水生植物总氮测定中两种消化方法的比较_景丽洁

第一作者:景丽洁,女,1954年生,教授,研究方向为环境化学。#通讯联系人。*国家重点基础研究发展规划“973”资助项目(No.2002CB412307)。水生植物总氮测定中两种消化方法的比较*景丽洁1,2袁东海1王晓栋1王连生1#(1.南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏南京210093;2.吉林化工学院环境科学与工程系,吉林长春132022)摘要水生植物在人工湿地污水净化过程中起着非常重要的作用,植物组织中氮、磷的含量是考察人工湿地净化污水效能的一个重要指标。采用经典的Kjeldahl(凯氏)消化法和H2SO4-H2O2消化法测定了人工湿地植物体中总氮含量,分析了两种消化方法各自的优缺点,并应用SPSS统计软件对两种方法测得的数据进行统计检验。其结果表明,两种方法测得的总氮含量具有显著性差异。应根据不同的实验要求选择适宜的测定方法。关键词总氮水生植物凯氏法H2SO4-H2O2消化法SPSS水生植物在人工湿地污水净化过程中起着十分重要的作用[1]。植物组织中总氮(TN)、总磷(TP)的含量不仅是判定人工湿地净化污水效能的一个重要指标,也是人工湿地植物种类筛选的依据之一。因此,选择一种快速、准确的分析方法,在试验过程中定期对植物体中TN、TP进行测定,是保证氮、磷测定准确性的重要前提。植物样品中TN的测定一般包括4个步骤,即植物样品的消化、蒸馏、吸收和滴定。其中消化的方法很多,不同的消化方法对分析结果的影响不同。经典的Kjeldahl法自从被提出以后,一直受到人们的关注,并得到不断改良。直到目前,对于氮的分析方法的研究仍是一些学者们感兴趣的问题[2～8]。各种改良的消化方法,主要是在硫酸及样品混合物中加入各种氧化剂,以加速有机物质的氧化、分解,缩短消化时间,或为后续测定提供方便[9,10]。本研究采用H2SO4-K2SO4+CuSO4+Se粉体系和H2SO4-H2O2体系两种方法消化分解人工湿地处理污水前后的植物样品,然后用蒸馏-吸收-滴定法定量测定消解液中的氮含量。在控制后续测定条件一致的前提下,用SPSS(社会科学用统计软件包)对分析结果进行统计分析,对两种消化方法进行比较,以选出既简便快速、分析结果又稳定可靠的消化方法,满足不同要求的植物TN分析工作。1试验部分1.1试验仪器、试剂与材料半微量凯氏定氮仪(玻璃,江苏某玻璃仪器厂);植物粉碎机(家庭用);凯氏烧瓶(50mL);四联调温电炉;其他常规分析仪器。硫酸、硫酸钾、过氧化氢、氢氧化钠、无水碳酸钠、硫酸铜、硒粉、硼酸、溴甲酚绿、甲基红,以上试剂均为分析纯。加速剂:K2SO4∶CuSO45H2O∶Se=100∶10∶1(质量比),分别研磨成粉末后混合均匀。40%氢氧化钠溶液:400gNaOH溶于1L无氨蒸馏水中。甲基红-溴甲酚绿混合指示剂:0.066g甲基红和0.099g溴甲酚绿溶于100mL95%的乙醇溶液中。2%硼酸-指示剂混合溶液:20gH3BO3溶于950mL蒸馏水中,加20mL甲基红-溴甲酚绿混合指示剂,充分混匀后,滴加0.1mol/LNaOH溶液调至溶液呈红紫色(pH约4.5),稀释至1L。0.02mol/L硫酸标准溶液:6mLH2SO4(浓)溶于1L蒸馏水中,用无水Na2CO3标准溶液标定其准确浓度后稀释5倍。试验用水生植物样品来自植物园和南京大学污染控制与资源化研究国家重点实验室人工湿地。1.2试验方法基本原理植物样品经浓H2SO4和加速剂或氧化剂消化分解,其中的有机态氮转化为无机态的NH3溶解在H2SO4中形成NH4HSO4或(NH4)2SO4。加碱蒸馏,消解液中的铵盐碱化后成NH3被蒸出,馏出液用硼酸-指示剂混合溶液吸收,用H2SO4标准溶液滴定至终点,根据H2SO4标准溶液的浓度和消耗的体积计算植物体中TN含量。392环境污染与防治第27卷第5期2005年8月DOI:牨牥牨牭牴牳牭牤jcnki牨牥牥牨牠牫牳牰牭牪牥牥牭牥牭牥牪牫表1两种方法测得的水生植物体内TN统计量方法TN/%nTN平均值/%标准差平均值标准误差Kjeldahl2.822.842.762.862.842.852.842.812.882.91102.8410.0400.0130H2SO4-H2O22.812.802.772.752.852.792.762.812.802.78102.7920.0290.0092表2两独立样本检验结果方法方差齐性的Levene检验F显著性t检验t自由度显著性均值差标准误差95%置信区间方差齐性3.11618.000.0060.0490.01570.01600.08200.2430.628方差非齐性3.11616.320.0070.0490.01570.01570.08231.3操作步骤分别取人工湿地栽种前和栽种后并处理污水的植物样品