水中总氮的测定通常采用碱性过硫酸钾消解，使有机氮和无机氮化合物转变为硝酸盐，用紫外分光光度计测定。该方法对实验条件要求不高，普通实验室即可进行，适于手工操作。本文通过以不同标准物质或配制混合标准物质进行测定，研究了碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮的检测方法，得出了只要严格控制实验条件，不论采用哪种含氮化合物的标准物质绘制工作曲线都能获得理想的检测结果。
一、实验部分
1.方法原理
在60℃以上的水溶液中，过硫酸钾可分解产生硫酸氢钾和原子态氧，硫酸氢钾在溶液中离解而产生氢离子，故在氢氧化钠的碱性介质中可促使分解过程趋于完全。
分解出的原子态氧在120℃～124℃条件下，可使水样中含氮化合物的氮元素转化为硝酸盐，并且在此过程中有机物同时被氧化分解。可用紫外分光光度法于波长220nm、275nm处分别测出吸光度A220、A275，并按式(1)求出校准吸光度A:
A=A220-2A275(1)
2.仪器与试剂(实验用纯水均为无氨水)
(1)紫外分光光度计。
(2)10mm石英比色皿。
(3)医用手提式蒸汽灭菌器或家用压力锅(压力为1.1kg/cm2～1.4kg/cm2)，相应温度为121℃～124℃。
(4)25mL具有玻璃磨口塞的比色管。
(5)氢氧化钠溶液200g/L:称取20g氢氧化钠(NaOH)，溶于纯水中，稀释至100mL。
(6)氢氧化钠溶液20g/L:将200g/L氢氧化钠溶液稀释10倍。
(7)碱性过硫酸钾溶液:称取40g过硫酸钾(K2S2O8)，另称取15g氢氧化钠(NaOH)，溶于纯水中，稀释至1000mL，溶液存放在聚乙烯瓶内，最长可保存1周。
(8)盐酸溶液:(1+9)V/V。
(9)硫酸溶液:(1+35)V/V。
(10)硝酸钾标准溶液:CN=10mg/L。
(11)氨氮标准溶液:CN=10mg/L。
(12)亚硝酸盐氮标准溶液:CN=10mg/L。
3.样品
(1)采样
在水样采集后立即放入冰箱中或低于4℃的条件下保存，但不得超过24h。
水样放置时间较长时，可在1000mL水样中加入0.5mL硫酸(ρ=1.84g/mL)，酸化到pH值小于2，并尽快测定。样品可储存在玻璃瓶中。
(2)试样的制备
取实验室样品见一、2，用20g/L氢氧化钠溶液或(1+35)V/V硫酸溶液调节pH值至5～9，从而制得试样。
4.分析步骤
(1)测定
①取10mL试样(CN超过100μg时，可减少取样量并加纯水稀释至10mL)置于比色管中。
②加入5mL碱性过硫酸钾溶液，塞紧磨口塞，用纱布及纱绳裹紧管塞，以防迸出。
③将比色管置于家用压力锅中，加热至顶压阀吹气时开始计时。保持此温度加热半小时。
④自然冷却，开阀放气，移去外盖。取出比色管并冷却至室温。
⑤加入(1+9)V/V盐酸1mL，用纯水稀释至25mL标线。
⑥在紫外分光光度计上，以纯水作参比，用10mm石英比色皿分别在220nm、275nm波长处测定吸光度，并用式(1)计算出校准吸光度A。在校准曲线上求出相应的总氮含量。
(2)校准曲线的绘制
①分别取0mL、0.10mL、0.50mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、10.00mL硝酸钾标准溶液(CN=10mg/L)或氨氮标准溶液(CN=10mg/L)或亚硝酸盐氮标准溶液(CN=10mg/L)，加纯水稀释至10mL标线。
②按一、4.(1)中的步骤②～⑥进行测定后，分别按式(2)、式(3)、式(4)求出除零浓度外，其他校准系列的校准吸光度As、零浓度的校准吸光度Ab及其差值Ar，按Ar值与相应的标准溶液含量绘制标准曲线。
As=As220-2As275(2)
Ab=Ab220-2Ab275(3)
Ar=As-2Ab(4)
二、结果与讨论
1.实验条件的控制
(1)碱性过硫酸钾配置最好采用60℃水浴加热，否则过硫酸钾会分解失效。因过硫酸钾易吸潮，应存放在干燥的试剂柜中。
(2)总氮的检测应在无氨的实验室环境中进行，应避免其他含氮类化合物测定对它的污染。
(3)测定总氮必须使用无氨水，所用玻璃器皿应先用(1+9)V/V盐酸浸泡后，再用无氨水冲洗数次才能使用。
(4)使用家用压力锅必须自然冷却后才能开阀放气，再取出比色管并冷却至室温。
2.用不同标准物质绘制的工作曲线结果
(1)分别用硝酸钾标准溶液(CN=10.0mg/L)、氨氮标准溶液(CN=10.0mg/L)、亚硝酸盐氮标准溶液(CN=10.0mg/L)绘制工作曲线结果:CN=kA+b，如表1所示。
<CTSM>表1单标工作曲线结果</CTSM>
(2)分别用硝酸钾标准溶液(CN=10.0mg/L)、氨氮标准溶液(CN=10.0mg/L)、亚硝酸盐氮标准溶液(CN=10.0mg/L)配制不同的控制样，以硝酸钾标准溶液(CN=10.0mg/L)所作工作曲线测定的结果与回收率如表2～表4所示。
<CTSM>表2单标控制样测定结果</CTSM>
<CTSM>表3混标控制样测定结果</CTSM>
<CTSM>表4本底加标控制样测定结果</CTSM>
(3)同时测定同一水样中的氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和总氮，其结果如表5所示。
<CTSM>表5同一水样氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和总氮结果</CTSM>
(4)用硝酸盐氮标准溶液配制加标浓度为3.00mg/L的本底加标质量控制考核样，测定总氮浓度并同时用离子色谱仪测定硝酸盐氮浓度，结果如下:硝酸盐氮回收率为88.3%，平行样相对偏差为0.19%；总氮回收率为99.9%，平行样相对偏差为7.7%。
(5)测定上述不同浓度含量(0.20mg/L～4.00mg/L)的合成样品，实验室相对偏差为0.94%～4.87%。
三、结论
实验表明，只要严格控制实验条件，应用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮，无论采用哪种含氮化合物的标准物质绘制工作曲线，都能获得理想的检测结果。
