孫青萍
(國(guó)家城市供水水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)杭州監(jiān)測(cè)站 杭州 310004)

　　摘　要：本文就儀器化檢測(cè)總氮和凱氏氮進(jìn)行了一系列的探索和研究。提出了—種用流動(dòng)注射分光光度法測(cè)定水體中總氮和凱式氮的方法。通過改變實(shí)驗(yàn)條件，用測(cè)定總氮的通道來測(cè)定凱氏氮，論證了流動(dòng)減差法測(cè)定凱氏氮的可行性，改變了以往手工法測(cè)定凱氏氮既繁瑣又不安全的局面，該法具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，線性范圍廣(0～10mg/L)，對(duì)于測(cè)定此范圍內(nèi)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5％，分析頻率為30個(gè)樣品/小時(shí)，適用于大批量樣品的測(cè)定。
　　主題詞：流動(dòng)注射分析　氮(N)　總氮(TN)　凱氏氮(K’N)

A　CONTINUE　FlOWING　INJECT　PHOTOMETRIC DETERMINATION OF TOTAL NITROGEN AND
KJELDAHL NITROGENIN ONE CHANNEl
Sun Qingping

　　Abstract: We recommend a CFA method that can determine total nitrogen and kjeldahl in one channel with evolution Ⅱ machine. We oxide nitrogen into nilrates, then we reduced nitrates into nitrites which are
measured with the usual method by N-naphthylethlene diamine. By changing lab conditions, we test K‘N which is very dangerous and trouble to test through manual work with TN channel. We verify the method is practicable and precis. A detection limit of 0.002 mg.L^-1 is available. The RSD for either high or low concentration is below 5%. The sampling rate is 30 samples per hour. It‘s quite fit for large number of water samples.
　　Keywords: continues flowing analysis (CFA)　　nitrogen　　total nitrogen　　kjeldahl nitrogen

　　氮是水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要指標(biāo)。總氮包括硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮和有機(jī)氮，其中氨氮和可以被蒸餾出來的部分有機(jī)氮被稱為凱式氮。總氮和凱式氮的理化檢測(cè)法非常地復(fù)雜，因此探索其儀器化檢測(cè)迫在眉睫。基于亞硝酸根離子與磺胺反應(yīng)形成重氮化合物，再與N-萘乙二胺生成紅色絡(luò)合物的原理，提出了一種用流動(dòng)注射分光光度法(CFA)測(cè)定水體中氟和凱式氮的方法。本文就CFA法檢測(cè)總氮和凱氏氮進(jìn)行了一系列的探索和研究。CFA技術(shù)是基于連續(xù)流動(dòng)的試樣溶液用氣體間隔，然后按順序和比例混入試劑溶液，再通過混合圈的過程中完成反應(yīng)，最后經(jīng)去除氣泡后進(jìn)入分光光度檢測(cè)器。該法具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用氮?dú)忾g隔有效地防止各段樣品間相互混合，各試桿到達(dá)物理化學(xué)平衡時(shí)間均等，極大地提高了方法的準(zhǔn)確度和精密度，尤其對(duì)需要預(yù)處理樣品的分析簡(jiǎn)單并快速易行，分析頻率高(為30只樣品·h^-1)，特別適合大批樣品的測(cè)定，該法線性范圍廣(0～50μg·L^-1)，靈敏度高，適用于水體中微量氮的檢測(cè)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑(以下所用試劑均為AR級(jí)以上)
　　本實(shí)驗(yàn)所用儀器為法國(guó)ALLIANCE儀器公司的EVOLUTIONⅡ型流動(dòng)注射分光光度儀。
　　R1：溶解20g四硼酸鈉于1000mL蒸餾水；
　　R2：溶解20g過硫酸鉀于1000mL蒸餾水；
　　R3：溶解10g氫氧化鈉于700mL蒸餾水，加3mL濃磷酸和1mLBRIJ，餾水稀釋至1000mL；
　　R4：溶解3g硫酸肼于700mL蒸餾水，再加1mL硫酸銅溶液，然后用蒸餾水稀釋至1000mL(硫酸銅溶液：溶解1.2gCuSO₄·5H₂O)于100mL蒸餾水)；
　　R5：溶解10g磺酸、0.5gN-萘乙二胺于700mL水，再加100mL濃磷酸(85％)，用蒸餾水調(diào)節(jié)至1000mL。
1.2試驗(yàn)方法
　　所用的流動(dòng)注射分析流程如圖1。本儀器通過蠕動(dòng)泵把樣品和試劑依次泵入，先在樣品中加入氧化劑(R1、R2、R3)，再經(jīng)過紫外線消化器消化和氧化，使各種氮(包括硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮、有機(jī)氮)變成硝酸鹽氮，再被硫酸肼(R4)還原為亞硝酸鹽氮。亞硝酸鹽與N-萘乙二胺(R3)顯色反應(yīng)，然后經(jīng)分光光度計(jì)比色測(cè)定，再把電信號(hào)傳輸?shù)诫娔X上進(jìn)行處理。
　　按圖所示流程進(jìn)行測(cè)定。通過蠕動(dòng)泵把樣品和試劑R1、R2、R3、R4、貼依次泵入，此時(shí)對(duì)應(yīng)比色測(cè)定值即為總氮值X1。如果把試劑R2改為通蒸餾水并關(guān)閉紫外消化器。此時(shí)對(duì)應(yīng)測(cè)定值X2為硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮，X1減去X2為氨氮和有機(jī)氮，即凱氏氮。

2 結(jié)果與討論

2.1波長(zhǎng)的選擇
　　本實(shí)驗(yàn)的分光光度儀波長(zhǎng)采用5 4 0nm，比色皿長(zhǎng)為3em。
2.2pH的選擇
　　本實(shí)驗(yàn)在氫氧化鈉強(qiáng)堿性溶液里反應(yīng)。因R1、R3與pH相關(guān)，測(cè)定X2時(shí)，R1、RY,、獺去掉時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)晶與樣品的峰值顯著下降。為了增加峰值減少誤差，本實(shí)驗(yàn)在測(cè)定X2時(shí)，R2不加，R1、R3繼續(xù)加入。
2.3進(jìn)樣量與進(jìn)樣頻率
　　本實(shí)驗(yàn)進(jìn)樣時(shí)間與清洗時(shí)間各為一分鐘，進(jìn)樣量約為1mL。
2.4載氣及其流量
　　載氣選用高純氮，鋼瓶配有氧分壓表，流量?jī)H以指示流動(dòng)正常即可。
2.5標(biāo)準(zhǔn)晶濃度的選擇及其回收率試驗(yàn)結(jié)果
　　見表1，本實(shí)驗(yàn)分別對(duì)硝酸鹽氮、氨氮、蛋白氮進(jìn)行回收率實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)氮的回收率均在90％～110％之間。從表中可知氨氮和有機(jī)氮的回收率為90％～110%。說明凱式氮的測(cè)定非常可行。

表1 樣品回收率試驗(yàn)結(jié)果 測(cè)定項(xiàng)目 加標(biāo)值（mg/L） 回收值（mg/L） 回收率（%） NO₃^- 1.9 1.88 98.9 2.85 2.75 96.5 3.80 3.75 96.5 4.75 4.88 102.7 NH₄⁺ 1.0 1.18 118 2.0 2.18 109 3.0 3.12 104 4.0 4.09 102.3 5.0 5.00 100 NH₂^- 1.0 1.07 107 2.0 1.86 93 3.0 3.33 111 4.0 4.18 104.5 5.0 5.02 100.4 注：總氮以KNO₃為標(biāo)準(zhǔn)，凱式氮以NH₄CL，NH₂CH₂COOH為標(biāo)準(zhǔn)，濃度均以氮計(jì).

2.6 K‘N數(shù)據(jù)合理性
　　通過自來水的流動(dòng)實(shí)驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)K‘N≥NH₄⁺-N，與理論相符，且X1-X2重現(xiàn)性較好。理化實(shí)驗(yàn)扣除空白值后，理化法與儀法的K‘N接近。證明流動(dòng)減差法測(cè)定凱式氮非常可行。

樣品編號(hào) 理化測(cè)定值(mg/L) 儀器測(cè)定值(mg/L) 相對(duì)偏差(%) 1 0.85 0.86 1.17 2 0.97 1.01 4.04 3 1.05 1.10 4.65 4 1.10 1.05 4.65

表2　不同測(cè)定方式K‘N值比較

　　通過表格可知，兩種方法的測(cè)定值基本互相吻合，在多次的理化測(cè)定時(shí)發(fā)現(xiàn)，空白值較大，應(yīng)扣除。

2.7精密度與準(zhǔn)確率
　　通過內(nèi)部質(zhì)量控制表明，樣品的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在低濃度時(shí)較大，高濃度時(shí)較小，但均在5％以內(nèi)，說明精密度與準(zhǔn)確度均較高。

2.8實(shí)驗(yàn)的影響因素及改進(jìn)方法
　　因比色分光光度法受環(huán)境影響較大，所以每次測(cè)定均須重新配制標(biāo)準(zhǔn)曲線；再則，流動(dòng)穩(wěn)定過程決定了試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)。這也是本方法的局限性所在。但是對(duì)于大批量樣品的試驗(yàn)較方便。
　　K‘N的測(cè)定是基于TN的測(cè)定原理提出來的。經(jīng)本人構(gòu)思與專家咨詢并通過試驗(yàn)證明流動(dòng)減差法測(cè)定凱式氮非常可行，但是因?yàn)楸壬ㄊ軐?shí)驗(yàn)環(huán)境影響較大，故而要求Xl、X2的測(cè)定試驗(yàn)盡量一氣呵成。以減少誤差。

參考文獻(xiàn)：
　　[1]中國(guó)城市供水水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)水質(zhì)檢測(cè)實(shí)施細(xì)則1983， 138
　　[2]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB11889～11915-89：(12)、(24)