硝酸盐氮的两种测定方法对比分析
  来源:沧州水文局  作者:张国庆
 
    硝酸盐氮是有机物经无机化作用最终阶段的分解产物。如果水体中硝酸盐氮含量过高，可使儿童血液中变性血红蛋白增加，含氮亚硝酸盐可经氧化生成硝酸盐，硝酸盐在无氧环境中受微生物的作用还原为亚硝酸盐，是致癌物质。在地表水中硝酸盐氮含量不高，但生活污水和某些工业废水中有时有较高的硝酸盐氮，会对人体形成危害。
  一、两种测试方法
　　1．酚二磺酸分光光度法
  (1)原理
  酚与浓硫酸作用生成酚二磺酸，在无水情况下，与硝酸盐作用生成酚二磺酸硝基，在碱性溶液中，生成黄化合物，用分光光度计在410nm波长处比测定。
  (2)试剂配制
  ①精制酚制备：将苯酚(分析纯)(剧毒)，放入水温为70℃～80℃水浴锅内熔化，在置入蒸馏瓶内蒸馏，加热器不能是明火，流出液为精制苯酚。
  ②酚二磺酸的配制：称取15g精制苯酚于250mL锥形瓶中，加105mL浓硫酸使之溶解，充分混合。瓶口插一小漏斗，小心置瓶于沸水浴中加热6小时，得淡棕稠液，贮于棕瓶中，密塞保存。
  ③硝酸盐标准贮备液：称取0.7218g经105℃～110℃烘干的硝酸钾，溶于水中，移至1000mL容量瓶。用水稀释至标线。此溶液为100mg/L硝酸盐氮。
  ④硫酸银溶液：称取4.40g硫酸银溶于水中，稀释至1000mL吉杰，此溶液每毫升能去除1.0mg氯离子。
  ⑤氢氧化铝悬浮液：溶解125g硫酸铝钾于1000mL水中，加热至60℃，在不断搅拌下，徐徐加入55mL氨水，放置约1小时后，移人1000mL量简内，用水反复洗涤沉淀，最后至洗涤液中不含亚硝酸盐为止。澄清后，把上清液尽量全部倾出，只留稠的悬浮物，最后加入300mL水，使用前应振荡均匀。
  ⑥浓氨水。
  (3)水样处理和测定
  ①氯离子的去除：取一定量的水样，根据已测定的氯离子含量，加入相当量的硫酸银溶液充分混合。在暗处放置0.5小时以上，使氯化银凝聚沉淀，取上清液或用慢速滤纸过滤后的水样。
  ②取50.0mL经预处理的水样，调节pH至中性，于蒸发皿中，置水浴锅中蒸干，加1.0mL酚二磺酸，用玻璃棒研磨，使试剂与残渣充分接触溶解。静止10分钟，再用蒸馏水注入比管内，加浓氨水3mL，使溶液呈明显的碱性。如有沉淀可滴加EDTA溶解，使溶液变清，用蒸馏水稀释至标线，摇匀。按标准曲线测定吸光度。
  ③试验仪器与器皿：721型分光光度计；恒温水浴锅；100mL瓷蒸发皿；50mL比管。
  (4)干扰消除
  ①水中含氯化物，亚硝酸盐、铵盐、有机物和碳酸盐时，可产生干扰。含此类物质时应作适当的前处理。尤其是氯化物的存在干扰较大，常使结果偏低，因而必须把氯离子的浓度降低到10mg/L以下。为此可加硫酸银，使形成氯化银沉淀过滤除去，以消除氯离子干扰。
  ②水样浑浊和带时，可取100mL水样于量简中，加入2mL氢氧化铝悬浮液，密塞振摇，静置数分钟后，过滤，弃去20mL初滤液。
  ③亚硝酸盐的干扰：当亚硝酸盐氮含量超过0.2mg/L时，可取100mL水样，加适量硫酸，混匀后，滴加高锰酸钾溶液至淡红保持15分钟不褪为止，使亚硝酸盐氧化为硝酸盐，最后从硝酸盐氮测定结果中减去亚硝酸盐氮量。
  (5)计算含量
  计算硝酸盐氮含量。
　　2．紫外分光光度法
  (1)原理
  硝酸根离子在紫外区有强烈的吸收，利用它在220nm波长处的吸光度可定量测定硝酸盐氮。氯化物在此波长不干扰测定，溶解的有机物在220nm处也会有吸收，而硝酸根离子在275nm处没有吸收。因此，在275nm处作另一次测量，以校正硝酸盐氮值。
  (2)仪器与试剂
  包括有751紫外分光光度计，硝酸盐标准贮备液与酚二磺酸分光光度法相同，离子交换柱，大孔中性吸附树脂，盐酸(优级纯)。
  (3)样品的处理和测定
  量取200mL水样置于锥形瓶中，加入2mL硫酸锌溶液，在搅拌下滴加氢氧化钠溶液，调pH约等于7。待絮凝胶团下沉后，吸取上清液于吸附树脂柱中，以1～2滴/s的流速流出。收集50mL于比管中，加1.0mL盐酸溶液，用光程长10mm石英比皿，在220nm和275nm波长处，以新鲜去离子水50mL加lmL盐酸溶液为参比，按标准曲线测定吸光度。
  (4)含量计算
  A校=A220-2A275
  式中，A220为220nm波长测得的吸光度；A275为275nm波长测得的吸光度。
  (5)干扰处理
  溶解的有机物、表面活性剂、亚硝酸盐、六价铬、溴化物、碳酸氢盐和碳酸盐等干扰测定，需进行适当的预处理。本法采用絮凝共沉淀和大孔中性吸附树脂进行处理，以排除水样中大部分常见有机物、浊度和Fe3+、Cr6+对测定的干扰。
  参考吸光度比值(A275/A220×100%)应小于20%，越小越好。
  二、两种测定方法对比分析
  酚二磺酸分光光度法操作繁琐，干扰多，当水体中含有氯化物、亚硝酸盐、铵盐、有机物和碳酸盐时，对硝酸盐氮含量的影响较大，需作复杂的前期处理。试验一个样品，从开始分析到出具数据，至少需要2天的时间，需用试剂11种，其中试剂苯酚为剧。
  紫外分光光度法操作过程简单，只需3种一般化学试剂，通过对标准样品、水样两种方法实测数据对比分析，精度满足技术要求。特别是经过对水体进行紫外吸收光谱分布曲线的扫描检验和参考吸光度比值(A275/A220×100%)应小于20%检验后，可不经预处理，直接取50mL水样于比管中，加适量盐酸后，进行吸光度测量，大大简化了操作程序，提高了工作效率。
  经过两种方法实测对比，实验数据相对误差在允许范围内。紫外分光光度法操作简单，化学试剂污染小，并能即时得到检测数据，是值得推广的先进方法。    审稿：王吉杰