热分解-电化学法测定印染废水中的总氮

　　纺织品在印花工序中会使用多种含氮染料，同时还要添加大量尿素作为助剂，因此，印染废水中通常含有浓度较高的含氮化合物。大量含氮化合物伴随印染废水排入江河湖泊导致水体富营养化，引起严重的环境污染。为控制印染废水对水体的氮污染，我国制定的《纺织染整工业水污染物排放标准》规定，印染废水中的总氮直接排放标准为20mg/L(蜡染行业执行限值35mg/L)，间接排放为30mg/L(蜡染行业执行限值50mg/L)。目前，总氮的推荐检测方法为碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法(HJ636―2012)，但该方法存在空白值偏高、干扰因素多和操作繁琐耗时等诸多问题。为了快速准确地检测印染废水中的总氮，本实验探讨了利用热分解-电化学法检测的可行性，评价了该方法的检测范围、最低检出限、检测准确度及加标回收率，并将测试结果与推荐方法进行了对比。

　　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。(来源：阳职业技术学院；河南机电职业学院机电工程学院)