总氮值小于氨氮检测值的原因分析及探讨

李 博 王媛媛

总氮值小于氨氮检测值的原因分析及探讨

李 博 王媛媛

在进行总氮和氨氮的检测时，使用较多的方法分别是《碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》（GB11894—89）和《纳氏试剂分光光度法》（HJ535-2009）。总氮的定义是水中各种形态无机和有机氮的总量，包括NO3-、NO2-和NH4+等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮，以每升水含氮毫克数计算。氨氮是指水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4+）形式存在的氮。两者常被用来表示水体受营养物质污染的程度。理论上总氮=氨氮+有机氮+硝态氮，但在实际的实验中往往达不到理论上的结果，部分样品会存在氨氮≥总氮。下面将从两者的样品保存、实验室内部坏境、试剂药品和实验操作当中影响两者结果准确性的因素进行分析探讨。

一、样品保存的影响

因为样品中的氮化合物是不断变化的，所以在水样采集过后应立即检测或者放入冰箱低于4℃的条件下保存，但不得超过24h。如果长时间存放，可在1000ml水样中加入0.5ml硫酸（1.84g/ml），酸化pH小于2，并尽快测量。在样品分取过程中应考虑到与外界空气交叉污染的可能性，应做到取完样品后及时密封样品。避免受光照带来的温度变化和实验室内部环境造成的误差影响。

二、实验室环境的影响

总氮和氨氮的分析都应在无氨的实验室环境中进行，环境内不应含有石油类及其他的氮化合物，绝对不能在分析氨氮等氮类项目的实验室中做总氮项目的分析，所使用的试剂、玻璃器皿等也要单独存放并保持干燥与清洁，避免交叉污染。

三、试剂药品的选择与配制的影响

配制任何溶液都离不开水这种介质，首先是无氨水的制备，因为在制备无氨水的过程中，不可避免会使空气中的氨或者铵盐溶于水中，使试剂用水受到污染。这种环境就会对试剂空白带来难以消除的误差。尤其会增大总氮的试剂空白，使总氮检测值较实际值偏小。所以当无氨纯水制备完以后，一定要妥善保存，尽可能做到随用随制。由于测定总氮是利用《碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》（GB11894—89），虽然此种方法步骤较为简单，对仪器要求也不高，但是对空白试验的吸光度要求苛刻，其中影响空白的主要因素就是过硫酸钾的质量（见表1），由于（GB11894—89）在配制碱性过硫酸钾中只是笼统地将过硫酸钾和氢氧化钠溶于水，没有详细的介绍配制过程，在此推荐配制碱性过硫酸钾溶液的过程中，首先配制氢氧化钠溶液，然后配制过硫酸钾溶液。由于过硫酸钾溶解非常慢，可以采用水浴加热，并且使加热温度控制到55℃～60℃之间，当过硫酸钾溶液充分溶解并冷却到室温后，缓慢地加入到氢氧化钠溶液中并同时搅拌，防止氢氧化钠放热使溶液温度过高引起局部过硫酸钾失效。过硫酸钾溶液在不同的水浴温度中配制的结果比较见表2。

表1 不同厂家的过硫酸钾溶液对比结果

表2 过硫酸钾溶液在不同的水浴温度中配制的结果比较（mg/L）

表3 不同消解时间对标准样品的影响

表4 不同磨口塞处理情况对结果的影响

由表1可知当过硫酸钾试剂质量不合格时，会导致空白值较高，甚至会严重影响样品结果。

由表2可知当水浴温度高于60℃时，标样2、标样3均在范围内，标样1已低于结果下限，当水浴温度低于60℃时标样均合格且温度在60℃时更接近真值。因此配制碱性过硫酸钾溶液时尽可能使水浴温度控制到50℃～60℃之间，否则将会使过硫酸钾分解导致失效，影响结果。

四、消解、比色时间的影响

由于用《纳氏试剂分光光度法》测定氨氮过程中没有什么繁琐的步骤，只需要10min的显色时间，检测期间几乎没有氨氮的损耗，而在总氮的检测过程中，分解出的原子态氧在120℃～124℃的条件下消解30min，可使水样中的含氮化合物的氮元素转化为硝酸盐，根据在波长220nm和275nm吸光度推算出总氮含量。但是往往由于高压锅内温度和试剂等问题导致过硫酸钾消解不完全，比色管磨口塞子没有完全封闭，造成消解过程中氨的挥发以及样品蒸发，导致随后加纯水至标线，样本体积增大而使总氮含量偏小，从而引起总氮小于或者等于氨氮的可能。所以降消解时间延长至40min（见表3），到达消解的时间后不要手动放气，要自然冷却到高压锅压力为0，然后把消解的待测样品自然冷却到室温，加入1ml盐酸进行检测并再次确定比色管塞子是否塞紧（见表4）。

由表3可知当消解时间为30min时，由于碱性过硫酸钾溶液并没有消解完全导致结果偏小，而将消解时间延长至40min时碱性过硫酸钾溶液能够反应完全，并且在随后的消解时间内趋向于稳定。

由表4可知用布和绳子扎紧瓶塞的标准样品均符合要求，只塞瓶塞的标样2由于瓶塞松动导致结果偏小不在范围内，非磨口瓶塞标样2标样3由于被比色管内压力顶开，导致管内溶液明显减少以至于样品作废。所以应尽可能塞紧瓶塞，避免塞子松动或者被弹出。

五、水样色度、浑浊的影响

由于水样不经过处理或者凝聚沉淀不完全导致氨氮结果偏大，而在总氮测定时水样的色度和混浊物经过40min的高温消解后可以发现比色管底部有白色沉淀并且水样无色透明，从而消除了对总氮结果的影响。所以在氨氮检测时如果凝聚沉淀不能够去除色度和完全沉淀，那么就采用蒸馏法沉淀，这样可以更好地消除氨氮结果偏大所带来的影响。

六、酒石酸钾钠铵盐含量较高的影响

配置氨氮所需药品时，要注意当酒石酸钾钠铵盐含量较高时，会导致氨氮含量偏大而使结果大于总氮。酒石酸钾钠仅仅加热煮沸不能完全除去氨，还应该加入少量的氢氧化钠溶液，煮沸蒸发掉溶液体积的25%左右，冷却后用无氨水稀释至原体积，从而有效减少酒石酸钾钠溶液中的铵盐，使结果更具有准确性。

七、结论

（1）总氮和氨氮项目应在接到水样的第一时间检测，并且需要两人分别同时检测，这样可以最大化避免不同时间检测所带来的影响。

（2）严格控制总氮测定所需试剂的质量和配制全过程，避免总氮消解不完全所带来的影响。

（3）处理好氨氮检测前的色度、浑浊度和影响氨氮值偏大等因素

（作者单位：河南省商丘水文水资源勘测局 476000）