HACH(DRB 200)型消解反应器在废水总氮测定中的应用

冯绪坤 魏 薇 张 伟

(山东省南四湖水质监测中心站， 山东 济宁 272100)

HACH(DRB200)型消解反应器在废水总氮测定中的应用

冯绪坤 魏 薇 张 伟

(山东省南四湖水质监测中心站， 山东 济宁 272100)

将HACH(DRB200)型消解反应器运用于紫外分光光度法测定水中总氮，通过探讨测定过程中碱性过硫酸钾溶液用量、盐酸溶液用量、加热温度和加热时间等影响因素，得到最优实验条件。实验结果表明，该优化方法可节省碱性过硫酸钾溶液和盐酸溶液用量，升温速度快，提高了分析效率，在0.25～5.00mg/L范围内线性关系良好，方法检出限为0.03mg/L，实际水样加标回收率处于97.0%～104.0%之间，在准确度、精密度以及最低检出浓度方面均能满足质控要求。

HACH(DRB200)型反应器；消解；总氮

碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮[1]消解前期准备需要用纱布固定塞子，该操作较耗时，而且消解时使用的高压蒸汽灭菌器升温速度慢。龙城梅[2]、郭姿珠[3]等人分别改进了消解方法，本研究采用HACH(DRB 200)型消解反应器，运用于紫外分光光度法测定总氮，以期在满足准确度和精密度要求的前提下优化消解程序，减少试剂消耗量。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

哈希公司DRB200加热器，北京普析通用仪器有限责任公司TU-1901双光束紫外可见分光光度计，Milli-Q Integral超纯水机。

碱性过硫酸钾、盐酸及硝酸钾标准贮备液配制方法均与HJ 636—2012相同。硝酸钾标准液：量取5.00 ml硝酸钾标准贮备液至100 ml容量瓶中，用水稀释至标线，混匀，临用现配。总氮标准样品：GSBZ 50026-94 203225。

1.2 实验方法

将2.00 ml碱性过硫酸钾溶液加入10 ml 比色管中，加入适量的水样和超纯水，拧紧比色管塞子，放入DRB200，120℃加热30 min，自然冷却至室温后加入0.50 ml盐酸溶液及3.50 ml超纯水，分别测定试液在220 nm及275 nm波长处的吸光度值。

2 结果与讨论

2.1 碱性过硫酸钾用量优化

取10支10 ml比色管，依次加入0.20、0.50、0.80、1.00、1.20、1.50、1.80、2.00、2.20、2.50 ml碱性过硫酸钾溶液后均再加入4.00 ml超纯水；另取10支10 ml比色管，依次加入0.20、0.50、0.80、1.00、1.20、1.50、1.80、2.00、2.20、2.50 ml碱性过硫酸钾溶液后均再加入4.00 ml按照环境标准样品规定程序稀释后的总氮标准样品。拧紧比色管塞子，放入DRB200，120℃加热30 min钟，自然冷却至室温后加入0.50 ml盐酸溶液及3.50 ml超纯水，分别测定试液在220 nm及275 nm波长处的吸光度值(A220及A275)，根据A=A220-2A275分别计算空白吸光度值Ab及样品吸光度值As后，计算出扣除空白后的样品吸光度As-Ab，结果见表1。

表1 碱性过硫酸钾用量优化测定结果

由表1可以看出，As-Ab在碱性过硫酸钾用量V(K2S2O8)=2.00 ml时达到最大并稳定，选用碱性过硫酸钾溶液用量为2.00 ml。

2.2 加热时间优化

取12支10 ml比色管，均加入2.00 ml碱性过硫酸钾溶液及4.00 ml超纯水；再取12支10 ml比色管，均加入2.00 ml碱性过硫酸钾溶液及4.00 ml按照环境标准样品规定程序稀释后的总氮标准样品。拧紧比色管塞子，放入DRB200，120℃加热，自然冷却至室温后加入0.50 ml盐酸溶液及3.50 ml超纯水，分别测定试液在220 nm及275 nm波长处的吸光度值(A220及A275)，结果见表2。

表2 加热时间优化测定结果

由表2可以看出，As-Ab在加热时间t=30 min时达到稳定，选用加热时间为30 min。

2.3 盐酸用量优化

取10支10 ml比色管，均加入2.00 ml碱性过硫酸钾溶液及4.00 ml超纯水；再取10支10 ml比色管，均加入2.00 ml碱性过硫酸钾溶液及4.00 ml按照环境标准样品规定程序稀释后的总氮标准样品。拧紧比色管塞子，放入DRB200，120 ℃加热30 min，自然冷却至室温后分别加入0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60、0.70、0.80、0.90、1.00 ml盐酸溶液及3.50ml超纯水，分别测定试液在220 nm及275 nm波长处的吸光度值(A220及A275)，结果见表3。

表3 盐酸用量优化测定结果

由表3可以看出，As-Ab在盐酸用量V(HCl)为0.50 ml时达到稳定，选择盐酸用量为0.50 ml。

2.4 加热温度的影响

取1支10 ml比色管，加入2.00 ml碱性过硫酸钾溶液及4.00 ml超纯水；再取1支10 ml比色管，加入2.00 ml碱性过硫酸钾溶液及4.00 ml按照环境标准样品规定程序稀释后的总氮标准样品。拧紧比色管塞子，放入DRB200，120℃加热30 min，自然冷却至室温后分别加0.50 ml盐酸溶液及3.50 ml超纯水，分别测定试液在220 nm及275 nm波长处的吸光度值(A220及A275)，重复上述步骤，改变加热温度，依次在121、122、123、124℃下加热，结果见表4。

表4 不同加热温度测定结果

由表4可以看出，120～124℃之间测定结果趋于稳定，选择120℃作为加热温度。

2.5 工作曲线及方法检出限

取7支10 ml比色管，加入2.00 ml碱性过硫酸钾溶液后，按照表5加入超纯水和硝酸钾标准使用液，拧紧比色管塞子，放入DRB200，120℃加热30 min，自然冷却至室温后分别加0.50 ml盐酸溶液及3.50 ml超纯水，分别测定试液在220 nm及275 nm波长处的吸光度值(A220及A275)，以总氮含量为横坐标，以As-Ab为纵坐标，绘制校准曲线为Y=0.002+0.0272X，相关系数r=0.9997，表明在0.25～5.00 mg/L浓度范围内线性关系良好，平行测定了20份空白溶液吸光度，计算出S=0.000 3 mg/L，根据L=3S/K，计算得出该方法的检出限为0.03 mg/L。

表5 硝酸钾标准系列

2.6 精密度和加标回收实验

平行测定(n=3)1份总氮标准样品、1份河流水样、1份湖泊水样、1份污水处理厂出口水样和1份污水处理厂进口水样，并进行了加标回收实验，结果见表6。

结果表明，水样测定时RSD介于0.2～3.5之间，加标回收率在97.0%～104.0%之间，满足环境监测质量保证的要求。

表6 精密度和加标回收实验测定结果

表6(续)

2.7 本方法和其他方法的比较

将本方法的线性范围、校准曲线、相关系数及检出限与其他方法比较，结果见表7。

表7 本方法与其他方法比较

3 结论

本方法使用HACH(DRB 200)型消解反应器设定加热程序后，反应管放入加热器之前只需要拧紧与比色管配套的瓶塞，HACH(DRB 200)型消解反应器升温速度较快，在满足环境监测要求的准确度和精密度要求的前提下减少了分析时间、碱性过硫酸钾用量、盐酸用量及样品用量。

[1] HJ636—2012水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法[S].

[2] 龙城梅，张瑜.水中总氮测定消解方法的改进[J].环保科技，2011,17(1)：41-43.

[3] 郭姿珠，邓飞跃，雍伏曾.水中总氮测定方法的改进[J].中国给水排水，2007,23(22):82-84.

[4] HJ667—2013水质总氮的测定连续流动-盐酸萘乙二胺分光光度法[S].

[5] HJ668—2013水质总氮的测定流动注射-盐酸萘乙二胺分光光度法[S].

[6] HJ/T199—2005水质总氮的测定气相分子吸收光谱法[S].

Application of HACH(DRB 200)in determination of Total Nitrogen in water

Feng Xukun， Wei Wei，Zhang Wei

(Shandong Nansi Lake Environmental Monitoring Station, Jining 272100，China)

The optimization for the determination of total nitrogen in water by Alkaline potassium persulfate UV spectrophotometer using HACH (DRB 200) has been researched. The analytic procedure was optimized with respect to the amount of alkaline potassium persulfate and hydrochloric acid, temperature and time for heating. Linear calibration curve was obtained for total nitrogen in range from 0.25 mg/L to 5.00 mg/L. The detection limit obtained for total nitrogen was found to be 0.03 mg/L. The method was verified by spiked water sample and the recovery rate fell in 97.0%-104.0%. The method could meet the requirements in quality control of accuracy, precision and concentration detection limit.

HACH(DRB 200)；digestion; total nitrogen

2014-09-11；2014-10-23修回

冯绪坤，男，1982年生，工程师，研究方向：水质监测。E-mail：155348117@qq.com

魏薇，女，工程师，研究方向：水质监测。E-mail：396114173@qq.com

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