总氮

中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 636—2012 代替 GB 11894—89 水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法 Water quality-Determination of total nitrogen-Alkaline potassium persulfate digestion UV spectrophotometric method （发布稿） 本电子版为发布稿。请以中国环境科学出版社出版的正式标准文本为准。 2012-02-29 发布 2012-06-01 实施 环 境 保 护 部 发布 I 目 次 前 言 ............................................................................................................................................. II 1 适用范围 ..................................................................................................................................... 1 2 规范性引用文件 ......................................................................................................................... 1 3 术语和定义 ................................................................................................................................. 1 4 原理 ..................................................................................................................................... 1 5 干扰和消除 ................................................................................................................................. 1 6 试剂和材料 ................................................................................................................................. 1 7 仪器和设备 ................................................................................................................................. 2 8 样品............................................................................................................................................. 2 9 分析步骤 ..................................................................................................................................... 3 10 结果计算与示 ....................................................................................................................... 3 11 精密度和准确度 ....................................................................................................................... 4 12 质量保证和质量控制 ............................................................................................................... 4 13 注意事项 ................................................................................................................................... 4 附录 A（资料性附录）氢氧化钠和过硫酸钾含氮量测定方法 ................................................... 6 II 前 言 为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国水污染防治法》，保护环境， 保障人体健康，规范水中总氮的测定方法，制定本标准。 本标准规定了测定地表水、地下水、工业废水和生活污水中总氮的碱性过硫酸钾消解紫 外分光光度法。 本标准是对《水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》（GB11894—89） 的修订。 本标准首次发布于 1989 年，原标准起草单位为上海市环境监测中心，本次为第一次修 订。修订的主要内容如下： ——扩大了标准的适用范围； ——增加了氢氧化钠和过硫酸钾的含氮量及含氮量测定方法； ——增加了质量保证和质量控制条款； ——增加了注意事项条款。 自本标准实施之日起，原国家环境保护局 1989 年 12 月 25 日批准、发布的国家环境保 护标准《水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》（GB11894—89）废止。 本标准附录 A 为资料性附录。 本标准由环境保护部科技标准司组织制订。 本标准主要起草单位：大连市环境监测中心。 本标准验证单位：天津市环境监测中心、辽宁省环境监测实验中心、沈阳市环境监测中 心站、鞍山市环境监测中心站、锦州市环境监测中心站和营口市环境监测中心站。 本标准环境保护部 2012 年 2 月 29 日批准。 本标准自 2012 年 6 月 1 日起实施。 本标准由环境保护部解释。 1 水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法 1 适用范围 本标准规定了测定水中总氮的碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法。 本标准适用于地表水、地下水、工业废水和生活污水中总氮的测定。 当样品量为 10ml 时，本方法的检出限为 0.05mg/L，测定范围为 0.20～7.00mg/L。 2 规范性引用文件 本标准内容引用了下列文件或其中的条款。凡是不注明日期的引用文件，其有效版本适 用于本标准。 HJ/T 91 地表水和污水监测技术规范 HJ/T 164 地下水环境监测技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 总氮 total nitrogen（TN） 指在本标准规定的条件下，能测定的样品中溶解态氮及悬浮物中氮的总和，包括亚硝酸 盐氮、硝酸盐氮、无机铵盐、溶解态氨及大部分有机含氮化合物中的氮。 4 方法原理 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（1）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。 A＝A220－2A275 （1） 5 干扰和消除 5.1 当碘离子含量相对于总氮含量的 2.2 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。 5.2 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。 6 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（6.1）。 6.1 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。 6.2 氢氧化钠（NaOH） 含氮量应小于 0.0005%，氢氧化钠中含氮量的测定方法见附录 A。 2 6.3 过硫酸钾（K2S2O8） 含氮量应小于 0.0005%，过硫酸钾中含氮量的测定方法见附录 A。 6.4 硝酸钾（KNO3）：基准试剂或优级纯。 在 105～110℃下烘干 2h，在干燥器中冷却至室温。 6.5 浓盐酸：ρ（HCl）=1.19g/ml。 6.6 浓硫酸：ρ（H2SO4）=1.84g/ml。 6.7 盐酸溶液：1+9。 6.8 硫酸溶液：1+35。 6.9 氢氧化钠溶液：ρ（NaOH）=200g/L 称取 20.0g 氢氧化钠（6.2）溶于少量水中，稀释至 100ml。 6.10 氢氧化钠溶液：ρ（NaOH）=20g/L 量取氢氧化钠溶液（6.9）10.0ml，用水稀释至 100ml。 6.11 碱性过硫酸钾溶液 称取 40.0g 过硫酸钾（6.3）溶于 600ml 水中（可置于 50℃水浴中加热至全部溶解）；另 称取 15.0g 氢氧化钠（6.2）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。 6.12 硝酸钾标准贮备液：ρ（N）＝100mg/L 称取 0.7218g 硝酸钾（6.4）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。也可直接购 买市售有证标准溶液。 6.13 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（6.12）至 100ml 容量瓶中，用水稀释至标线，混匀， 临用现配。 7 仪器和设备 7.1 紫外分光光度计：具 10mm 石英比色皿。 7.2 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℃。 7.3 具塞磨口玻璃比色管：25ml。 7.4 一般实验室常用仪器和设备。 8 样品 8.1 样品的采集和保存 参照 HJ/T91 和 HJ/T164 的相关规定采集样品。 将采集好的样品贮存在聚乙烯瓶或硬质玻璃瓶中，用浓硫酸（6.6）调节 pH 值至 1～2， 常温下可保存 7d。贮存在聚乙烯瓶中，－20℃冷冻，可保存一个月。 8.2 试样的制备 取适量样品用氢氧化钠溶液（6.10）或硫酸溶液（6.8）调节 pH 值至 5～9，待测。 3 9 分析步骤 9.1 校准曲线的绘制 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（6.11），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 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（6.7），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； 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。 9.2 测定 量取 10.00ml 试样（8.2）于 25ml 具塞磨口玻璃比色管中，按照 9.1 步骤进行测定。 注 2：试样中的含氮量超过 70μg 时，可减少取样量并加水稀释至 10.00ml。 9.3 空白试验 用 10.00ml 水代替试样，按照 9.2 步骤进行测定。 10 结果计算与表示 10.1 结果计算 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 氮的质量浓度 ρ（mg/L）按公式（5）进行计算。 bV faA ×−= ）（ rρ （5） 4 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。 10.2 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。 11 精密度和准确度 11.1 精密度 6 家实验室对总氮质量浓度为 0.20、1.52 和 4.78mg/L 的统一样品进行了测定，实验室 内相对标准偏差分别为：4.1%～13.8%，0.6%～4.3%，0.8%～3.4%；实验室间相对标准偏差 分别为：8.4%，2.7%，1.8%；重复性限分别为：0.06mg/L，0.14mg/L，0.27mg/L；再现性限 分别为：0.07mg/L，0.17mg/L，0.35mg/L。 11.2 准确度 6 家实验室对总氮质量浓度分别为（1.52±0.10）mg/L 和（4.78±0.34）mg/L 的有证标准 样品进行了测定，相对误差分别为：1.3%～5.3%，0.2%～4.2%；相对误差最终值（ RE ±2 RES ） 分别为：2.6%±2.8%，1.5%±3.2%。 12 质量保证和质量控制 12.1 校准曲线的相关系数 r 应大于等于 0.999。 12.2 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。 12.3 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。 12.4 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。 12.5 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。 13 注意事项 13.1 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。 13.2 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。 5 13.3 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（6.7）或硫酸溶液（6.8）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。 13.4 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。 13.5 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。 6 附录 A （资料性附录） 氢氧化钠和过硫酸钾含氮量测定方法 A.1 适用范围 本附录规定了测定总氮时所使用的氢氧化钠和过硫酸钾试剂含氮量（以 N 计）的测定 方法。 A.2 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（6.1）。 A.2.1 氢氧化钠溶液：ρ（NaOH）=100g/L 称取 10.0g 氢氧化钠（6.2）溶于少量水中，冷却后定容至 100ml。 A.2.2 过硫酸钾溶液：ρ（K2S2O8）=30g/L 称取 3.0g 过硫酸钾（6.3）溶于少量水中，定容至 100ml。 A.2.3 硫酸溶液：1+9。 A.2.4 硫酸铜溶液：ρ（CuSO4·5H2O）=0.4g/L 称取 0.08g 五水合硫酸铜溶于水中，稀释至 200ml。 A.2.5 硫酸锌溶液：ρ（ZnSO4·7H2O）=8.8g/L 称取 1.76g 七水合硫酸锌溶于水中，稀释至 200ml。 A.2.6 硫酸铜/硫酸锌溶液 分别吸取 2.0ml 硫酸铜溶液（A.2.4）和 2.0ml 硫酸锌溶液（A.2.5），混合后稀释至 100ml。 A.2.7 硫酸肼溶液：ρ（H4N2·H2SO4）=0.7g/L 称取 0.35g 硫酸肼溶于水中，稀释至 500ml，临用现配。 A.2.8 磺胺溶液：ρ（C6H8N2O2S）=10g/L 称取 2.0g 磺胺溶解于 60ml 浓盐酸（6.5）中，用水稀释至 200ml。 A.2.9 N-1-萘乙二胺盐酸盐溶液：ρ（C12H14N2·2HCl）=1g/L 称取 0.2g N-1-萘乙二胺盐酸盐溶于水中，稀释至 200ml。 A.2.10 氮标准溶液：ρ（N）＝1.00mg/L 量取 10.00ml 硝酸钾标准贮备液（6.12）至 1000ml 容量瓶中，加水稀释至标线，混匀， 临用现配。 A.2.11 氢氧化钠测试溶液：ρ（NaOH）=100g/L 称取 10.0g 氢氧化钠溶于 70ml 水中，冷却后定容至 100ml。 A.2.12 氢氧化钠实验溶液 A.2.12.1 样品溶液 在 125ml 消解瓶中加入 25.0ml 氢氧化钠测试溶液（A.2.11）和 40.0ml 水。 A.2.12.2 标准溶液 在 125ml 消解瓶中加入 25.0ml 氢氧化钠测试溶液（A.2.11）、30.0ml 水和 10.00ml 氮标 准溶液（A.2.10）。 A.2.12.3 空白溶液 7 在 125ml 消解瓶中加入 5.0ml 氢氧化钠测试溶液（A.2.11）和 60.0ml 水。 A.2.13 过硫酸钾测试溶液：ρ（K2S2O8）=46g/L 称取 9.2g 过硫酸钾溶于水中，定容至 200ml。 A.2.14 过硫酸钾实验溶液 A.2.14.1 样品溶液 在 125ml 消解瓶中加入 50.0ml 过硫酸钾测试溶液（A.2.13）和 20.0ml 水。 A.2.14.2 标准溶液 在 125ml 消解瓶中加入 50.0ml 过硫酸钾测试溶液（A.2.13）、10.0ml 水和 10.00ml 氮标 准溶液（A.2.10）。 A.2.14.3 空白溶液 在 125ml 消解瓶中加入 6.5ml 过硫酸钾测试溶液（A.2.13）和 63.5ml 水。 A.3 仪器和设备 A.3.1 分光光度计：具 10mm 比色皿。 A.3.2 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℃。 A.3.3 pH 计：示值精度为 0.1。 A.3.4 水浴锅：温控精度为 1℃。 A.3.5 消解瓶：125ml，具塞玻璃耐高压广口瓶。 A.3.6 一般实验室常用仪器和设备。 A.4 试样的制备 A.4.1 氢氧化钠含氮量检验的试样 在装有样品溶液（A.2.12.1）、标准溶液（A.2.12.2）和空白溶液（A.2.12.3）的消解瓶中 各加入 10.0ml 过硫酸钾溶液（A.2.2），加塞后用纱布和线绳扎紧，待测。 A.4.2 过硫酸钾含氮量检验的试样 在装有样品溶液（A.2.14.1）、标准溶液（A.2.14.2）和空白溶液（A.2.14.3）的消解瓶中 各加入 10.0ml 氢氧化钠溶液（A.2.1），加塞后用纱布和线绳扎紧，待测。 A.5 分析步骤 A.5.1 将上述消解瓶置于高压蒸汽灭菌器中加热至 120℃开始计时，保持温度在 120～ 124℃之间 40min，关闭电源，冷却至室温。 A.5.2 取出消解瓶后，用硫酸溶液（A.2.3）调节 pH 值至 12.6±0.2，分别转移至 100ml 容 量瓶，用水冲洗消解瓶并将冲洗液移入容量瓶中，摇动容量瓶直至无气泡产生，用水稀释至 标线。 A.5.3 从容量瓶中分别量取 10.00ml 溶液至 3 支试管中，加入 1.0ml 硫酸铜/硫酸锌溶液 （A.2.6），摇匀。 A.5.4 向试管中分别加入 1.0ml 硫酸肼溶液（A.2.7），摇匀，将试管置于（35±1）℃的水 浴中，保持 2h。 8 A.5.5 从水浴中取出试管后，加入 1.0ml 磺胺溶液（A.2.8），立刻摇匀。 A.5.6 将试管静置 5min 后，分别加入 1.0ml N-1-萘乙二胺盐酸盐溶液（A.2.9），摇匀，静 置 20min。 A.5.7 用 10mm 比色皿于波长 540nm 处以空白溶液（A.2.12.3）为参比，测定样品溶液 （A.2.12.1）和标准溶液（A.2.12.2）的吸光度，分别记为 A1 和 A2；以空白溶液（A.2.14.3） 为参比，测定样品溶液（A.2.14.1）和标准溶液（A.2.14.2）的吸光度，分别记为 A1′和A2′。 A.6 结果计算与表示 若 A1≤（A2—A1），则氢氧化钠含氮量小于 0.0005%；若 A1′≤（A2′—A1′），则过硫酸 钾含氮量小于 0.0005%。