一种可抵抗高浓度卤素离子干扰的总氮检测试剂及检测方法与流程

本技术涉及水质监测的领域，尤其是涉及一种可抵抗高浓度卤素离子干扰的总氮检测试剂及检测方法。

背景技术：

1、总氮(tn)是水中无机氮和有机氮的总和，是衡量水质的重要指标之一。无机氮包括硝酸盐氮(no3–)、亚硝酸盐氮(no2–)和氨氮(nh3、nh4+)等；有机氮包括各种蛋白质、氨基酸和有机胺等。环境水体中总氮超标的主要原因是人类将大量的生活污水、农业用水或含氮的工业废水无节制地排入水体，引起水体富营养化，从而导致浮游植物异常增殖，形成水华等。近年来，为保护水质、控制危害，总氮成为衡量水体受营养物质污染程度的重要指标之一。

2、当前常用的水中总氮的检测方法有紫外分光光度法、连续流动分析法、离子色谱法、气相分子吸收光谱法、高温氧化-化学发光检测法等。其中，紫外分光光度法使用较为普遍，但容易受环境干扰，导致空白值偏高，测定结果偏低，选择性较差；连续流动分析法，还原用的镉柱需要周期性地进行效能检定，并且镉柱中的镉会溶出，有造成更严重环境污染的风险；离子色谱法，测量系统对洁净度的要求很高，不适合浓度较高的废水样品测定；气相分子吸收光谱法，高浓度样品吸光管及出气支管的管路中残留较大，容易造成空白吸光度高，影响测定结果；高温氧化-化学发光检测法，需要定期更换催化剂。因此探索具有高灵敏度、良好选择性、简单快速的测定水中总氮的方法很有必要。

3、变色酸分光光度法是近年来提出的一种新型的总氮检测方法，具有操作简单、灵敏度高、检测速度快等优点，但是该方法的试验重复性较差，且忽略了过硫酸钾将其他形式氮氧化成硝酸盐氮的同时，也能将其他卤素离子氧化成对应的含氧酸盐(如将氯离子氧化成氯酸盐)，干扰总氮的测定。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本技术提供一种可抵抗高浓度卤素离子干扰的总氮检测试剂及检测方法，旨在为水质监控领域提供一种可行的总氮测定方案，且该方案能够抵抗高浓度卤素离子的干扰。

2、第一方面，本技术提供一种可抵抗高浓度卤素离子干扰的总氮检测试剂，采用如下的技术方案：

3、一种可抵抗高浓度卤素离子干扰的总氮检测试剂，包括：

4、总氮试剂一：k2s2o4 25-60g/l，naoh 10-30g/l；

5、总氮试剂二：质量分数为75-98％的h2so4；

6、总氮试剂三：变色酸0.1-1g/l；

7、总氮试剂四：hgso4溶于稀硫酸，浓度为200-300g/l，稀硫酸浓度为5-30％(v/v)。

8、通过采用上述技术方案，过硫酸钾具有极强的氧化性，可以将试样中除硝酸盐以外的无机氨(氨氮、亚硝酸氮等)和有机氨(蛋白质、氨基酸、有机胺等)氧化成硝酸盐氨，便于后续总氮的检测，碱性环境下可以促进过硫酸钾的分解，增强其氧化能力，使水样消解得更完全。硝酸根离子与变色酸在浓硫酸中可以生成黄色的硝基化合物，具有明显的显色特征，并且该物质在410nm处具有最大吸收峰，在一定浓度范围内，该物质的浓度与吸光度成正比，以此可以通过吸光度的大小检测黄色硝基化合物的浓度，进而实现水体中总氮的准确检测。硫酸汞的加入可以与试样中的卤素离子发生络合反应，起掩蔽卤素离子的作用，避免过硫酸钾被卤素离子消耗，消除水样中卤素离子对试剂的干扰。

9、变色酸的结构如下：

10、

11、变色酸与硝酸根离子的反应过程如下：

12、

13、可选的，所述总氮试剂一优选浓度组合为：k2s2o4 45g/l，naoh 20g/l；k2s2o4的纯度为：总氮n≤0.0005％。

14、通过采用上述技术方案，过硫酸钾和氢氧化钠的浓度限定在上述范围内具有更优的氧化效果。过硫酸钾中的总氮含量限定在0.0005％以下，以避免过硫酸钾中含有的杂质氮对试样的检测结果造成影响。

15、可选的，所述总氮试剂二优选质量分数为96％的浓硫酸，优级纯。

16、通过采用上述技术方案，选择优级纯(gr)的浓硫酸，避免浓硫酸中杂质(主要是氮)对试样的检测结果造成影响，提升水样中总氮检测结果的准确性。

17、可选的，所述总氮试剂三优选浓度为0.4g/l的变色酸。

18、可选的，所述总氮试剂四优选为hgso4的浓度为240g/l，稀硫酸的浓度为10％(v/v)。

19、通过采用上述技术方案，硫酸汞可以与试样中的氯离子发生络合反应起掩蔽作用，避免过硫酸钾被卤素离子消耗，消除试样中卤素离子对总氮检测结果的影响。稀硫酸起到溶剂的作用，将硫酸汞和稀硫酸的浓度限定在上述范围，具有更优的掩蔽作用。

20、第二方面，本技术提供一种可抵抗高浓度卤素离子干扰的总氮检测方法，采用如下的技术方案：

21、一种可抵抗高浓度卤素离子干扰的总氮检测方法，包括以下步骤：

22、s1、取总氮试剂四和试样按1:(9-14)的体积比混匀，标记为混样a；

23、s2、取总氮试剂一与混样a按照1:(1.5-2.5)的体积比混匀，得到混合液；

24、s3、将混合液置于消解仪中，于125-135℃条件下消解20-25min，然后静置冷却至室温；

25、s4、取总氮试剂二和步骤s3中冷却后的消解液按(4.5-5.5):1的体积比混合，静置3min以上；

26、s5、取总氮试剂三加入步骤s4中得到混合液中，混匀后冷却至室温，总氮试剂三与混合液的体积比为(0.5-1):0.7；

27、s6、使用水质分析仪对s5中得到的待测液进行检测，检测其吸光度；

28、s7、以梯度标准溶液的浓度为横轴、吸光度为纵轴拟合标准曲线，将待测液的吸光度代入即得到待测液的浓度。

29、步骤s2中，总氮试剂一与混样a的体积比优选为1:2。

30、步骤s3中，消解条件优选为130℃、20min。

31、步骤s4中，总氮试剂二与消解液的体积比优选为5:1。

32、步骤s5中，冷却时，优选为先在常温环境下静置冷却5min，然后置于冷却水中冷却15min以上。

33、通过采用上述技术方案，在进行待测水样中总氮含量检测前，先通过总氮试剂四对试样进行预处理，总氮试剂四中的硫酸汞可以与试样中的卤素离子发生络合反应，起掩蔽卤素离子的作用，避免过硫酸钾被卤素离子消耗，消除试样中卤素离子对检测结果的影响。向经过总氮试剂四处理的试样中加入总氮试剂一，总氮试剂一中的过硫酸钾具有强氧化性可以将试样中除硝酸盐外的无机氮(氨氮、亚硝酸盐氮等)和有机氮(蛋白质、氨基酸、有机胺等)氧化成硝酸盐氮。浓硫酸加入后将试样整体环境调节为强酸环境，在强酸性条件下硝酸根离子可以与变色酸发生反应，生成黄色的硝基化合物，在后续水质分析仪检测过程中，该黄色硝基化合物在420nm处具有最大吸收峰并且在一定浓度范围内，其浓度与吸光度成正比，因此可以通过吸光度检测试样中总氮的含量。另外，对于卤素含量低或者不含卤素的水样，可以省略上述步骤s1，直接进行步骤s2。

34、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

35、1.本技术技术方案中，使用变色酸分光光度法进行水样中总氮的检测，在检测前通过总氮试剂四对试样进行预处理，总氮试剂四中的硫酸汞可以与试样中的卤素离子发生络合反应，避免总氮试剂一中的强氧化剂被卤素离子消耗，消除试样中卤素离子对检测结果的干扰。

36、2.本技术技术方案中，总氮试剂一中优选高纯度过硫酸钾，其总氮含量n≤0.0005％，可以有效避免过硫酸钾中的氮杂质对检测结果的影响。

37、3.总氮试剂二中的浓硫酸优选优级纯的浓硫酸，同样可以避免杂质氮对检测结果的干扰。