紫外分光光度法测海水中硝酸盐氮--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

紫外分光光度法测海水中硝酸盐氮

发表时间：2021/5/10 来源：《基层建设》2021年第1期作者：贺茂翔

[导读] 摘要：镉柱还原法测定海水中硝酸盐氮操作比较复杂，试剂耗费量大，分析时间长，重现性较差。

        辽宁工程勘察设计院有限公司辽宁锦州   121000
        摘要：镉柱还原法测定海水中硝酸盐氮操作比较复杂，试剂耗费量大，分析时间长，重现性较差。镉柱还原的效率也会直接影响测定结果的准确性，而镉柱的制备和再生工序也比较复杂，并且镉粒易被氧化导致了镉柱的寿命也较短。酚二磺酸分光光度法测定海水中硝酸盐氮因海水中氯化物的含量会对硝酸盐氮测定产生负干扰，使测定结果偏低。紫外分光光度法测定海水中硝酸盐氮操作简单，加标回收率能够满足要求。
        关键词：紫外分光光度法；硝酸盐氮；海水
        海水中的硝酸盐氮是有氧环境下氨氮和亚硝酸盐氮等多种形态的含氮化合物中最稳定的含氮化合物，也是含氮有机物经过无机物作用分解的最终产物。硝酸盐氮是海水中浮游生物和藻类生长、繁殖必不可少的营养无素之一，过高浓度的硝酸盐氮会导致海洋水体的富营养化，由此带来的有毒赤潮威胁到海洋生态安全。因此对海水中的硝酸盐氮浓度进行监测具有非常重大的意义。
        海水中硝酸盐氮的测定一般采用镉柱还原法，该方法是将待测海水样中的硝酸盐氮通过镉柱定量地还原为亚硝酸盐氮，然后按重氮-偶氮光度法测定亚硝酸盐氮的总量，扣除原有的亚硝酸盐氮含量，最终得到硝酸盐氮的含量。但是，在实际试验工作过程中，镉柱还原法测定硝酸盐氮操作比较复杂，试剂耗费量大，分析时间长，重现性较差。镉柱还原的效率会直接影响测定结果的准确性，所以此方法中对镉柱还原率做了严格的规定：镉柱还原效率必须达到95% 以上，否则需要重新处理。而镉柱的制备和再生工序也比较复杂，并且镉粒易被氧化导致了镉柱的寿命也较短。
        酚二磺酸分光光度法测硝酸盐氮其原理是酚与浓硫酸作用生成酚二磺酸，硝酸盐在无水情况下与酚二磺酸发生反应，生成硝基二磺酸酚，在碱性溶液中，生成黄色化合物，用分光光度计于410nm波长处进行分光光度测定。具有试验条件简便，，测量浓度线性范围较广，显色稳定。但海水中氯化物的含量会对硝酸盐氮测定产生负干扰，使测定结果偏低，主要原因是氯离子存在时，当加入酚二磺酸后，氯离子与硝酸盐在碱性介质中形成盐酸与硝酸，盐酸与硝酸相互作用生成亚硝酰氯，所以会造成测定结果偏低，其反应式为：HNO3+3HCl→NOCl+Cl2+2H2O。由于亚硝酰氯干扰硝酸盐氮的测，所以氯离子含量越高，造成的误差越大。
        硝酸盐氮硝酸盐氮还可采用紫外分光光度法测定，但《水和废水监测分析方法》（第四版）中该方法适用范围于清洁地表水和未受明显污染的地下水，对含盐的海水是否适用未作具体说明。通过一系列实验发现，以紫外分光光度法测定海水中硝酸盐氮，其精密度、准确度均取得满意结果。
        1 实验操作部分：
        （1）紫外分光光度法方法原理：利用硝酸盐在220nm波长具有紫外吸收可定量测定硝酸盐氮浓度，但同时溶解的有机物在220nm处和在275nm处均有吸光度，而硝酸盐在275nm波长处不具吸收的性质进行测定，于275nm波长测出有机物的吸收值在测定结果中校正。测定吸光度与硝酸盐氮含量之间的关系遵从朗伯-比耳定律。
        （2）仪器和试剂：紫外分光光度法测定硝酸盐氮主要仪器为752N型紫外可见分光光度计；主要试剂有硝酸盐氮标准样品：国家标准样品编号GSB04-2837-2011（a），唯一标识号：187053-1，相对扩展不确度计：0.7U/%（k=2），盐酸1mol/L（优级纯），试验中所用到的水均为蒸馏水。
        （3）水样预处理：取近海水样三份，样品编号为1#，2#，3#，盐度（‰）分别为30.5，28.6，31.9。吸取50mL水样于比色管中，加入1.00mL盐酸溶液（浓度1mol/L）酸化。
        （4）标准系列配制：准确移取硝酸盐氮标准溶液（浓度为1000mg/L）10.00ml于100ml容量瓶中，用蒸馏水定容，此标准溶液浓度为100 mg/L。准确移取标准溶液（浓度为100mg/L）0.10，0.25，0.50，1.00，2.00ml于50ml比色管中，用蒸馏水定容，加入1.00mL盐酸溶液（浓度1mol/L）。此硝酸盐氮标准溶液系列浓度分别为0.10，0.20，0.50，1.00，2.00，4.00mg/L。
        （5）硝酸盐氮标准系列测定：试剂空白配制，取50.00ml蒸馏水于50ml比色管中，加入1.00mL盐酸溶液（浓度1mol/L），以此试剂空白为参比，使用1 cm石英比色皿调节仪器吸光度为0。分别在220nm和275nm波长测量硝酸盐氮标准系列吸光度，根据220nm和2倍275nm波长吸光度的差值绘制工作曲线，测定结果见表1，工作曲线绘制见图1。
        表1：标准系列测定

        图1：硝酸盐氮工作曲线

        计算回归方程为：Y = 0.257 X - 0.0059
        相关系数 R2 = 0.9995
        （6）样品测定：取样品编号为1#，2#，3#，经预处量的海水样分别在220nm和275nm波长测量吸光度，根据220nm和2倍275nm波长吸光度的差计算样品中硝酸盐氮浓度，测定结果见表2。
        表2：样品测定

（7）加标试验：为保证检测数据的质量，此次试验同时进行海水样品加标回收率的测定。验证样品的预处理过程是否对样品的测定产生影响。验证测定过程中是否有基体干扰，因为如果简单测定标准样品，根本无法确定基体干扰的情况，绝大多数标准样品都没有复杂的基体，进行加标回收试验，就是把单纯的等测物质加入实际的样品中进行测定，完全是在真实样品的基本条件下完成的测定，所以能够真实反映基体情况。取样品编号为1#，2#，3#，经预处量的海水样。在1#和2#样品中加入硝酸盐氮标准物质0.50mg/L，在3#样品中加入硝酸盐氮标准物质0.20mg/L，于220nm和275nm波长测量吸光度，根据220nm和2倍275nm波长吸光度的差计算样品中硝酸盐氮浓度，测定结果见表3。
表3：样品加标回收率测定

        2 总结：
        实验结果表明，紫外分光光度法测定海水中硝酸盐氮，其回收率能够达到要求。由于海水受污染程度轻，有机物含量低，水样可不经复杂的前期预处理直接酸化测定，具有操作简单、试剂用量少的优点。
        参考文献：
        国家环境保护总局，水和废水监测分析方法（第4版）北京：中国环境科学出版社，2002