总氮是衡量水体污染程度的重要指标之一，准确测定污水中的总氮含量对环境保护和水质管理至关重要。本文详细介绍总氮检测的常用方法、实验步骤及注意事项，涵盖碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法、气相分子吸收法等核心技术，帮助实验人员系统掌握污水总氮测定的操作规范，确保数据准确性和可靠性。
一、总氮的定义及其检测意义
总氮（Total Nitrogen, TN）指水体中所有含氮化合物的总和，包括有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等多种形态。这些含氮物质来源于工业废水、生活污水和农业面源污染，过量氮元素会导致水体富营养化，引发藻类爆发性繁殖，破坏水生态系统平衡。
准确测定总氮含量是环境监测的强制性要求，我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）明确规定总氮的一级A排放限值为15 mg/L。检测数据直接影响污水处理工艺调整、排污许可证发放及环境执法决策，具有重要的法律和技术双重意义。
二、常用总氮检测方法对比
碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法是目前应用最广泛的标准方法（HJ 636-2012），其原理是将不同形态的氮在高温高压下转化为硝酸盐，通过紫外分光光度计在220 nm和275 nm波长处测定吸光度。该方法检测限可达0.05 mg/L，适合实验室常规检测。
气相分子吸收光谱法（HJ/T 199-2005）通过将硝酸盐还原为NO气体，测定其特征吸收光谱强度。该法抗干扰能力强，适用于高盐度、高色度废水检测，但仪器设备成本较高。快速检测法则采用预制试剂包结合便携式分光光度计，适合现场快速筛查。
三、实验前准备与注意事项
实验需使用无氨水配制所有试剂，建议选用电阻率≥18 MΩ·cm的超纯水。碱性过硫酸钾溶液需现用现配，配制时需将溶液温度控制在60℃以下以防止分解。玻璃器皿需用（1+9）盐酸浸泡6小时后，用无氨水冲洗三次。
实验环境应保持清洁，避免铵盐类物质污染。操作人员需佩戴无粉手套，实验台面定期用10%硫酸溶液擦拭。所有试剂需标注配制日期，过硫酸钾溶液保存期限不超过7天，标准溶液建议每月重新标定。
四、样品采集与预处理流程
采样点应设置在污水排放口的混合均匀处，使用棕色玻璃瓶或聚乙烯瓶采集500 mL水样。现场需立即加入硫酸调节pH≤2，冷藏运输并在24小时内完成分析。若水样含悬浮物，需用0.45 μm滤膜过滤，但需注意过滤可能造成挥发性氮损失。
对于高浓度有机废水，建议采用硫酸-硫酸钾消解预处理：取50 mL水样加入5 mL浓硫酸和0.4 g硫酸钾，沸水浴加热至溶液透明。该步骤可分解部分难消解有机氮，提高后续氧化效率。
五、碱性过硫酸钾消解操作要点
准确移取10.00 mL处理后的水样至高压消解管，依次加入5 mL碱性过硫酸钾溶液和5 mL氢氧化钠溶液。旋紧密封盖后放入高压灭菌锅，在120℃条件下保持30分钟。消解完成后自然冷却至室温，开盖前需缓慢释放压力以防液体喷溅。
消解过程需确保每个样品受热均匀，建议使用带旋转支架的高压灭菌锅。若水样氯离子浓度超过1000 mg/L，需加入适量硫酸汞掩蔽剂，但需注意汞盐的毒性处理要求。消解后的样品若出现浑浊，需离心分离后再进行测定。
六、紫外分光光度法测定步骤
将消解液转移至50 mL比色管，用无氨水定容至标线。使用1 cm石英比色皿，分别测定220 nm和275 nm处的吸光度值。计算公式为：A=A220-2A275，通过标准曲线法计算总氮浓度。
标准曲线绘制需配制0.00、0.10、0.50、1.00、2.00、5.00 mg/L的硝酸钾系列标准溶液，每个浓度点做平行测定。要求相关系数R²≥0.999，当样品吸光度超过最高标液时，需稀释后重新测定。仪器需每2小时用空白溶液进行基线校正。
七、干扰物质及消除方法
六价铬离子在酸性条件下会与过硫酸钾反应生成三价铬，导致测定结果偏低。当Cr6+浓度＞0.1 mg/L时，需加入适量抗坏血酸进行还原处理。硫化物会消耗氧化剂，可预先通入氮气曝气去除。
浊度干扰可通过样品离心或增加275 nm校正进行补偿。对于含油废水，建议采用正己烷萃取去除油脂后再消解。当水样中含有大量碳酸盐时，消解前需滴加盐酸至无气泡产生，防止高压消解时产生过多气体导致爆管。
八、质量控制与数据验证
每批次样品需同步测定空白样、平行样和加标回收样。空白值应＜0.030 Abs，平行样相对偏差≤10%，加标回收率控制在85%-115%。每月使用有证标准物质（如GBW08643）进行质控考核，结果偏差需在证书标示的不确定度范围内。
实验记录需包含消解温度时间、仪器型号、标准曲线参数等原始信息。异常数据需备注可能的影响因素，如采样时降雨、上游工厂检修等情况。定期参加实验室间比对，确保检测方法的溯源性。
九、常见操作误区解析
过硫酸钾未完全溶解即进行消解会导致氧化效率降低，建议采用水浴加热辅助溶解。比色皿指纹污染是常见误差来源，需养成使用镊子夹取比色皿的习惯。消解管密封圈老化会造成漏气，表现为消解后液体体积明显减少。
部分操作者误将275 nm吸光度直接乘以2扣除浊度，实际上当样品含溶解性有机物时，需通过实验确定校正系数。忽略比色皿配对误差会导致系统偏差，建议专用比色皿固定用于特定波长测定。
十、仪器维护与故障排除
紫外分光光度计每月需用钬玻璃校准波长精度，石英比色皿每周用乙醇-乙醚混合液清洗。高压灭菌锅应定期检查压力表和安全阀，密封圈每半年更换。气相分子吸收光谱仪需每季度更换载气净化管。
当标准曲线线性变差时，可能是灯源老化或光路污染所致。消解后溶液呈黄色提示存在未分解的有机物，可适当延长消解时间或提高消解温度。测定值持续偏高需检查无氨水纯度，建议增加空白试验频次。
