到省时省力。但需要说明的是，实际样品分析中，扣除的空白值应该是经过消解的。 2.2碱性过硫酸钾氧化能力试验 2..2.1鉴于氯化铵中氮的价态低，还原性强，同时氯离子也有一定的还原性，以氯化铵标准溶液作为试验对象，考察碱性过硫酸钾的氧化性。 配制不同含氮量的氯化铵溶液，按照试验步骤，消解完后定容，测定硝酸盐态氮。结果表明，10ml含氮量为100ug的氯化铵溶液，能被1ml碱性过硫酸钾完全消解。 2.2.2 固定氯化铵浓度，考察不同化学需氧量（CODcr）下，碱性过硫酸钾对铵态氮的消解情况。 在含氮20 mg/L氯化铵溶液中，加入不同量的邻苯二甲酸氢钾（换算成CODcr浓度，由于未考虑氯化铵产生的CODcr量，实际CODCr浓度值大于所标值），配制不同CODcr下的氯化铵溶液。试验结果表明，对于含氮浓度均为20mg/L的氯化铵溶液， CODcr浓度为150mg/L、400 mg/L和800 mg/L的三种溶液，分别用1ml、2ml和5ml消解液消解，氨氮转化成硝酸盐氮的氧化率均超过92%。 由上可见，碱性过硫酸钾的氧化能力很强，对于一般的水样，采用1ml消解液，完全可以满足分析要求。 2.3空白试验 总氮分析的空白主要来源有实验室环境、试剂空白、蒸馏水空白以及器皿空白等。在严格控制实验室环境、使用高纯无氨水的情况下，试剂空白以及器皿空白对测定影响最大。 2.3.1试剂空白 该实验中，影响实验空白的主要因素有：1、试剂的纯度2、碱性过硫酸钾加入量。下图表示了不同厂家过硫酸钾加入量与空白的关系

0.000.100.200.300.400.50

1.02.03.04.05.0消解液加入量（ml）

吸光度系列1

系列2 图1 消解液加入量与空白值的关系，系列1为国产试剂，系列2为进口试剂。 由图1可知，消解液的加入量对空白吸光度有很大的影响，尤其对于用国药产过硫酸钾配制的消解液。因此，准确控制消解液的加入量，是提高试样准确度的一个关键步骤。本文中使用胖肚移液管加入消解液，以确保空白值的稳定性。 2.3.2器皿空白 实验所用的玻璃器皿是空白的另一大来源，尤其是消解用的25ml比色管，不干净的比色管会造成空白值异常偏高。新标准HJ636-2012和旧国标GB11894-89均规定所用玻璃器皿用盐酸（1+9）或硫酸（1+35）浸泡。本文采用“空蒸”的方法来清洗比色管，同样取得很好的效果。方法是，在25ml比色管中加入10ml蒸馏水和10ml消解液，在120～124℃高压蒸汽灭菌器中加热30min。冷却后取出，先用自来水冲洗，再用无氨水荡洗数次。 在48只25ml的比色管中，随机取出14只，7只用盐酸（1+9）浸泡48小时，另外7只采用“空蒸”方式来清洗比色管，分别测定空白如下表 表1 不同清洗方式对实验空白的影响 清洗方式 空白吸光度 盐酸（1+9）浸泡48小时 0.0233 0.0230 0.0208 0.0226 0.0234 0.0243 0.0202 “空烧” 0.0226 0.0217 0.0234 0.0210 0.0223 0.0240 0.0208 两组数据经t检验，不存在显著性差异，说明采用“空蒸”方式处理消解管是可行的。对于沾有油污的比色管，试验表明，采用“空蒸”法，比浸泡方式更有优势。 2.4碱性过硫酸钾的存放 新旧标准均表述：配制好的碱性过硫酸钾溶液，存放于聚乙烯瓶中，可保存一周。但对其保存条件未说明。若冷藏保存，会析出较大块状的过硫酸钾，每次使用前需用50℃水浴加热溶解。试验表明，尽管每次水浴温度低于60℃，但消化液的氧化能力依然有所下降，说明过硫酸钾在溶解过程中有少量分解。另一种方式是在室温下阴暗处密封保存。试验证明，保存了14天的碱性过硫酸钾溶液，加5ml消解液消解，依然能百分百消解100mg/L的氨氮；用于实际样品测定，与新配制的消解液相比，结果无差异。并且经过14天的消解液空白值（0.026）与刚配制时测值（0.023）相差不大。由此可见，对于碱性过硫酸钾的保存条件，应理解为：“……存放在聚乙烯瓶中，常温下阴暗处密封保存，可稳定一周。” 2.5稀释前消解与稀释后消解对测定结果的影响 由于实验中加入的碱性过硫酸钾的氧化能力强，对于一般样品基本都能完全消解。试验表明，对出超出校准曲线量程范围的样品，只要是完全消解的，采用稀释前消解或稀释后消解，对测定结果无异。但要注意的是，消解后稀释，其测定空白也应一同稀释，并扣除稀释后的空白。 2.6检出限、精密度与样品分析 2.6.1空白值与检出限 表2 不同消解液对空白值和检出限的影响 5ml消解液A 1ml消解液A* 1ml消解液B*

空白吸光度 0.0226 0.0217 0.0234 0.0139 0.0123 0.0122 0.1081 0.1036 0.1053 0.0210 0.0223 0.0240 0.0128 0.0130 0.0119 0.1044 0.1072 0.1065 0.0208 0.0133 0.1093 空白均值 0.0223 0.0128 0.1064

空白检出浓度（mg/L）

0.259 0.250 0.267 0.173 0.157 0.156 1.105 1.060 1.077

0.243 0.256 0.273 0.162 0.164 0.153 1.068 1.096 1.089 0.241 0.167 1.117 标准偏差S（mg/L） 0.0118 0.0069 0.0202

t值 3.143 3.143 3.143 检出限（mg/L） 0.037 0.022 0.063

检出浓度（mg/L） 0.148 0.088 0.254

注：1、*实际操作中，将原消解液稀释5倍后，用胖肚移液管移取5ml；表3同 2、空白检出浓度由空白吸光度代入标准曲线 y=-0.0036+ 0.01011x求得 由表2可知，本试验空白值的主要来源是碱性过硫酸钾消解液，准确控制消解液的加入量，很好的保证了空白值的稳定性，有利于降低检出限。本试验中，三种消解液空白值分别为0.0223、0.0128、0.1064，对应的检出限分别为0.037 mg/L、0.022 mg/L、0.063 mg/L。 2.6.2 精密度、准确度与样品分析 表3 方法的精密度、准确度和样品分析结果（浓度单位mg/L） 5ml消解液A 1ml消解液A* 1ml消解液B* 空白均值 0.0223 0.0128 0.1064 工作曲线

线性方程 y＝0.01036x-0.0021 y=0.01017x-0.0038 Y=0.01063x+0.0021

线性R值 0.9996 0.9998 0.9997 线性范围 0~10 mg/L 0~10 mg/L 0~8 mg/L

质控203219测值 （保证值2.99±0.16）

2.92 2.98 3.02 2.99 2.97 3.02 2.86 2.85 2.92

2.95 2.94 2.95 2.98 2.99 2.98 2.83 2.86 2.94 RSD（%） 1.19 0.60 1.50 湖库水 2.176 2.196 2.056 湖库水加标2.0mg/L 4.101 4.176 3.967 加标回收率（%） 96.3 99.0 95.6

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碱性过硫酸钾——紫外分光光度法测定废水中总氮

碱性过硫酸钾——紫外分光光度法测定废水中总氮

２ ３ ２ 高 压 时 间 影 响 ． ． 在 规 定 的压 力 下 ， 压 时 间 对 总 氮 测 定 的影 响 也 是 很 大 高
２ １ ３ 不 同来 源 的 过 硫 酸钾 对 空 白 的 影 响 ． ．
高 压 消 解 、 却 、 试 ， 果 如 表 ２ 冷 测 结 。 表 ２ 不 同来 源 的 Ｋ：； 目制得 消 解 液 对 空 白的 影 响 ｓ０
消解 液
来 源 Ａ
来源 Ｂ 来源 Ｃ
其 冷 却 ， 到 压 力 表 指 针 回复 至 零 位 ， 开 上 排 汽 阀 排 去 人 直 打 余 气 。这样避 免 了在 高 压 时骤 降 压力 使 管 内液 体 喷 出， 实 验 失 败 ， 能 在 最 大 限度 上 保 证 工 作 人 员 安 全 。 又
Ｎａ ＯＨ溶液 冷却 至室 温 ， 两容 液 混 合定 容 至 １ ０ ｍＬ， 将 ００ 溶
碱性过硫 酸钾 的 配 制过 程 十 分重 要 ， 掌握 不 好 会影 响 消解效 果 ， 测定结 果 产生 一定 的影 响。文 献 ［ ］ ２ 对 １ ［ ３中关 液存 放 聚乙烯瓶 内 。 （ ） 酸 钾 标 准 溶 液 。硝 酸 钾 标 准 贮 备 液 ： 取 ０ ７ １ｇ 于 碱 性 过 硫 酸 钾 的 配 制 ， 是 简 单 的 说 将 过 硫 酸 钾 和 氢 氧 ９硝 称 ． ２ ８ 只 并 过 经 １５ ～ １ ０ 烘 干 ４ ０℃ １℃ ｈ的 优 级 纯 硝 酸 钾 （ Ｎ０ ） 溶 于 水 化 钠 溶 于 水 中 ， 未 作 其 它 要 求 。 实 际 上 ， 硫 酸 钾 的 溶 解 Ｋ ３，
总 氮 是 指 水 体 中 所 有 含 氮 化 合 物 中 的 氮 含 量 ， 反 映 溶 液 每升 含 １ ｍ 是 ０ ｇ硝 酸 盐 氮 ， 用 时 配 制 或 者 采 用 国家 标 使 水 体 所 受 污 染 程 度 和 富 营 养 化 程 度 的 重 要 指 标 之 一 ， 体 准 物 质 ， 使 用 说 明配 制 。 所 用 试 剂 无 特 别 说 明 皆 为 分 析 纯 水 按 中含 氮 量 的 增 加 将 导 致 水 体 质 量 下 降 ， 其 中 的 浮 游 生 物 试 剂 ， 验 中用 水 若 无 特 别 说 明 皆 为 无 氨 水 。 使 实 和 藻 类 大 量 繁 殖 而 消 耗 水 中 的 溶 解 氧 ， 而 加 速 湖 池 水 体 ２ 结 果 与 讨 论 从 的富营养 化和水 体 质 量恶 化 ， 而污 水 厂 的 出水 最终 都 将 排 ２ １ 碱 性 过 硫 酸 钾 的 影 响 ． 人 湖 、 ， 此 准 确 测 定 废 水 中总 氮 量 十 分 重 要 。 河 因 ２ １ １ 过硫 酸 钾 试 剂 本 身 的 影 响 ．． 废 水 中 的 总 氮 检 测 方 法 包 括 紫 外 分 光 光 度 法 、 相 分 气 过 硫 酸 钾 试 剂 本 身 在 测 试 波 段 区 有 强 吸 收 值 ， 与 浓 度 且 子吸收光 谱法 、 子 色谱 法 、 波 消 解—— 电极 法 、 温 氧 成 正相 关 ， 离 微 高 相关系数 达 ０ ９９ 。文 献［ ］较 早就 提 出了较高 ．９９ ３ 化 — — 化 学 发 光 法 、 催 化 氧 化 — — 分 光 光 度 法 等 。 常 用 浓 度的过 硫 酸钾 在 ２ ０ ｍ处 有 吸 收 ， 献 ［ ］ ５ 又 提 出在 光 ２ｎ 文 ４ ［３ 的 是 过 硫 酸 钾 — — 紫 外 分 光 光 度 法 ， 方 法 步 骤 相 对 简 单 、 ２５ ｍ处也 有较大吸光度 ， 文献［ ］ ２ 该 ７ｎ 按 １ ［］所 配的过硫 酸钾在 所 需 试 剂 较 少 ， 求 使 用 的 仪 器 设 备 一 般 实 验 室 都 能 具 备 。 显 色 时 的 最 高 浓 度 也 只有 ８ Ｉ ， 以 没 有 必 要 对 过 硫 酸 钾 要 （ 所 ） 但 是 在 实 际 测 定 过 程 中 受 试 剂 质 量 、 皿 、 解 时 间 、 验 器 消 实 浓 度 高 于 ８ｇ Ｌ 的 进行 研 究 ， 且 过硫 酸钾 在 高 于 ６ ℃ 以上 （／ ） 而 Ｏ 室 环 境 等 因 素 的 影 响 ， 白 值 太 高 （ 献 中 规 定 空 白 吸 光 度 就 开 始 分 解 ， １０ ～ １ ４ 高 压 ３ ｒｉ 上 这 种 情 况 下 可 空 文 在 ２℃ ２℃ ０ ｎ以 ａ 值 应 低 于 ０ ０ ） 标 准 曲 线 相 关 系 数 Ｒ 达 不 到 ０ ９ ９以 上 要 分解完 全 ， ．３ ， ．９ 因此没 有 必要 对太 高 浓度 的过 硫酸 钾进 行研 究 ， 求 ， 期 困 扰 着 水 质 分 析 工 作 者 而 且 废 水 中 含 有 悬 浮 物 现 只对 ２ ０ｇ Ｌ 以 下 的 进 行 实 验 ， 长 ． （／ ） 结果 如 表 ｌ 。 比较 多 ， 接 影 响 测 定 结 果 准 确 度 。 笔 者 通 过 一 系 列 的 对 直 比实 验 ， 统 地 检 查 可 能 对 检 测 结 果 产 生 影 响 的 因 素 ， 检 系 使 测结果 更为准 确 、 合要求 。 符
过硫酸钾在水质总氮测定中的影响

过硫酸钾在水质总氮测定中的影响

过硫酸钾在水质总氮测定中的影响过硫酸钾是一种常用的氧化剂，被广泛应用于环境监测和水质分析中。

在水质总氮测定中，过硫酸钾的使用可以起到一定的作用，但同时也会产生一些影响。

本文将就过硫酸钾在水质总氮测定中的影响进行介绍和分析。

我们来了解一下过硫酸钾的化学性质。

过硫酸钾，化学式为K2S2O8，是一种无色或白色晶体，是一种强氧化剂，可以在水中快速溶解，生成硫酸和氧气。

在水质总氮测定中，过硫酸钾通常用作氧化剂，可以将水样中的有机氮氧化为硝酸盐氮，从而使得水样中的总氮含量得以准确测定。

过硫酸钾在水质总氮测定中也会产生一些影响。

过硫酸钾本身具有较强的氧化性，可能会与水样中的其他有机物发生反应，导致氧化产物的形成。

这些氧化产物可能会对水质总氮的测定结果产生干扰，从而使得测定结果不够准确。

过硫酸钾的残留也是一个需要注意的问题。

由于过硫酸钾本身具有较强的氧化性，如果在使用过程中没有完全反应，可能会导致残留在水样中。

这些残留物可能会对后续的水质分析产生干扰，需要采取相应的方法将其清除。

针对这些影响，我们可以采取一些措施来解决。

应尽量避免过硫酸钾与水样中的其他有机物发生反应。

可以通过控制反应条件，选择合适的反应时间和温度，从而尽量减小氧化产物的形成。

应根据水样的特性合理调整过硫酸钾的使用量，避免使用过量的过硫酸钾导致氮氧化物的产生。

在使用过硫酸钾后需要对水样进行充分的处理，将可能残留的过硫酸钾清除干净，以保证后续水质分析的准确性。

过硫酸钾在水质总氮测定中具有一定的作用，但同时也会产生一些影响。

通过合理控制反应条件、调整使用量和充分处理水样，可以减小过硫酸钾对水质总氮测定的干扰，保证测定结果的准确性。

希望本文能够对相关领域的研究工作者和实践者有所帮助，促进水质分析技术的进步和发展。

总氮测定中碱性过硫酸钾配制方法的优化

总氮测定中碱性过硫酸钾配制方法的优化

总氮测定中碱性过硫酸钾配制方法的优化引言总氮测定是土壤、水体和肥料等环境中关键的化学指标之一，对于生态环境的监测和保护具有重要意义。

而碱性过硫酸钾法是总氮测定中常用的一种方法，其原理是将样品中的氨氮和有机氮氧化为硝酸盐，再通过化学方法测定硝酸盐中的氮含量。

现有的碱性过硫酸钾法在使用过程中存在一些问题，如配制方法不够合理导致测定结果不准确、操作过程中存在安全隐患等。

对碱性过硫酸钾法的配制方法进行优化具有重要意义。

1. 碱性过硫酸钾法的原理碱性过硫酸钾法是一种常用的总氮测定方法，其原理为将含氮的有机物氧化成硝酸盐，然后用化学方法测定硝酸盐中的氮含量。

具体步骤为：首先将样品和碱性过硫酸钾溶液在酸性条件下反应，氨氮和有机氮被氧化成硝酸盐。

然后，将反应液中的硝酸盐还原成氨氮，再用氯仿提取的方法将氨氮测定出来，最终计算出样品中的总氮含量。

尽管碱性过硫酸钾法在总氮测定中被广泛应用，但在实际使用过程中，存在一些问题需要解决。

碱性过硫酸钾溶液的配制方法存在不足，容易造成试剂配制不均匀，影响测定结果的准确性。

操作过程中由于过硫酸钾的氧化性和腐蚀性，存在一定的安全隐患。

为了解决碱性过硫酸钾法存在的问题，需要对其配制方法进行优化。

可以采用预配制好的碱性过硫酸钾溶液，以确保试剂的质量和浓度均匀。

可以采用分装试剂的方式进行配制，避免一次性配制大量试剂而导致不均匀。

在操作过程中，应该加强安全防护措施，避免过硫酸钾的氧化性和腐蚀性对实验人员造成伤害。

优化后的碱性过硫酸钾法具有更高的准确性和稳定性，可以有效解决现有方法存在的问题。

该方法不仅适用于土壤、水体等环境样品中总氮的测定，还可以用于肥料、废水等相关领域的氮含量分析。

在环境监测、农业生产和废水处理等领域有着广阔的应用前景。

总氮测定中碱性过硫酸钾配制方法的优化

总氮测定中碱性过硫酸钾配制方法的优化

总氮测定中碱性过硫酸钾配制方法的优化总氮测定是一种重要的水质分析方法，广泛应用于环境监测、水处理工程和农业生产等领域。

总氮测定中碱性过硫酸钾配制方法的优化对于提高测定的准确性和稳定性具有重要意义。

本文将就总氮测定中碱性过硫酸钾配制方法进行优化的步骤和原理进行介绍，并对其影响因素进行分析，为实验室工作人员提供参考。

一、总氮测定中碱性过硫酸钾的作用原理总氮测定中，碱性过硫酸钾是一种常用的氧化剂，可以将有机氮氧化为硝酸盐。

在碱性条件下，过硫酸钾会与有机氮发生氧化反应，生成氮气。

通常情况下，总氮测定需要将样品中的有机氮转化为无机氮，以便进一步进行测定。

二、碱性过硫酸钾的常规配制方法传统的碱性过硫酸钾的配制方法是将过硫酸钾溶解于氢氧化钠溶液中，形成碱性环境下的过硫酸钾溶液。

这种方法操作简单，成本低廉，已经在实验室中得到了广泛应用。

但是在实际操作中，我们发现使用传统配制方法制备的碱性过硫酸钾在存放一段时间后会发生重结晶的问题，影响了氧化剂的稳定性和准确性。

针对传统碱性过硫酸钾配制方法中存在的问题，我们对碱性过硫酸钾的配制方法进行了优化。

具体步骤如下：1. 选用优质的过硫酸钾原料，并将其加入高纯度的蒸馏水中；2. 慢慢加入氢氧化钠溶液，并不断搅拌，使其充分溶解；3. 将溶液过滤，去除其中的杂质；4. 将过滤后的溶液存放在密封的玻璃瓶中，并放置于阴凉干燥处。

通过以上优化的配制方法，我们成功解决了碱性过硫酸钾在存放中重结晶的问题，提高了氧化剂的稳定性和准确性，从而提高了总氮测定的准确性和稳定性。

碱性过硫酸钾的配制方法在实验中受到多种因素的影响，包括原料质量、溶剂选择、搅拌速度等。

原料质量是影响碱性过硫酸钾配制方法的关键因素。

如果原料质量不佳，会导致配制出的氧化剂不稳定，影响测定结果的准确性。

溶剂的选择和搅拌速度也会影响氧化剂的稳定性。

优质的蒸馏水可以提高溶液的纯度，减少杂质对氧化剂的影响；而适当的搅拌速度可以保证过硫酸钾充分溶解，提高其稳定性。