总氮是评价水质的重要指标之一，我国目前常用的总氮测定的方法是碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法，该方法操作简单、快捷，但经常出现空白值偏高的现象。而空白值的大小对实验结果的准确度、精密度起着决定性的作用，故新标准 HJ 636-2012《水质总氮的测定 过硫酸钾氧化紫外分光光度法》明确规定空白试验的校正吸光度应小于0.030。今天和大家一起从仪器设备、实验用水、试剤质量、消解程序、以及实验室环境5个方面，来探讨一下水质监测中总氮空白偏高问题。在实际检测过程中有一些操作注意事项也可以影响检测结果，需要我们特别注意。

在开始分析、探讨之前，我们首先要了解一个原理，《水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》(HJ 636-2012)测定水中总氮的原理是：在120～124℃下,碱性过硫酸钾溶液使样品中含氮化合物的氮转化为硝酸盐，采用紫外分光光度法于波长220nm与275nm处，分别测定吸光度A₂₂₀和A₂₇₅，按A = A₂₂₀ - 2A₂₇₅计算硝酸盐氮的吸光度值，从而计算总氮的含量。

1、主要仪器和设备

紫外可见分光光度计及10mn石英比色皿、医用蒸气灭菌器、超纯水机，以及具塞玻璃磨口比色管都要符合标准的检测要求，所用玻璃器皿用盐酸浸泡，清洗后再用去离子水冲洗，必要情况下，可以在高压锅内蒸一下。

2、实验用水

在相同的实验条件下，用超纯水和无氨水对总氮分析测定的空白值比普通去离子水小，但相差不大，都在规定的范围之内，能满足总氮测定的要求。考虑到实际情况，可以用去离子水代替无氨水进行实验，但从质量和严谨的角度考虑，有条件的还是要使用无氨水或超纯水。

(1) 无氨水，每升蒸馅水中加入0.10ml浓硫酸蒸馆，弃去前馅出液200ml，最后蒸出的200ml馆出液也要弃去；只留中间的无氨水收集于具塞玻璃容器中备用。

(2) 新制备的去离子水。

(3) 贵州百灵药厂生产的纯净水。

3、试剂质量

用紫外分光光度法测定总氮的过程中，要消除碱性过硫酸钾的影响，过硫酸钾和氢氧化钠是非常重要的试剂。总氨分析中，空白值和样品的最终结果受过硫酸钾试剂纯度的影响很大，因此，对过硫酸钾试剂的要求非常苛刻。

通常情况下，普通AR级过硫酸钾中氮化合物的含量为0. 002%～0. 005%，不同厂家、批号的试剂质量存在差异，往往有些试剂的含氮量达不到要求，导致空白值偏高。

如果过硫酸钾空白值过高，可以经过提纯后再使用。提纯方法为：将过硫酸钾溶于50-60℃的无氨水中，在无氨的洁净处将溶液冷却至近零摄氏度，过滤，将已重结晶的过硫酸钾置于干燥器中干燥以备用。

在实际工作中，结合实验室试剤采购规范，对新进用于总氮项目的过硫酸钾要进行验收试用，以确保过硫酸钾的可靠性满足总氮分析实验要求。

碱性过硫酸钾的配制与保存

碱性过硫酸钾的配制方法：称取40g过硫酸钾，15g氢氧化钠，溶于无氨水中，稀释至1,000 m L。而HJ 636-2012 中则明确指出，2种溶液需分开配制，且要等到氢氧化钠溶液冷却到室温后，再将2种溶液混匀。这是由于氢氧化钠溶于水时会发热，若将过硫酸钾和氢氧化钠同时放入烧杯中溶解，部分过硫酸钾会因氢氧化钠放热导致局部温度过高而失效，所以，在配制碱性过硫酸钾溶液时，必须按 HJ 636-2012 的规定进行。过硫酸钾常温下不易完全溶解，在配制时常常通过加热促进溶解，但过硫酸钾在60℃甚至 50℃就会分解，故加热温度应控制在50℃以下为宜。

配制碱性过硫酸钾溶液应注意：①最好分别溶解过硫酸钾和氢氧化钠，待两种试剂冷却至室温再混合；②配制过硫酸钾溶液需加热溶解，但温度一定要控制在60℃以下，防止过硫酸钾分解失效；③溶液最好现用现配，最长放置时间不超过3天，而且消解时加入碱性过硫酸钾的量必须准确。

碱性过硫酸钾存放时间：过硫酸钾作为氧化剂，应避免与还原性物质、硫、磷等混合存放，且要放在干燥的地方，不能存放太久。碱性过硫酸钾溶液更不能长期存放，标准中规定碱性过硫酸钾溶液在聚乙烯瓶中存放不能超过 7 d。碱性过硫酸钾在27～30 ℃ 环境下，存放超过3 d，空白值就会大于0. 030； 建议实验时尽量根据最近 3 d 的需求量配制，存放尽量不要超过3 d。

碱性过硫酸钾用量

当碱性过硫酸钾的增加，使得溶液的碱性增加，造成水样中游离态氨氮与碱反应生成氨气逸出，抵消了一部分由于碱性过硫酸钾的过量而导致的吸光度的增加。因此，在实际测样时，应在保证消解完全的前提下，尽量少加碱性过硫酸钾。当10 m L水样的含氮总量不超过70 μg时，加5m L碱性过硫酸钾，标准规定是合理的。

氢氧化钠纯度

氢氧化钠的纯度对空白值有明显的影响，建议在实验前按标准上给出的方法，测定出氢氧化钠的含氮量，以防使用了不合格的产品影响实验结果。

4、消解程序

按照HJ 636-2012中要求，将比色管置于高压蒸汽灭菌器中，加热至顶压阀吹气，关阀，继续加热至120℃开始计时，保持温度在120～124之间30min，冷却至室温测定，而对于消解时间定为30 min，却存在一些争议。有人认为在 120～124 ℃ 下，消解30 min可以使过硫酸钾完全分解；有研究者认为需加热 40 min 左右，有研究者认为需消解 45 min，甚至有人认为应延长至 60 min。

在相同的消解时间下，空白值的差异主要是由于过硫酸钾纯度的不同引起的，消解设备对空白值的影响不明显。随着消解时间的延长，在消解 30 min 后，空白值达到稳定，可认为过硫酸钾已全部分解。因此，从工作效率和成本的角度考虑，标准规定消解时间为30 min是合理的，过硫酸钾的度仍然是影响空白值的主要因素。

在实际检测过程中，如果碱性过硫酸钾的纯度不够，发现30min并不能保证碱性过硫酸钾消解完全，这必将影响测定的准确度。有实验发现消解时间应至少50min，温度设定在120～124℃,适当延长消解时间、提高消解温度，就有利于过硫酸钾消解完全，以降低空白实验吸光度值。

5、实验室环境

总氮的分析应在无氨的实验室环境中进行，避免交叉污染，凡能产生氮的试剤均不能在实验室使用，绝对不能在分析氨氮、硝酸盐氮等氮类项目的实验室中做总氮项目的分析，因为这些金氮物质很可能随空气溶解在试剂中，对空白造成很大影响。所使用的试剂、器皿等也要单独存放，避免交叉污染，所用玻璃器皿最好用酸浸泡24h以上，这样可以减少空白实验的吸光度。室内也不能有扬尘，以免扬尘附着在实验用玻璃器皿内壁从而影响空白值。

针对这些影响因素分别提出了相应的防治措施以降低空白值。主要的改进措施有：使用新配制的离子水，提高试剂的纯度，反应时间和温度必须能满足氧化剂充分水解，保持比色皿和玻璃器皿洁净状态，保证实验室的清洁等。当采用上述的防治对策后空白吸光度值得到明显降低，实验准确性得到提高。

分析过程应注意的一些问题：

(1) 选用密合性良好的玻璃具塞比色管；使用压力蒸汽消毒器时，应等自然冷却后才能开阀放气，以免比色管塞蹦出；使用压力蒸汽消毒器时，应配备调压器，便于温度调控。

(2) 所用玻璃器皿先用浓度盐酸浸洗后，然后用自来水冲洗后，再用无氨水冲洗。

(3) 必须使用分析纯以上的过硫酸钾试剂，且使用新的过硫酸钾试剂前必须进行空白检验，当空白吸光度大于0.05时，最好提纯经检验合格后再使用。

(4) 无氨水可以用密理博超纯水机制得的二次水(电阻率为18.2MΩ·cm)；也可用通过强酸型阳离子交换树脂柱流出的去离子水。

(5) 在进行水样分析时，取样量应满足其中的总氮含量介于20-80μg之间的要求。

(6) 在用紫外分光光度计测定样品时，应选择双波长同时测定波长220、275nm吸光值，以免在测定过程中由于频繁转换波长而使仪器不稳定造成测定误差。

(7) 测定悬浮物较多的水样时，在过硫酸钾氧化加酸后仍浑浊时，遇到此种情况，可采取延长静置时间沉淀或用离心机分离，然后取上清液进行上机测定，否则样品测试值严重偏低。

(8) 对于含有机氮高的工业废水可采取减少取样量或适当延长消解时间，以免消解不完全造成测试值偏低，消解样品时应严格按照操作规程，保证消解温度在123-126℃之间，消解时间为60min。