垃圾渗滤液中总氮指标测定的质量控制及分析

张哲麟 刘月曼 王荣娟 郭会超 肖丽萍

摘要：针对生活垃圾渗滤液这类碳氮比（C/N）低、成分复杂的高浓度废水中总氮指标的测试，围绕环境保护监测领域使用最广泛的碱性过硫酸钾氧化紫外分光光度法，研究了從实验监测环境、化学试剂、人员操作等方面对测定结果的影响，分析了在220nm和275nm处紫外光区有吸收的干扰离子对该类水测定结果的影响。通过加标回收、第三方实验室采用不同检测方法平行样测定等手段表明对实验过程关键点的控制能够很好地保障数据的准确性，在分析检测数据得到很好的质量控制的前提下，进一步开展了水样中含有盐分时对TN测定结果的影响，发现水样中碳酸盐会贡献TN值、铁盐及铬盐的存在会使TN测定值偏低。

关键词：垃圾渗滤液;总氮;紫外分光光度法;质量控制;干扰因素

中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）11-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.064

Determination of total nitrogen index in landfill leachate：quality control and analysis

Zhang Zhelin1，Liu Yueman1，Wang Rongjuan1，Guo Huichao1，Xiao Liping2

（1.Hunan Capital Investment Co.，Ltd.，Changsha Hunan 410007，China;2.Zhuzhou Capital Water Co.，Ltd.，Zhuzhou Hunan 412000，China）

Abstract：The total nitrogen index test aims at high-concentration wastewater with low carbon to nitrogen ratio （C / N） and complex composition such as landfill leachate.Based on the most widely used alkaline potassium persulfate oxidation ultraviolet spectrophotometry in the field of environmental protection monitoring， the influence of the experimental environment，chemical reagents， personal operation and other aspects on the measurement results was studied， and The influence of the interference ions absorbed in the ultraviolet region at 220nm and 275nm on this type of water were analyzed.By means of standard recovery and a third-party laboratory using different detection methods for parallel sample determination， it is shown that the control of key points in the experimental process can ensure the accuracy of the data. Under the premise of obtaining good quality control when analyzing the test data， the influence of salt in the water samples on the TN measurement results was further developed， and it was found that the carbonate in the water samples will contribute to the TN value， and the presence of iron and chromium salts will make the TN measurement value lower.

Key words：Landfill leachate;Total nitrogen;Ultraviolet spectrophotometry;Quality control;Interferences

垃圾渗滤液作为垃圾卫生填埋的产物是一种有毒有害高浓度物质，若不妥善处理会对环境造成二次污染[1]。总氮作为污染物主要指示指标，广泛采用过硫酸钾氧化紫外分光光度法进行测定，该方法具有易于操作，步骤简单，使用药剂少的优势，但是由于测定过程中氧化分解的产物需在双波长下进行测定[2]，易出现有机物消解不完全、空白值高、测定误差大的问题。本研究针对垃圾渗滤液这类碳氮比（C/N）低、成分复杂的高浓度废水中总氮指标的检测进行了探索，从实验室环境、试剂选择、其他杂质的干扰等方面开展质量控制和分析，为该类水体总氮的质量控制及工艺分析提供探索思路。

1 关键影响因素的质量控制

1.1 实验环境的控制

总氮的检测对实验室环境要求敏感，实验用水的电导率需控制在10?s/cm以内，实验所用的玻璃器皿应用盐酸或硫酸溶液浸泡，自来水冲洗再用无氨水冲洗数次，且器皿倒挂没有水珠。同时高压灭菌器应每周清洗。

1.2 主要试剂的控制

化学试剂的选择非常关键，特别是氢氧化钠和过硫酸钾试剂厂家及纯度对标准曲线的影响非常大。氢氧化钠产品成分总氮含量需满足小于0.0005%的要求。过硫酸钾采用德国默克的分析纯试剂可保证空白值低、曲线稳定。在溶液配制过程中需注意以下几点：（1）碱性过硫酸钾溶解时，水温需控制在60oC以下，在常温下保存不能超过一周，宜现配现用;（2）氢氧化钠应冷却至室温后，方能将其与过硫酸钾混合、定容。

1.3 仪器设备的质量控制

总氮检测消解时样品应单独消解，分析过程中必须保证密闭的消解空间，消解时，从温度升至122℃开始计时，消解时间为30min。消解完成后，自然降压至0 Pa方可取出样品，样品要趁热摇匀，并自然冷却至室温，不可采用物理手段骤降温度，否则壁上会有白色物质，影响测定结果。

1.4 比色时的质量控制

在220nm和275nm双波长测定时，先一次性将样品在275nm的吸光值进行测定，再测定样品在220nm处的吸光度值，可以避免波长切换对测定结果产生干扰，也可减少一些氯族离子等杂质在紫外光区吸收影响测定结果准确度[3]。另外，在275nm波长下测定时，如果出现负吸收值，必须重新调零。

1.5 数据准确性的质量控制

通过以上方式若在测定过程中仍然会出现空白值高的现象，可以采用稍微增加1+9盐酸的加入量来消除相关干扰，把空白值控制在较低范围，除了对以上要点进行质量控制，我们还参照水质分析质量控制的相关文献[4]，采用不同检测人员平行做样排除人为误差;通过平行样测定、做样品时带已知浓度的标样、加标回收、样品留存与第三方检测机构采用气相分子吸收光谱法的检测结果比对等质控手段验证了实验结论，全方位保障了数据的精密度与准确度。

2 其他成分对总氮测定值的影响

由于国内垃圾不像国外某些城市那样经过严格的分类和筛选，垃圾渗滤液的成分也更复杂[5]，含有六价铬离子、三价铁盐、氯族离子、碳酸盐及碳酸氢盐等离子，这些离子按照HJ 636-2012紫外分光光度法对干扰因素进行消除后，仍然对总氮检测值有一定的影响[6-7]。

2.1 碳酸盐对测定结果的影响

量取25mL碳酸盐浓度为1mg/L、5mg/L、10mg/L、100mg/L、

1 000mg/L的溶液于25mL具塞磨口比色管中，使用10mm的石英比色皿，在紫外分光光度计上，以水做参比，分别于波长220nm和275nm处测定吸光度。同时做试剂空白和平行样。

通过以上实验证明，水样中碳酸盐含量为1 000mg/L时，对TN测定值的贡献值为3.11mg/L。

2.2 铁盐、六价铬盐对总氮测定的影响

量取25mL铁盐和铬盐浓度为1mg/L、5mg/L、10mg/L、100mg/L、1000mg/L的溶液于25mL具塞磨口比色管中，使用10mm的石英比色皿，在紫外分光光度计上，以水做参比，分别于波长220nm和275nm处测定吸光度。通过以上烧杯实验证明，水样中三价铁盐和六价铬盐存在会使TN的测定结果偏低。

2.3 铁盐、铬盐的存在使总氮测定值降低的验证

对混合液进行测定，实验测得加入1 723mg/L的铁盐后总氮为浓度从1 000mg/L降至870mg/L，假设总氮浓度降低按约150mg/L计，每单位的三价铁可使总氮浓度降约0.088mg/L。基于实验结果，配置总氮浓度为100mg/L，三价铁盐浓度为1 100mg/L的混合溶液，通过在不同稀释倍数时测定溶液的总氮值实验，对以上结论进行进一步的验证。

在实验过程中出现以下现象，当混合液稀释倍数低时，由于混合水样中铁盐含量太高，三价铁盐会与碱性过硫酸钾中的氢氧根反应，生成氢氧化铁红色沉淀，加入盐酸后该物质又与盐酸发生部分反应，检测液呈现红色浑浊，随着稀释倍数的增加，铁盐含量在混合水样中的浓度降低，沉淀逐渐减少，在稀释100倍时只有少许沉淀，当稀释倍数增至200倍时，溶液颜色偏黄外肉眼未见明显沉淀。

以上实验证明，当混合水样中总氮浓度为100mg/L三价铁盐

1 100mg/L时，总氮浓度的测定值的直观测定结果降至10mg/L以内，進一步说明水样中铁盐的存在会使总氮测定结果偏低。

3 结论

对于垃圾渗滤液、工业废水等这种碳氮比（C/N）低成分复杂的高浓度废水，通过控制实验室环境、主要试剂、仪器设备、实验操作等质量控制的关键点，保障该类水总氮指标检测数据的准确性和稳定性，掌握该类水中碳酸盐会贡献TN值、铁盐及铬盐的存在会使TN测定值偏低的结果，为垃圾渗滤液课题中试研究问题分析提供思路，更精准的掌握处理系统的真实生化状况，在该类水处理方面有一定的借鉴意义。

参考文献

[1]任海燕，韩磊，康永礼，等.垃圾渗滤液处理工艺设计及难点分析[J].中国给水排水，2016，32（14）：56-59.

[2]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

[3]孟宪春，朱春媛，陈学玲.碱性过硫酸钾法测定总氮常见问题与解决办法[J].环境科学与管理2010，35（5）：126-128

[4]中国环境监测总站.环境水质监测质量保证手册（第2版）[M].北京：化学工业出版社，1994.

[5]蒋海涛，周恭明，高廷耀.城市垃圾填埋场渗滤液的水质特性[J].水污染防治，2002，281（111）32-34.

[6]骆佳慧，王海宏，屠伟斌，等.水中总氮测定中的干扰影响和消除分析研究[J].资源节约与环保，2019（4）：58-59.

[7]黄文婷，周俊，张奇磊.水体中总氮测定的影响因素及方法改进[J].环境监控与预警，2017，9（6）：45-47.

收稿日期：2020-09-21

作者简介：张哲麟（1967-），男，汉族，硕士研究生，高级工程师，研究方向为高浓度废水处理。