紫外分光光度法測定水中硝酸鹽氮探討

徐 偉 王海兵

紫外分光光度法測定水中硝酸鹽氮探討

徐 偉 王海兵

一、引言

硝酸鹽作為一種環境污染物而廣泛地存在于自然界中，尤其是在氣態水、地表水和地下水中。環境中硝酸鹽來源很多，直接來源如人工化肥、生活污水、酸雨等；間接來源主要來自于含氮化合物的降解，含氮化合物降解的最終形式為硝酸鹽。硝酸鹽的危害主要表現為在厭氧菌的作用下可還原為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽為致癌物質，亞硝酸鹽還可與人體中血紅蛋白結合，使其喪失攜氧功能。《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）中規定飲用水中硝酸鹽氮的含量不得超過10mg/L。

硝酸鹽氮測定方法主要有分光光度法和離子色譜法。分光光度法中又有酚二磺酸分光光度法，鎘—銅還原分光光度法、鋅—鎘還原分光光度法和紫外可見分光光度法。紫外分光光度法所需的設備簡單，操作簡便，精密度和準確度高，但易受到濁度和有機物的干擾；離子色譜法不受水體中其他物質的干擾，精密度和準確度高，與自動進樣器聯用可實現自動化操作，大大解放勞動力，但設備昂貴，普及起來有一定難度。因天然地表水中干擾物質較少，無需復雜預處理，宜選用紫外分光光度法。《水質 硝酸鹽氮的測定 紫外分光光度法》（HJ/T346-2007）中規定用雙波長測定水中硝酸鹽氮，首先測定220nm處吸收，再用2倍的275nm處吸收校正背景吸收。因不同水體中干擾成分不盡相同，故校正波長和校正系數也不盡相同，作為一種標準分析方法，設定固定的校正系數可以保證不同實驗室間數據的可比性，獲得較為公正的數據。若從研究的角度來看，則應根據不同的水體設定不同的校正波長和校正系數，以獲得更為準確的數據。本文用紫外分光光度法對廊坊市主要水體中硝酸鹽氮進行了測定，對水樣預處理、波長選擇及校正系數進行了討論，用離子色譜法對其進行了驗證，結果表明通過校正系數校正可獲得更準確可靠的結果。

二、水樣預處理從分光光度法的原理來看，色度和濁度是最主要的干擾因素。色度可干擾待測波長的吸收，干擾測定，一般情況下天然地表水較為潔凈，色度很低，基本不會干擾測定，無需特殊處理。濁度可導致光的散射，使吸光度偏高，干擾測定，可用3000r/min離心3min去除濁度的干擾。

三、波長的選擇

1.主波長選擇

紫外光的波段在100～400nm之間，而100～200nm處在真空紫外光譜區（又稱遠紫外區），硝酸鹽在200～240nm的波長范圍內有明顯的吸收峰，用去離子水做參比測得0.5mg/L硝酸鹽氮溶液吸收曲線見圖1。

圖1 0.5mg/L硝酸鹽氮溶液吸收曲線

圖2 經鎘柱還原后廊坊地區地表水吸收曲線

由圖知最大吸收波長在210nm左右，隨著波長的增加吸光值逐漸減少，但是最大吸收波長為儀器的邊緣波長，通常穩定性不好，一般選擇220nm作為最佳測量波長。

2.校正波長選擇

一般情況下，地表水中含有少量有機物，且有機物在紫外區也有吸收，故需要對吸收值進行校正。本文選擇廊坊地區潮白河、北運河、龍河、洵河、白溝河具有代表性斷面的水樣進行實驗，測定經鎘柱還原后的水樣在紫外區的吸收值，繪制吸收曲線見圖2。

由圖2可以看出，廊坊地區地表水在265～280nm之間吸收曲線比較平坦，校正波長取265～280nm均可，綜合其他文獻，選中間位置的275nm作為校正波長。

3.校正系數

測定經鎘柱還原后廊坊地區地表水220nm處吸光度和275nm處吸光度，計算其倍數關系，通過校正公式消除220nm處的吸光度干擾，校正系數見表1。

表1 廊坊地區主要河流硝酸鹽氮校正系數表

表2 校正系數校正后結果與離子色譜結果比對表

四、結果驗證

對于標準樣品來說，基體較為純凈，沒有干擾物質，275nm處幾乎沒有吸收，故可以不用校正，因此，標準樣品無法驗證本方法的準確度。同理，加標回收率測試同樣不適用。離子色譜方法不受水體中其他物質的干擾，結果更為可靠，本文采用離子色譜比對的方式驗證結果準確度，結果見表2。

由表2可以看出，與離子色譜法結果相比，《水質硝酸鹽氮的測定紫外分光光度法》（HJ/T346-2007）中規定的2倍的校正系數是一個經驗值，對于大多數樣品有較好的結果，而通過校正系數校正后的結果則更可靠，誤差在-0.59%～0.33%之間。

五、結語

紫外分光光度法測定地表水中的硝酸鹽氮，水樣經過離心即可去除懸浮物的干擾。從研究的角度來看，針對每個斷面乃至每個水樣都應測試其校正系數，用校正系數校正的結果更為可靠，更接近真實值

（作者單位：廊坊市清泉供水有限責任公司 065000 淮河流域水資源保護局淮河流域水環境監測中心 233001）