趙雪松

（遼寧省營口水文局，遼寧營口115000）

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地表水硝酸鹽氮測定方法探析

趙雪松

（遼寧省營口水文局，遼寧營口115000）

［摘 要］本文分析和討論了用離子色譜法和紫外分光光度法兩種不同方法測定地表水中硝酸鹽氮的含量。其結(jié)果表明，兩種不同方法的準(zhǔn)確度、精密度和檢測結(jié)果無明顯差異，都可以作為快速測定地下水和地表水中硝酸鹽氮的方法。

［關(guān)鍵詞］硝酸鹽氮；離子色譜法；紫外分光光度計法

水體中的硝酸鹽氮是在有氧環(huán)境下氨氮、亞硝酸鹽氮等多種形態(tài)的含氮化合物中最穩(wěn)定的含氮化合物，也是含氮有機物經(jīng)過無機物作用分解的最終產(chǎn)物［1］。硝酸鹽自身對人體沒有毒害，但是微生物在人體無氧環(huán)境中通過硝酸還原菌作用把硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽毒性增大，是硝酸鹽毒性的11倍。亞硝酸鹽可與人體血液作用，把血紅蛋白中的二價鐵轉(zhuǎn)化為三價鐵，這就使得紅血球變性從而形成了富鐵血紅蛋白，富鐵血紅蛋白使紅血球失去攜氧功能，人會出現(xiàn)窒息缺氧等現(xiàn)象，搶救不及時可危及生命。此外，亞硝酸鹽有致癌、致突變、致畸形的危害，嚴(yán)重影響了人體健康。因此建立能夠快速測定硝酸鹽氮的簡易方法具有重要的現(xiàn)實意義。測定水中硝酸鹽氮含量的方法有很多，經(jīng)常采用的有離子色譜法、酚二磺酸法和紫外分光光度法等方法。本文通過對地表水樣和標(biāo)準(zhǔn)樣品進行測定，對比了離子色譜法和紫外分光光度法這兩種實驗室常用的方法。

1　實驗部分

1.1檢測原理

離子色譜法分離硝酸鹽氮的原理是基于被測水樣在流動相和鍵合在基質(zhì)上的離子交換基團之間的離子交換過程［2］。離子色譜主要由進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、抑制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和儀器數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)五個主要部分組成。離子色譜用泵為淋洗液（Na2CO3+NaHCO3）輸送動力，通過離子交換分離，色譜柱后連接抑制器來降低背景電導(dǎo)，運用抑制型DS5電導(dǎo)檢測器進行檢測。標(biāo)準(zhǔn)溶液中硝酸鹽氮的色譜峰面積定量，計算出硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)曲線，被測水樣的色譜峰與標(biāo)準(zhǔn)曲線點的色譜峰進行比較，從而得出樣品中硝酸鹽氮的濃度。

紫外分光光度法是利用硝酸鹽氮在220 nm波長具有紫外吸收，275 nm波長時不具吸收的特質(zhì)進行測定，然后對275 nm波長測出有機物的測定結(jié)果進行校正。以220 nm波長吸光度減去2 倍275 nm波長的吸光度值為縱坐標(biāo)，以濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后根據(jù)曲線直接讀出水樣硝酸鹽氮的濃度。

1.2儀器和試劑

離子色譜法：ICS-90離子色譜儀（美國戴安公司）；Dionex IonPacTM AS22色譜分離柱；DS5電導(dǎo)檢測器；ASRS-4mm抑制器；優(yōu)普超純水機ULUPURE；超聲清洗器。色譜條件：Dionex IonPacTMAS22（4×250 mm）分離柱；流動相流速是1.00 m l/m in；抑制電流為27 mA；ASRS-4mm型陰離子抑制器；流動相淋洗液濃度為碳酸氫鈉和碳酸鈉的混合溶液，濃度分別為1.4 mmol/L和4.5 mmol/L的混合溶液，定量環(huán)為10μl；實驗室檢測溫度為20～28℃。

紫外分光光度法：TU-1901雙光束紫外分光光度計（北京普析通用）；50 m l和100 m l比色管；離子交換柱。試劑：鹽酸溶液1 mol/L，氫氧化鋁懸浮液，氨基磺酸溶液0.8%，XAD-2型大孔徑中性樹脂。

硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液（500 mg/L）由水利部水環(huán)境監(jiān)測中心提供；實驗用水為優(yōu)普超純水機制取的的UP超純水，電導(dǎo)率小于18.25 MΩ·cm。

1.3實驗預(yù)處理

1）樣品的采集與保護。采樣容器選用1 000m l的白色硬質(zhì)聚乙烯瓶，不加保護劑，采集后放入4℃冰箱內(nèi)冷藏保存。采樣地點位于遼河營口入?？诟浇?個水質(zhì)監(jiān)測斷面，分別為水位站、刀把子、永遠(yuǎn)角。

2）樣品的預(yù)處理。離子色譜法：水樣用0.45 μm聚醚砜針式濾膜過濾，若水樣中有機物含量大再用D ionex OnGuardTMⅡRP柱過濾后進樣。紫外分光光度法：測定前了解水樣的基本水質(zhì)情況，水樣的色度和濁度是主要的干擾因素，如果水樣渾濁帶色可用2 000 r/m in離心機離心3 m in以去除濁度的干擾。

1.4實驗步驟

1.4.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

按照HJ/T84-2001《水質(zhì)無機陰離子的測定離子色譜法》和HJ/T346-2007《水質(zhì)硝酸鹽氮的測定紫外分光光度法》，用硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)使用液和超純水配置標(biāo)準(zhǔn)系列曲線，分別測定工作曲線及相關(guān)系數(shù)。離子色譜法標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=0.171x+0.016，相關(guān)系數(shù)r=0.999 8線性范圍1.00～6.00mg/L；紫外分光光度法標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=0.258 8x+0.007 6，相關(guān)系數(shù)r=0.999 6，線性范圍0～4.00 mg/L。曲線繪制見圖1及表1。

圖1　硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)曲線

表1紫外分光光度法校準(zhǔn)曲線

1.4.2樣品測定

1）離子色譜法：將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和水樣用0.45μm聚醚砜濾膜注射到離子色譜儀進樣閥，變色龍工作軟件Chromeleon6.8對水樣進行分析和采集數(shù)據(jù)，定量分析出樣品濃度。

2）紫外分光光度法：求得吸光度的校正值后，從校準(zhǔn)曲線中算得相應(yīng)的硝酸鹽氮質(zhì)量濃度。水樣超過4.00 mg/L時需稀釋后測定，結(jié)果需要乘以稀釋倍數(shù)。

2　結(jié)果分析

2.1標(biāo)準(zhǔn)樣品的測定

硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)樣品由水利部水環(huán)境監(jiān)測評價研究中心研制：標(biāo)準(zhǔn)號1為GBW（E）080198，批號為100623，標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)準(zhǔn)值為0.743±0.037；標(biāo)準(zhǔn)號2為GBW（E）080198，批號為100626，標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)準(zhǔn)值為2.97±0.15。檢測時從安瓿瓶中用移液管取10.00 m l到容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度。由表2可知，4次室內(nèi)平行樣檢測數(shù)值均在標(biāo)準(zhǔn)樣品的濃度誤差范圍之內(nèi)，計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差表明離子色譜法和紫外分光光度法的測定結(jié)果均符合質(zhì)控要求，平行樣品重復(fù)性好。這兩種方法在95%的置信水平下進行精密度檢查，兩種方法F＜F0.05（5，5）表明這兩種方法的精密度沒有顯著的差異。

表2　標(biāo)準(zhǔn)樣品的測定結(jié)果　mg/L

2.2水樣的分析測定

結(jié)果表明，水位站、刀把子和永遠(yuǎn)角3個水質(zhì)

監(jiān)測斷面硝酸鹽氮均符合GB 3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限值，硝酸鹽氮沒有超過標(biāo)準(zhǔn)中的限值。離子色譜法測定結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均為0.14%～0.43%，紫外分光光度法相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.24%～0.32%，兩種方法精密度好，變異系數(shù)小。檢測結(jié)果見表3。用這兩種方法對3份水樣進行加標(biāo)回收率測試，加標(biāo)回收率范圍在98%～105%，達(dá)到質(zhì)控要求。

表3　2種方法檢測結(jié)果　mg/L

3　結(jié)論

通過對標(biāo)準(zhǔn)樣品和水樣的測定，離子色譜法和紫外分光光度法均可用于水樣硝酸鹽氮的測定，這兩種方法的準(zhǔn)確性、精密度、重現(xiàn)性均符合質(zhì)控要求，測定結(jié)果無顯著性差異。

［參考文獻(xiàn)］

［1］徐虹，韓松.同步測定硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的研究進展［J］.實用醫(yī)藥雜志，2014，31（2）：177—178.

［2］朱巖.離子色譜原理及其應(yīng)用［M］.杭州：浙江大學(xué)出版社，2002：5—10.

［中圖分類號］X522；P333

［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A

［文章編號］1002—0624（2016）07—0031—02

［收稿日期］2016-01-25