初期雨水中總氮檢測方法的優化探析

北極星環境監測網訊:摘要：提出了一種初期雨水中總氮檢測的優化改進方法。採用50ml具塞磨口玻璃比色管代替25ml比色管，實際樣品取樣量增大為20.0ml,消解後吸取15ml上清液按標準方法進行檢測。用優化改進後的方法測定初期 雨水樣品，相對標準偏差為2.5%～6.2%，加標回收率為95%～107%；實驗結果表明，該方法有效消除懸浮物對比色過程的幹擾，確保初期雨水總氮的測定結果準確可靠。

初期雨水為降雨初期形成的地面徑流，一般指降雨在不同的匯水面或管渠系統中形成徑流初期的某一部分量，是基於場降雨事件和具體條件下的衝刷規律，以控制汙染物含量較高的初期徑流，並達到較理想的徑流汙染控制效率為目標，衍生出的一個經驗性概念及控制參數[1]。初期雨水具有較高的汙染負荷，夾帶著地面殘留汙染物，其COD、氨氮、總氮等指標接近甚至高於典型城市生活汙水的濃度[2]。近年來，初期雨水所帶來的面源汙染問題已經引起國內外的關注，其中，COD、SS、氨氮、TP、總氮等是重點檢測和關注的指標。

目前地面徑流等地表水中總氮的檢測方法中，最常用的方法是《水質 總氮的測定 鹼性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》（HJ 636-2012）[3]：量取10.00ml地表水樣品於25ml具塞玻璃磨口比色管中，加入5.00ml鹼性過硫酸鉀溶液，在高壓蒸汽滅菌器中於120～124℃條件下消解30min後，加入鹽酸溶液，在220nm、275nm兩個不同波長下進行比色，根據兩個不同波長的吸光度計算合成吸光度，在校準曲線上查得總氮含量。而實際操作過程中，由於初期雨水樣品含有較多懸浮物，對過硫酸鉀消解後的樣品加酸操作後，樣品溶液仍存在較多懸浮物，加入無氨水定容後，比色管內懸浮的顆粒不易分層，且取樣比色過程易帶入懸浮（懸濁）物質，從而影響測定。王治舵研究發現，渾濁度較大的水樣在消解後於275 nm 波長的吸光度有明顯抬高現象，非有機物造成幹擾吸光度A275的偏高，直接影響檢測的結果，導致總氮測定結果偏低[4]。為消除初期雨水中懸浮物對測定的影響，通常採用的做法是對消解後的樣品進行過濾或離心操作，取濾液或離心後的上清液進行比色，但這樣做法較繁瑣，過濾操作時濾紙可能帶入幹擾物至樣品溶液中影響測定。

本文針對初期雨水中懸浮物對總氮比色測定的影響，提出一種改進的樣品前處理方式，實驗證明改進的樣品前處理方式能有效消除懸浮物對比色過程的幹擾，確保總氮的測定結果準確可靠。

1 實驗

1.1 主要儀器與試劑

1.1.1 主要儀器

日本ALP高壓蒸汽滅菌器；哈希DR5000紫外分光光度計；50ml和25ml玻璃磨口具塞比色管若干。

1.1.2 主要試劑

過硫酸鉀（AR）、氫氧化鈉（AR）、鹽酸（AR），總氮標準溶液（ρ=1000μg/ml）。

1.2 實驗步驟

1.2.1 校準曲線的繪製

校準曲線採用HJ636標準方法進行繪製。分別取標準使用液若干於25ml比色管中，加水稀釋到10.0ml刻度線，配製成總氮含量（以N計）分別為0.00，2.00,5.00,10.0,30.0,70.0μg的標準系列，加入5.00ml鹼性過硫酸鉀溶液，塞緊管塞，用紗布及紗繩紮緊瓶塞，以防彈出。將比色管置於高壓蒸汽滅菌器中，保持溫度在120～124℃之間30min進行消解。 等待液體冷卻到室溫之後，再加入1.0ml鹽酸溶液，用水稀釋至25ml刻度線，蓋塞混勻。採用10mm石英比色皿，在紫外分光光度計上，以水作參比，分別於220nm波長及275nm波長位置測定其吸光度，按HJ636標準方法繪製曲線，具體數據見表1。

1.2.2 實際樣品的測定

實際初期雨水樣品的前處理採用優化改進方法：取20.0ml初期雨水樣品於50ml具塞磨口玻璃比色管中進行消解，加入10.0ml鹼性過硫酸鉀溶液，塞緊管塞，用紗布及紗繩紮緊瓶塞，以防彈出，用校準曲線相同的消解條件進行消解，冷卻後，移取15.0ml消解後樣品的上清液於25.0ml具塞磨口玻璃比色管中；在其中加入1.0ml的鹽酸溶液；加水稀釋25ml刻度後，蓋緊混合均勻，以水作為實際參比，利用10mm石英比色皿，按HJ636標準方法進行比色分析，根據其吸光值在校準曲線中查得測定結果。

2 結果與討論

2.1校準曲線

校準曲線結果如表1所示。

表1 標準曲線測定結果

精密度測定結果顯示，樣品1、樣品2、樣品3，經6次測定實驗後，當樣品總氮含量在1.00mg/L以上時，結果相對偏差在5%以下；當樣品總氮含量在1.00mg/L以下時，測定結果相對偏差在10%以下，各樣品相對偏差均在質量控制的合理範圍內，表明所使用優化改進方法的檢測結果精密度良好。

2.3加標回收試驗結果

對樣品1、樣品2、樣品3開展6次加標回收率測定實驗，加標溶液濃度10.0μg/mL，其加標回收率結果範圍如表3所示。

表3 加標回收率測定結果

由表3可得，樣品1、樣品2、樣品3進行測定後，得到對應的加標回收率控制在95～107%範圍內，所有樣品的加收回標率的測定結果均符合實驗室質控要求，表明檢測的數據準確性良好。

2.4 加入模擬初期雨水懸浮物本底的標準樣品實驗分析結果

取兩支環境保護部標準樣品研究所生產的總氮標準樣品，配製時加入經超純水清洗除氮處理的黃泥沙，使每個稀釋後的標樣懸浮物含量約100mg/L,配製成模擬初期雨水本底的標準樣品進行實驗分析，其測定結果如表4所示。

表4 模擬初期雨水本底的標準樣品實驗分析結果

由表4可看出，兩組模擬初期雨水懸浮物本底的標準樣品，各組平行測定結果比較接近，均在標準樣品定值控制限值範圍內，檢測數據的準確度高，表明實驗室質量控制情況良好。

3 結論

本文提出了一種檢測初期雨水中總氮的優化改進方法：採用HJ 636標準方法繪製校準曲線；而對實際初期雨水樣品的前處理先取20.0ml初期雨水樣品於50ml具塞磨口玻璃比色管中進行消解，加入10.0ml鹼性過硫酸鉀溶液，用校準曲線相同的消解條件進行消解，然後移取15.0ml消解後樣品的上清液於25.0ml具塞磨口玻璃比色管中，按HJ 636標準方法進行比色分析，根據其吸光值在校準曲線中查得測定結果。用該優化改進後的方法測定初期雨水樣品，相對標準偏差為2.5%～6.2%，加標回收率為95%～107%；實驗結果表明，該方法有效消除懸浮物對比色過程的幹擾，確保初期雨水總氮的測定結果準確可靠。

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