一、实验
1.1材料与仪器
质控样(GSBZ50026-94,环保部标准样品研究所),硝酸钾、硫酸铵、盐酸、硫酸、过硫酸钾(分析纯,上海国药集团化学试剂有限公司),苯胺[分析纯,默克化工技术(上海)有限公司],无氨超纯水(实验室自制)。
仪器:TOC-VCPH总有机碳/总氮分析仪(日本岛津公司),VarianCary-50紫外可见分光光度计(美国瓦里安公司),ES-E系列电子分析天平(天津德安特传感技术有限公司)。
1.2检测原理
高温消解/热分解-电化学法:将待测样品放入总有机碳/总氮分析仪,在高温下经催化剂催化,与高纯度O2发生氧化反应,硝酸盐、铵盐和苯胺等氮化物全部转化为NO气体,经冷却干燥后,再利用电化学检测器检测NO气体的浓度,进而获得总氮质量浓度。
碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法:检测方法参照HJ636—2012《水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》进行检测。
1.3检测方法
用电子分析天平分别称取烘干至恒重的硝酸钾2.8872g、硫酸铵1.4151g、苯胺1.9946g,用适量无氨超纯水溶解,转移至1000mL容量瓶中定容,即总氮质量浓度为1000mg/L的标准溶液。再将标准溶液分别稀释至200.00、100.00、50.00、10.00、5.00、1.00、0.50、0.10mg/L备用。
二、结果与讨论
2.1标准曲线的绘制
设置总有机碳/总氮分析仪的进样温度为850℃、进样量为100μL、O2流量为10.8L/h,分别测定0~200.00mg/L标准溶液的电信号强度,以总氮质量浓度为横坐标、电信号强度为纵坐标绘制标准曲线,结果如图1所示。
由图1可以看出,总氮质量浓度在0~200.00mg/L时,电信号强度与总氮质量浓度具有显著的线性关系,计算可得线性回归方程为Y=182.35X+4.51,相关系数R=0.9995。
2.2精密度及检出限的确定
选取标准值为(1.40±0.08)mg/L的总氮质控样平行测试7次,结果如表1所示。由表1可看出,质控样的7次测量值均在标准值范围内,平均值为1.39mg/L,相对标准偏差为3.3%,表明测量方法的精密度较高。此外,通过公式MDL=t(n-1,0.99)×S(MDL为方法检出限,n为样品测量次数,t为自由度n-1、置信度99%时的分布,S为标准偏差)可得该测量方法的检出限为0.025mg/L。
2.3废水水样的测试
由表2可知,热分解-电化学法与推荐方法测得的总氮及其相对标准偏差都接近,无明显差别。与推荐方法相比,热分解-电化学法无需进行复杂的前处理,检测速度快,更适用于样品的批量处理。
2.4加标回收率
分别向废水水样1、2、3中加标2.00、5.00和10.00mg/L,再检测3种样品的总氮质量浓度,计算加标回收率,结果如表3所示。由表3可知,3种样品的加标回收率为98.9%~101.5%,表明该检测方法的回收率高,具有较高的准确度。
三、结论
(1)建立了测量印染废水总氮的热分解-电化学法。该方法的检测范围为0~200.00mg/L,最低检出限为0.025mg/L,测量印染废水水样的相对标准偏差为3.0%~4.1%,加标回收率为98.9%~101.5%,具有较高的准确度。
(2)与HJ636—2012的碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法相比,热分解-电化学法的测量值和准确度无明显差别,但具有试剂用量少、操作简单快捷、测量范围宽和检出限低等优点,适用于印染废水总氮的批量检测。
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