小中大【转载】同时消解测定污水中总磷总氮
同时消解测定污水中总磷总氮
摘要：污水处理厂的进出水中总磷、总氮含量是国家规定的检测项目，但是国家标准方法中两个项目分开消解测定，耗时耗力，且浪费试剂，由于两种项目的前处理过程均用过硫酸钾消解氧化，所以可以将两个项目的前处理过程合并，联合消解。本文对两种方法的测定值进行分析比较，结果令人满意。
关键词：总磷；总氮；消解
The determination of T-P and T-N in sewage by digestion together
Abstract：The total phosphorus and total nitrogen content of water are required determined programs, the digestions of this two programs is separately in GB/T, it is the waste of time and reagents because the digestions all need K2S2O8, so we think they can be combined. In this paper, the results of two methods are compared, and it is acceptable.
Keywords：total phosphorus, total nitrogen ,digestion
《水和废水监测分析方法》（第4版）中，总磷和总氮两项测定都需数小时以上的前处理过程。由于消化条件对测试结果的影响较大，故每次样品测试必须同时做标准曲线。若两个项目分别测定，不仅耗时耗力，又因所采样品保存时间较短，需在24h内测定，一个人同时承担这两个项目有点难于应付。今采用同时消化总磷和总氮，在所有试剂和条件与消化总氮的条件相同的情况下，节省一半的时间和试剂，对提高工作效率具有实际应用意义。
1 仪器与试剂
1.1 仪器
TU-1901紫外可见分光光度计；MLS-3020型高压灭菌锅；50mL具塞玻璃磨口比色管。
1.2 试剂
氧化剂：称取40 g过硫酸钾和25 g氢氧化钠，用蒸馏水溶解并稀释至1000mL；
氮标准使用溶液（20.0 mg·L-1）：用纯水溶解0.4716 g经110℃干燥1 h的( NH4 ) 2 SO4, 定容于1 000 mL。加入1 mL CHC l3后贮存于棕色试剂瓶中, 冰箱内保存待用。此溶液含氨态氮100mg /L。再用蒸馏水稀释至20.0 mg·L-1待用。
磷标准使用溶液（2.00 mg·L-1）：用纯水溶解0.4394 g经110 干燥2 h的KH2PO4, 然后加入体积分数为50%的H2 SO4 1 mL, 再定容到1 000mL。此溶液含磷100mg /L。再用蒸馏水稀释至2.00 mg·L-1待用。
钼酸铵溶液：溶解13 g钼酸铵于100 ml 水中。溶解0. 35 g酒石酸锑氧钾于100 ml 水中。在不断搅拌下, 将钼酸铵溶液徐徐加到300 ml ( 1+ 1) H2SO4 中, 加酒石酸锑钾溶液, 并且混合均匀, 此试剂贮存于棕色瓶中冷处保存, 至少稳定2 个月。
10%抗坏血酸溶液：溶解10 g抗坏血酸于水中, 并稀释至100 ml。该溶液贮存于棕色玻璃瓶中, 在冷处可稳定几周。
1+9盐酸溶液。
2 实验原理
过硫酸钾在碱性环境下60 ℃以上时发生如下反应：
2K2S2O8 + 2NaOH = 2NaHSO4 +2K2SO4+ O2
如果将K2S2O8和NaOH 按一定的比例混合作为氧化剂, 则消解反应开始时溶液呈碱性。K2S2O8将水样中不同形态的氮氧化成硝酸盐,同时反应不断消耗NaOH。当NaOH被完全消耗后溶液逐渐变成中性至弱酸性。在弱酸性溶液中, K2S2O8分解产生的氧又将各种形态的磷氧化成正磷酸盐。因此本试验中, 通过控制消化液中加入的过硫酸钾量与氢氧化钠的比例, 可使消化前期为碱性, 后期为酸性, 满足总氮总磷的消解条件, 一次性完成消解。
3 实验方法
3.1 同时测定法
3.1.1标准曲线及样品的消解
取7支50 mL具塞比色管，分别加入氮标准使用溶液0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、10.0 mL和磷标准使用溶液0、1.00、2.00、6.00、10.0、14.0、20.0 mL，用蒸馏水定容至40mL（粗定），再分别加入5.00 mL 氧化剂溶液，加盖摇匀，将具塞比色管的盖塞紧后用一小块纱布和线将玻璃塞扎紧（或用其他方法固定），与水样同时消解。
分别取某污水处理厂进水10.0 mL出水20.0mL于两支50 mL具塞比色管中，再分别取总磷和总氮标准样品各20.0mL于一支50 mL具塞比色管中，用蒸馏水定容至25 mL，再分别加入5.00 mL氧化剂溶液，加盖摇匀，将具塞比色管的盖塞紧后用一小块纱布和线将玻璃塞扎紧（或用其他方法固定），放在大烧杯中置于高压灭菌锅中加热，待压力达0.11 MPa、温度为120℃时，保持30 min后停止加热。待压力表读数降至零后取出放冷。
3.1.2标准曲线及样品的测定
加入2 mL（1+9）盐酸于冷却后的标准曲线及样品中，再用蒸馏水定容至50 mL（此比色管中溶液称之为待测液）。
总氮的测定：将剩余的待测液置于10 mm石英比色皿中，在紫外分光光度计上以蒸馏水作参比，分别在波长220 nm和275 nm测定其吸光度。
总磷的测定：吸取25.0mL待测液至于50 mL比色管中，用蒸馏水定容至50 mL，分别加入1 mL10%抗坏血酸溶液摇匀，30 s后加入2 mL钼酸铵溶液充分混匀。室温下放置15 min后，采用光程为30 mm的比色皿，在700 nm波长下，以蒸馏水作参比，测定其吸光度。
3.2 国家标准方法
3.2.1总氮的测定
根据方法GB/T 11894-1989，取数支50mL具塞比色管，分别加入氮标准使用溶液0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、10.0mL，总氮标准样品20.0mL，污水处理厂进水10.0mL，出水20.0mL，用蒸馏水定容至25mL，再分别加入5.00 mL氧化剂溶液，加盖摇匀，将具塞比色管的盖塞紧后用一小块纱布和线将玻璃塞扎紧（或用其他方法固定），放在大烧杯中置于高压灭菌锅中加热，待压力达0.11 MPa、温度为120℃时，保持30 min后停止加热。待压力表读数降至零后取出放冷。
加入2 mL（1+9）盐酸于冷却后的标准曲线及样品中，再用蒸馏水定容至50 mL，在紫外分光光度计上以蒸馏水作参比，分别在波长220 nm和275 nm测定其吸光度。
3.2.2总磷的测定
根据方法GB/T 11893-1989，取数支50mL具塞比色管，分别加入磷标准使用溶液0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、10.0mL，总磷标准样品25.0mL，污水处理厂进水5.00mL，出水10.0mL用蒸馏水定容至25mL，再分别加入5.00 mL氧化剂溶液，加盖摇匀，将具塞比色管的盖塞紧后用一小块纱布和线将玻璃塞扎紧（或用其他方法固定），放在大烧杯中置于高压灭菌锅中加热，待压力达0.11 MPa、温度为120℃时，保持30 min后停止加热。待压力表读数降至零后取出放冷。
向比色管中加入1 mL10%抗坏血酸溶液摇匀，30 s后加入2 mL钼酸铵溶液充分混匀。室温下放置15 min后，采用光程为30 mm的比色皿，在700 nm波长下，以蒸馏水作参比，测定其吸光度。
4 结果与讨论
4.1 校准曲线的比较
4.1.1总氮
两种方法测得的标准曲线吸光度见附录，以吸光度对总氮浓度作图如下
由上表可知，空白吸光度值，曲线方程和相关系数均无明显差异，说明在联合测定法中，含磷化合物的存在对总氮的测定没有影响。
4.1.2总磷
两种方法测得的标准曲线吸光度见附录，以吸光度对总磷浓度作图如下
从空白吸光度，曲线方程及相关系数三方面对两种方法进行比较，空白吸光度值无明显差异，说明碱性过硫酸钾氧化剂用于总磷的消解不会产生干扰；曲线方程和相关系数上也无明显差异，说明在联合测定法中，含氮化合物的存在对总磷的测定也没有影响。
4.2 样品测定的比较
根据样品的测定吸光度及取样体积，计算样品浓度如下表
由上表可以看出，国家标准方法和联合测定法测定质控样品所得结果均符合要求，测定污水处理厂进出水总氮含量时两种方法的相对偏差分别为1.0,0.3（%）；测定污水处理厂进出水总磷含量时两种方法的相对偏差分别为0.2,0（%），也满足相对误差小于5%的要求。
