飲用水中硝酸鹽氮單掃描極譜法測(cè)定

硝酸鹽氮是代表含氮有機(jī)物無(wú)機(jī)化作用最終階段的分解產(chǎn)物，如果水樣中僅含有硝酸鹽氮，有機(jī)氮及亞硝酸鹽不存在，就表示污染物中有機(jī)物質(zhì)已經(jīng)分解完成。如果水樣含有較多量的硝酸鹽氮，其它的各種氮元素化合物也存在，就表示水的“自凈”作用正在進(jìn)行，有機(jī)物分解作用還未完成。如果利用此種水作飲用水應(yīng)進(jìn)行徹底的處理與消毒。硝酸鹽氮在水中經(jīng)常被檢出，地面水中一般含量較低，但有些地下水中可能含量很高，飲用水中硝酸鹽氮含量過(guò)高時(shí)，對(duì)人體有影響，主要是使兒童血液中變性血紅蛋白增高[1]，可引起人工喂養(yǎng)嬰兒的變性血紅蛋白血癥。雖然對(duì)較年長(zhǎng)人群無(wú)此問(wèn)題，但有些人認(rèn)為某些癌癥（膀胱癌、卵巢癌、非霍奇金淋巴癌等）可能與極高濃度的硝酸鹽含量有關(guān)。所以，需對(duì)飲用水中的硝酸鹽濃度加以限定。國(guó)外報(bào)道，飲用水中硝酸鹽含量低于10mg/L時(shí)，未見(jiàn)發(fā)生變性血紅蛋白血癥的病例；當(dāng)高于10mg/L時(shí)，偶有病例發(fā)生。另有報(bào)道，濃度達(dá)20mg/L時(shí)，并未引起嬰兒的任何臨床癥狀，而血中變性血紅蛋白的含量增高。絕大多數(shù)國(guó)家規(guī)定飲用水中硝酸鹽氮含量不超過(guò)10mg/L，但有的學(xué)者以為10mg/L的限制過(guò)于嚴(yán)格，應(yīng)予放寬。也有的國(guó)家定為100mg/L（以硝酸根計(jì)）。

在國(guó)內(nèi)，某地對(duì)18萬(wàn)人口地區(qū)中的50個(gè)托幼機(jī)構(gòu)共3824名嬰幼兒的調(diào)查表明，該地區(qū)20年來(lái)飲用水中硝酸鹽氮含量為14mg/L-25.5mg/L。無(wú)論過(guò)去和現(xiàn)在均未發(fā)現(xiàn)高鐵血紅蛋白血癥的病例。對(duì)飲用硝酸鹽氮含量為25.5mg/L、8.5mg/L和1.9mg/L飲用水的3～4歲幼兒286人進(jìn)行了體檢，未發(fā)現(xiàn)高鐵血紅蛋白血癥的病例，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，三組間血液中變性血紅蛋白的含量占血紅蛋白的總量的百分?jǐn)?shù)亦無(wú)明顯差異。對(duì)飲用含硝酸鹽氮為10mg/L-30mg/L飲用水的156名1歲以內(nèi)的嬰兒的調(diào)查表明，血液中變性血紅蛋白的含量與對(duì)照組（飲水中硝酸鹽含量為5mg/L以下）無(wú)明顯差異，而飲用含硝酸鹽氮大于30mg/L的飲用水，血液中變性血紅蛋白的含量明顯高于對(duì)照組。

基于國(guó)內(nèi)的調(diào)查資料，并參照國(guó)外的研究報(bào)道，將飲用水中的硝酸鹽氮含量訂為不得超過(guò)10mg/L；在特殊情況下（在某些地區(qū)，地下水中含硝酸鹽含量高），允許限值為20mg/L，可以解釋為：新標(biāo)準(zhǔn)將限值訂為10mg/L是為了與國(guó)際水平接軌，而在我國(guó)，飲用水中硝酸鹽氮限值設(shè)在20mg/L時(shí)，沒(méi)有在流行病學(xué)方面對(duì)人體健康有明顯影響。因而在特殊情況下，20mg/L也是允許的。在實(shí)際管理中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注嬰幼兒的反應(yīng)，嬰幼兒是飲用水中硝酸鹽的敏感群。硝酸鹽可在嬰兒胃中還原成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽能氧化血紅蛋白為高鐵血紅蛋白，高鐵血紅蛋白不能輸送氧氣到全身。當(dāng)高鐵血紅蛋白濃度達(dá)到正常血紅蛋白的濃度的10%或以上時(shí)，氧氣運(yùn)輸能力減低到會(huì)顯示臨床癥狀，會(huì)出現(xiàn)紫紺，即所謂“藍(lán)色嬰兒癥”。[2]

1 方法

1.1 單掃描極譜法。

1.1.1 原理。在氨緩沖液中，硝酸根在六價(jià)鉻存在時(shí)產(chǎn)生互催化波，以峰高定量。

1.1.2 試劑。

1.1.2.1 底液：稱取0.141g重鉻酸鉀，溶于400mL水中，加入27g氯化銨，33mL氨水（ρ20=0.88g/mL），再加水至500mL。

1.1.2.2 氫氧化鈉（4g）：稱取4.0g氫氧化鈉，溶解并加水至100mL。

1.1.2.3 硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液〔ρ（NO-3-N）=1mg/mL〕稱取7.2180g經(jīng)105℃～110℃干燥1h的硝酸鉀，溶于純水中，并定容至1000mL。

1.2 儀器。

1.2.1 50mL平底燒杯；微量進(jìn)樣器。

1.2.2 MP-2型溶出分析儀（極譜部分）；三電極系統(tǒng)（鉑電極、滴汞電極、甘汞電極）。

1.3 分析步驟。

1.3.1 清潔水樣直接吸取2.00mL，加8.00ml純水，再加底液1.00mL，備用。

1.3.2 若水樣渾濁，則取10.0mL水樣加入2滴氫氧化鈉溶液（1.2.2），混勻放置5min后，過(guò)濾，以下同（3.1）備用。

1.3.3 于極譜條件為，起始掃描電位E1-1.25V；掃描寬度E0-0.59；步延時(shí)T2008MS；靈敏度I=7～10；一次微分D=1；陰極線掃；峰電位-1.61測(cè)定上述樣品，用標(biāo)準(zhǔn)添加定量，同時(shí)測(cè)定試劑空白。

本法與國(guó)標(biāo)GB/T5750-2006.52紫外分光光度法，[4]對(duì)同一質(zhì)控樣JZCDCZLC-05-2010，5個(gè)實(shí)驗(yàn)室的紫外分光光度法的濃度值X1.05mg/L，且全部合格，再采用本法測(cè)定為X1.15mg/L，結(jié)果基本無(wú)差異。

2 分析小結(jié)

水中硝酸鹽氮的測(cè)定，有許多方法可供選用。紫外分光光度法和電極法比較簡(jiǎn)便，但紫外法干擾因素較多，只適用于清潔水樣的測(cè)定；隨著電極制備工藝的改進(jìn)和生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，電極法可望成為測(cè)定硝酸鹽氮的簡(jiǎn)易方法。目前常用的測(cè)定方法有鎘還原法、二磺酸酚法、變色酸法及麝香草酚法能測(cè)定的濃度范圍較高，其中二磺酸酚法雖然是經(jīng)典方法，但氯離子干擾嚴(yán)重，樣品的預(yù)處理麻煩費(fèi)時(shí)，單掃描極譜法與以往的各種測(cè)定方法相比，操作簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確、省力、省試劑。由于樣品與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定保持在同一時(shí)間、同一溫度、同一滴汞周期且電位測(cè)量誤差不變，從而保證了同一樣品反復(fù)測(cè)定的精密度和準(zhǔn)確度，檢測(cè)的濃度范圍以儀器靈敏度的不同設(shè)定來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以，適合個(gè)體樣品的準(zhǔn)確分析及大批樣品的初選分析，儀器價(jià)格較低，更有利于基層水質(zhì)檢驗(yàn)工作的開(kāi)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 張宏陶.《水質(zhì)分析大全》.科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社重慶分社，1989.1.145.159

[2] 金銀龍.《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)釋義》.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.48

[3] 《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》.中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部.中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)，GB/T5750.2006.5.2