紫外分光光度法测定水中总氮方法验证

'紫外分光光度法测定水中总氮方法验证　　摘要：总氮（TotalNitrogen,TN）是指水体中所有含氮化合物中的氮含量，即有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的总量。本报告对标准HJ636—2012的检出限、测定下限、准确度和精密度等方面进行验证。汇总相关验证数据后，对数据的合理性进行检验，将通过检验的验证数据进行汇总，编写实验室总氮方法验证报告。关键词：紫外分光光度法；总氮；方法验证Abstract:thetotalnitrogen(TotalNitrogen,TN)referstoallthenitrogenouscompoundsofnitrogencontentinwater,namely,organicnitrogen,ammonia,nitritenitrogenandnitratenitrogenamount.ThereportonthestandardHJ636-2012ofthelimitofdetection,thedetectionlimit,accuracyandprecisionandotheraspectsofverification.Collectrelatedvalidationdata,discussestherationalityofthetestdata,willpassThroughtheverificationtestdatacollected,preparedlaboratorytotalnitrogenmethodvalidationreport.9 Keywords:ultravioletspectrophotometry;totalnitrogen;methodvalidation中图分类号：O657.32文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）一、方法概述本方法依据HJ636—2012。在120～124℃下，碱性过硫酸钾溶液使样品中含氮化合物的氮转化为硝酸盐，采用紫外分光光度法于波长220nm和275nm处，分别测定吸光度A220和A275，按公式A＝A220－2A275计算校正吸光度A，总氮（以N计）含量与校正吸光度A成正比。本方法适用于地表水、地下水、工业废水和生活污水中总氮的测定。二、仪器和试剂1.仪器及设备1.1紫外分光光度计DR5000、10mm石英比色皿。1.2高压蒸汽灭菌器：最高工作压力不低于1.1～1.4kg/cm2；最高工作温度不低于120～124℃。1.3具塞磨口玻璃比色管：25ml；量筒、滴管、烧杯等1.4中速定性滤纸2.干扰和消除2.1当碘离子含量相对于总氮含量的2.29 倍以上，溴离子含量相对于总氮含量的3.4倍以上时，对测定产生干扰。2.2水样中的六价铬离子和三价铁离子对测定产生干扰，可加入5%盐酸羟胺溶液1～2ml消除。3.试剂和材料除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的分析纯试剂，实验用水为无氨水（3.1）3.1无氨水：每升水中加入0.10ml浓硫酸蒸馏，收集馏出液于具塞玻璃容器中。也可使用新制备的去离子水。3.2氢氧化钠（NaOH）：含氮量应小于0.0005%。3.3过硫酸钾（K2S2O8）：含氮量应小于0.0005%。3.4硝酸钾（KNO3）：在105～110℃下烘干2h，在干燥器中冷却至室温（优级纯）。3.5浓盐酸：ρ（HCl）=1.19g/ml（分析纯）。3.6浓硫酸：ρ（H2SO4）=1.84g/ml（分析纯）。3.7盐酸溶液：1+9。3.8硫酸溶液：1+35。3.9氢氧化钠溶液：ρ（NaOH）=200g/L。称取20.0g氢氧化钠（3.2）溶于少量水中，稀释至100ml。3.10氢氧化钠溶液：ρ（NaOH）=20g/L。量取氢氧化钠溶液（3.9）10.0ml，用水稀释至100ml。3.11碱性过硫酸钾溶液：称取40.0g过硫酸钾（3.2）溶于600ml水中（可置于9 50℃水浴中加热至全部溶解）；另称取15.0g氢氧化钠（3.1）溶于300ml水中。待氢氧化钠溶液温度冷却至室温后，混合两种溶液定容至1000ml，存放于聚乙烯瓶中，可保存一周。3.12硝酸钾标准贮备液：ρ（N）＝100mg/L称取0.7218g硝酸钾（3.3）溶于适量水，移至1000ml容量瓶中，用水稀释至标线，混匀。加入1～2ml三氯甲烷作为保护剂，在0～10℃暗处保存，可稳定6个月。3.13硝酸钾标准使用液：ρ（N）＝10.0mg/L量取10.00ml硝酸钾标准贮备液（3.11）至100ml容量瓶中，用水稀释至标线，混匀，临用现配。4．样的制备取适量样品用氢氧化钠溶液（3.10）或硫酸溶液（3.8）调节pH值至5～9，待测。三、分析步骤分别量取0.00、0.20、0.50、1.00、3.00和7.00ml硝酸钾标准使用液（6.13）于25ml具塞磨口玻璃比色管中，其对应的总氮（以N计）含量分别为0.00、2.00、5.00、10.0、30.0和70.0μg。加水稀释至10.00ml，再加入5.00ml碱性过硫酸钾溶液，塞紧管塞，用纱布和线绳扎紧管塞，以防弹出。将比色管置于高压蒸汽灭菌器中，加热至顶压阀吹气，关阀，继续加热至120℃开始计时，保持温度在120～124℃之间9 30min。自然冷却、开阀放气，移去外盖，取出比色管冷却至室温，按住管塞将比色管中的液体颠倒混匀2～3次。注1：若比色管在消解过程中出现管口或管塞破裂，应重新取样分析。每个比色管分别加入1.0ml盐酸溶液，用水稀释至25ml标线，盖塞混匀。使用10mm石英比色皿，在紫外分光光度计上，以水作参比，分别于波长220nm和275nm处测定吸光度。零浓度的校正吸光度Ab、其他标准系列的校正吸光度As及其差值Ar按公式（2）、（3）和（4）进行计算。以总氮（以N计）含量（μg）为横坐标，对应的Ar值为纵坐标，绘制校准曲线。Ab＝Ab220－2Ab275（2）As＝As220－2As275（3）Ar＝As－Ab（4）式中：Ab——零浓度（空白）溶液的校正吸光度；Ab220——零浓度（空白）溶液于波长220nm处的吸光度；　　Ab275——零浓度（空白）溶液于波长275nm处的吸光度；As——标准溶液的校正吸光度；As220——标准溶液于波长220nm处的吸光度；9 As275——标准溶液于波长275nm处的吸光度；Ar——标准溶液校正吸光度与零浓度（空白）溶液校正吸光度的差。四、数据处理及计算4.1参照公式（2）～（4）计算试样校正吸光度和空白试验校正吸光度差值Ar，样品中总的质量浓度ρ（mg/L）按公式（5）进行计算。ρ=式中：ρ——样品中总氮（以N计）的质量浓度，mg/L；Ar——试样的校正吸光度与空白试验校正吸光度的差值；a——校准曲线的截距；b——校准曲线的斜率；V——试样体积，ml；f——稀释倍数。4.2结果表示当测定结果小于1.00mg/L时，保留到小数点后两位；大于等于1.00mg/L时，保留三位有效数字。五、方法检出限和测定下限按照标准中空白试验的方法“以10ml9 实验用水代替试料，采用与测定完全相同的试剂、用量和分析步骤进行平行操作”，利用高压蒸汽灭菌器重复消解7次空白，将各测定结果换算为总氮的浓度，分别计算7次平行测定的标准偏差，按公式（1）计算方法检出限，测定结果见表1。MDL=t(n−1,0.99)×S（1）式中：MDL——方法检出限；n——样品的平行测定次数；t——自由度为n-1，置信度为99%时的t分布（单侧）；S——n次平行测定的标准偏差。其中，当自由度为n-1，置信度为99%时的t值为3.143。表1利用高压蒸汽灭菌器消解总氮的检出限由表1可以看出，采用高压蒸汽灭菌器消解的检出限为0.043mg/L，故本标准规定检出限为0.05mg/L；以4倍检出限作为方法测定下限，因此规定本方法测定下限为0.20mg/L。因此本方法的检出限完全能够满足评价标准的要求。六、方法精密度9 七、方法准确度八、质量保证和质量控制1、校准曲线的相关系数r应大于等于0.999。2、每批样品应至少做一个空白试验，空白试验的校正吸光度Ab应小于0.030。超过该值时应检查实验用水、试剂（主要是氢氧化钠和过硫酸钾）纯度、器皿和高压蒸汽灭菌器的污染状况。3、每批样品应至少测定10%的平行双样，样品数量少于10时，应至少测定一个平行双样。当样品总氮含量≤1.00mg/L时，测定结果相对偏差应≤10%；当样品总氮含量＞1.00mg/L时，测定结果相对偏差应≤5%。测定结果以平行双样的平均值报出。4、每批样品应测定一个校准曲线中间点浓度的标准溶液，其测定结果与校准曲线该点浓度的相对误差应≤10%。否则，需重新绘制校准曲线。5、每批样品应至少测定10%的加标样品，样品数量少于10时，应至少测定一个加标样品，加标回收率应在90%～110%之间。九、结论采用本方法测定总氮的方法检出限为0.059 mg/L；方法精密度为6.0%；平均加标回收率98.4%。但在操作过程中应注意：①某些含氮有机物在本标准规定的测定条件下不能完全转化为硝酸盐。②测定应在无氨的实验室环境中进行，避免环境交叉污染对测定结果产生影响。③实验所用的器皿和高压蒸汽灭菌器等均应无氮污染。实验中所用的玻璃器皿应用盐酸溶液（3.7）或硫酸溶液（3.8）浸泡，用自来水冲洗后再用无氨水冲洗数次，洗净后立即使用。高压蒸汽灭菌器应每周清洗。④在碱性过硫酸钾溶液配制过程中，温度过高会导致过硫酸钾分解失效，因此要控制水浴温度在60℃以下，而且应待氢氧化钠溶液温度冷却至室温后，再将其与过硫酸钾溶液混合、定容。⑤使用高压蒸汽灭菌器时，应定期检定压力表，并检查橡胶密封圈密封情况，避免因漏气而减压。9'