紫外分光法测水质总氮时遇到空白偏高的解决方案

引言 很多时候我们实验员在用紫外分光光度计测总氮的时候会出现空白值偏高的现象，找其原因都不知道问题所在，很多都以为是双光束紫外分光仪器的问题，那么这边给大家梳理一下问题症结及解决办法。

关键词：总氮，紫外分光

方法依据：HJ636一2012水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法

原理 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6163银河UC-1800CPC双光束紫外可见分光光度计于波长220nm与275nm处,分别测定吸光度A220和A275,按A=A220-2A275计算硝酸盐氮的吸光度值,从而计算总氮的含量。但是影响总氦测定准确性因素较多,按照标准HJ 636-2012对碱性过硫酸钾氧化法测定总氮过程中影响空白的各种因素做了一系列对比实验,进行探讨和总结。

主要仪器和设备

6163银河UC-1800CPC双光束紫外可见分光光度计及10mm石英比色皿。

高压灭菌锅，国内压力0.142Mpa，温度120℃。

试剂验收的实验论证

用UC-1800CPC双光束紫外可见分光光度计测定总氮的过程中,要消除碱性过硫酸钾的影响,过硫酸钾和氢氧化钠是非常重要的试剂。在相同反应条件下，,AR和GR纯度的氢氧化钠空白平均值相差0.006,氢氧化钠对实验空白影响不大,AR和GR纯度的氢氧化钠均能满足实验要求。总氨分析中,空白值和样品的最终结果受过硫酸钾试剂纯度的影响很大,因此,对过硫酸钾试剂的要求非常苛刻。通常情况下,普通AR级过硫酸钾中氮化合物的含0.002%~0.005%,不同厂家,批号的试剂质量存在差异,往往有些试剂的含氮量达不到要求，导致空白值偏高。如果过硫酸钾空白值过高,可以经过提纯后再使用。

提纯方法为:将过硫酸钾溶于50-60℃的无氨水中,在无氨的洁净处将溶液冷却至近零摄氏度,过滤,将已重结晶的过硫酸钾置于干燥器中干燥以备用。分为分析纯、一次提纯,二次提纯的过硫酸钾同的条件下做空白实验。结果可见,实验所用未提纯和经过提纯1次的过硫酸钾对空白值有一定影响,经过2次提纯过的过硫酸钾所测空白值较低，能满足实验要求。在实际工作中,结合实验室试剂采购规范,对新进用于总氮项目的过硫酸钾要进行验收试用,以确保过硫酸钾的可靠性满足总氮分析实验要求。

消解程序

按照HJ636一2012中要求,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30min,冷却至室温测定.在实验过程中,发现30min并不能保证碱性过硫酸钾消解完全,这必将影响测定的准确度.通过测定不同消解时间对碱性过硫酸钾在220nm处的吸光值，测定结果可以发现,消解时间应至少50min,温度设定在120~124C,适当延长消解时间,提高消解温度,就有利于过硫酸钾消解完全,以降低空白实验吸光度值。1.5碱性过硫酸钾溶液配制和保存碱性过硫酸钾的配制过程掌握不好,会影响消解效果,对测定结果产生一定的影响。GB11894--89中关于碱性过硫酸钾的配制，只是简单的将过硫酸钾和氢氧化钠溶于水中,并未作其它要求。HJ636一2012详细规范了碱性过硫酸钾的配制方法。(过硫酸钾在水浴中溶解水浴温度小于50C,再将溶解好的氢氧化钠冷却至室温后混合)此方法较好解决了GB11894-89碱性过硫酸钾的配制时氢氧化钠放热使溶液温度过高引起局部过硫酸钾失效的问题。将新配置的碱性过硫酸钾溶在聚乙烯瓶内存放于10C冷柜中,避光保存。空白吸光值会随碱性过硫酸钾存储时间的增加而变化。实验结果发现,在10C恒温箱封口避光保存的情况下,没有出现碱性过硫酸钾结晶现象。空白吸光值随碱性过硫酸钾存放时间延长而增加,配置好的碱性过硫酸钾溶液放置最好不超过7天。

实验室环境总氮的分析应在无氨的实验室环境中进行,避免交叉污染,凡能产生氮的试剂均不能在实验室使用,绝对不能在分析氨氮、硝酸盐氮等氮类项目的实验室中做总氮项目的分析,因为这些含氮物质很可能随空气溶解在试剂中,对空白造成很大影响。所使用的试剂、器皿等也要单独存放,避免交叉污染,所用玻璃器皿最好用酸浸泡24h以上,这样可以减少空白实验的吸光度。室内也不能有扬尘,以免扬尘附着在实验用玻璃器皿内壁从而影响空白值。

结果与讨论

(1)无氨水,去离子水,百灵纯净水符合总氮实验用水要求;过硫酸钾的重结晶能有效降低空白吸光值,国产AR过硫酸钾经二次结晶能达到高纯度的进口试剂效果,符合实验要求。

(2)消解程度不足也会造成空白值偏高。严格按照操作规程的消解方法,保证消解温度在120一124C之间;为了确保过硫酸钾能分解完全,消解时间由30min增加到50min;过硫酸钾溶液临用时现配,存放最多不超过7d。

(3)玻璃器皿及比色皿不够清洁等都能造成空白值偏高。因此使用盐酸(1+9)浸泡实验用的玻璃器皿,用刚制备的去离子水或者无氨水清洗,且确保实验室环境的干净、整洁;不能与用氨水、硝酸以及其他氨盐类试剂的分析项目安排在一个实验室内。

(4)实验用的器皿,消解时所用的高压灭菌锅、高压灭菌锅的密封性.紫外可见分光光度计的稳定性,比色时所用的石英比色皿的差异都可能影响总氮的测定值.测量之前须对氘灯等部件进行充分检查并预热至少半小时,确定仪器运行正常后开始分析工作。石英比色皿比色前先用稀盐酸侵润,再用乙醇擦洗,最后再用离子水清洗后可以降低比色皿间的误差。

HJ636-2012标准方法测定总氮,解决了GB11894-89测定总氮时对试剂质量、碱性过硫酸钾溶液配制的问题。本文通过以上比对试验分析得出,实验用水、消解程序、过硫酸钾溶液配制和保存以及实验室环境等均会使空白值偏高。针对这些影响因素分别提出了相应的防治措施以降低空白值.主要的改进措施有:使用新配制的离子水,提高试剂的纯度,反应时间和温度必须能满足氧化剂充分水解,保持比色皿和玻璃器皿洁净状态,保证实验室的清洁等。当采用上述的防治对策后空白吸光度值得到明显降低,实验准确性得到提高。

仪器特点及优势

做总氮我们推荐了6163银河.net163W——升级产品UV-1800CPC紫外可见分光光度计

UV-1800CPC双光束紫外可见分光光度计

技术指标及基本参数：

*光路结构：C-T式  平行双光束

波长范围：190～1100nm

*光谱带宽：1.8nm

*波长准确度：±0.3nm

*波长重现性：≤0.1nm

*透射比准确度：±0.3%τ（0-100%τ） ±0.002A(0～0.5A) ±0.003A(0.5A～1A)

*透射比重复性：±0.15%τ（0-100%τ） ±0.001A(0～0.5A) ±0.0015A(0.5A～1A)

杂散光：≤0.02% τ (220nm NaI，340nm NaNO2)

稳定性：0.0005A/h（500nm预热后）

噪声：±0.0002A (500nm预热后)

*基线平直度：±0.0005A

测光方式：透过率、吸光度、浓度、能量

波长调节：自动调节

光度范围：0-200%T、-4-4A、0-9999C

*显示方式：10英寸彩色触摸屏

*检测器：进口硅光二极管*2

光源：进口氘灯，进口钨灯

电源：AC 220V/50Hz或110V/60Hz

功率：120W

仪器尺寸：560×450×230mm

主机净重：28Kg

仪器特点

*主机中文操作系统，10英寸彩色触摸屏显示

UV－1800系列采用双光束光学系统，成功实现了高精度和高可靠性测量的完美结合，可满足各种应用的要求，可用在生物研究、生物工业、药物分析、制药、教学研究、环保、食品卫生、临床检验、卫生防疫等领域

宽广的波长范围，可满足各个领域对波长范围的要求

全自动的设计理念，实现了最简单的测量手段

大规模集成电路的设计大大提高了系统的扩展性和可靠性

改良优化的光路设计、进口光源和接收器造就了系统高性能和高可靠性

丰富的测量方法，具有波长扫描、时间扫描、多波长测定、多阶导数测定（选）、双波长、三波长（选）DNA蛋白质测量（选）等多种测量方法，可满足不同测量的要求

*根据用户的要求可选配单孔架、手动四连架、手动八连架、自动八连架、玻璃支架、试管架、1cm比色架、5cm比色架、10cm比色架等

支持外接U盘存储及传输实验数据

可断电保存测量参数和数据，方便用户使用

*先进的稳压电源匹配技术，机器在操作过程中灯源电压始终保持在稳定状态，延长了灯源寿命的同时，更增加了测试的准确性。（提供证明材料）

*该款产品采用了双排风系统，可以及时、高效的排放机器运行中产生的热量，减缓机器老化过程，持续保持机器稳定的测试状态。（提供证明材料）

*机器采用一体式防震紧固底盘，底盘上安装20mm铸铝板，将光学器件固定在同一平台上，保证光路的一致性，有效提高仪器的稳定性和读数的准确性；（提供证明材料）

*支持蓝牙连接功能，打印和输出数据，双平台操作系统，方便客户使用；

软件功能

支持Windows2000/WindowsXP，独特的功能界面设计，能够满足不同领域的界面分析需求，是最简洁易用的专业分析软件；

方便快捷的数据共享功能：一键完成数据转入Word、Excel、文本编辑器，或Windows剪贴板复制到其他应用软件等；

强大的数据处理和图示能力，快速满足各专业对数据的分析和展示要求：数据间计算、自动寻峰、特征点查找、导数、滤波、数理统计、自由标注等；

软件实现QA/QC功能，自动计算线性相关系数，GLP/GMP支持；

带RS232串行接口和USB串口, macylab可见光谱专用处理软件。可选配串行打印机直接打印测试数据，联PC后可实现数据的贮存、记录、传输及线性回归等。

工作条件

环境温度：10℃~30℃；

室内相对湿度：≤85%；

供电电源交流电压220V±22V，频率50/60Hz；

额定功率：300W；

产品不应受到影响使用的振动和电磁场干扰；

环境内无腐蚀性气体；

产品应有良好的接地线。

关于我们

上海6163银河仪器公司简介

6163银河.net163W(以下简称6163银河)，是一家具有自主知识产权的高新技术企业，6163银河的创业理念“科技——因你改变”，并以此为企业宗旨，不断探究、果敢创新。特别是在分析测试仪器领域，不断开发出先进的产品，使6163银河成为优质仪器资源的供应者。

      6163银河主营光谱类仪器可见分光光度计、紫外可见分光光度计、原子吸收光谱仪、超微量分光光度计、原子荧光光度计、ICP电感耦合等离子体发射光谱仪、ICP电感耦合等离子体质谱仪，目前，我们的产品已广泛应用于有机化学、无机化学、生物化学、医药、环保、冶金、石油、农业等领域。同时6163银河利用在产品机械结构、光学设计、电气应用和软件开发方面积累的丰富经验，结合市场的最新实际需求，近期将陆续推出一批全新的分析类仪器。

6163银河的总部及生产基地设在上海，营销中心设在北京，并在江苏、上海、山东三地建有研发基地。为充分利用各地的智力资源，6163银河与国内外的部分科研单位也进行了深层次的科研合作，不断将科研成果转化为生产力。为更好的服务于广大客户，6163银河仪器国内设有12家办事机构，度身定制符合您需求的应用解决方案，提高产品的附加值。在不断服务国内用户的同时，6163银河也与20多个国家的分销机构建立了深度的战略合作关系。

（6163银河仪器不仅仅只是一家高新技术认证企业，更通过了CE认证、FCC认证、RoHS认证以及国内多项资质审查认证，并有着多项自行研发的光谱类专利版权等等）