離子色譜法測定地表水中硝酸鹽和亞硝酸鹽

廖楠

摘要 應用離子色譜法測定地表水中硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量，結果表明：標準曲線線性r均高于0.999 5，檢出限分別為0.001 7 mg/L和0.007 0 mg/L，精密度為0.22%～0.97%，準確度較高。與氣相分子吸收光譜法相比，具有分離度高、操作簡便、毒性危害小等特點，可滿足地表水環境質量標準的要求。

關鍵詞 地表水；硝酸鹽；亞硝酸鹽；離子色譜法

中圖分類號 O657.75 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）03-0160-02

隨著經濟的大力發展，作為飲用水和工業用水水源的地表水水體受到嚴重污染，水質惡化而無法達到使用標準。地表水中硝酸鹽、亞硝酸鹽的污染問題在近年來受到越來越多的關注，其中硝酸根離子的含量與水體富營養化有直接關系。伴隨著水污染的加劇，水體富營養化情況也日益嚴重，水中氮化物主要以NH4+和NO3-形態存在，在特定條件以及微生物的催化作用下，也會形成毒性較強的NO2-。在pH值<6.5時，亞硝酸鹽會與仲氨反應，形成強致癌物質亞硝胺基，亞硝酸鹽中毒的原理是其與血紅蛋白作用，使正常的二價鐵被氧化成三價鐵，形成高鐵血紅蛋白。高鐵血紅蛋白能抑制正常的血紅蛋白攜帶氧和釋放氧的功能，因而致使組織缺氧，特別是中樞神經系統缺氧更為敏感。亞硝胺還能夠透過胎盤進入胎兒體內，對胎兒有致畸作用。6個月以內的嬰兒對亞硝酸鹽特別敏感，導致新生兒易患高鐵血紅蛋白癥（又稱“藍嬰綜合癥”）。因此，亞硝酸鹽已經成為危害人類健康的重要因素之一[1]。地表水環境質量標準要求硝酸鹽（以氮計）含量不能高于10 mg/L。目前，雖然硝酸鹽超標不是很嚴重，但這些硝酸鹽可以在地下水中持續幾十年，并且隨著污染的逐漸加重積累越來越多而可能至很高濃度，因此必須給予足夠的重視。

水中硝酸鹽和亞硝酸鹽的測定多采用分光光度法和氣相分子吸收光譜法，操作復雜耗時較長，化學試劑種類繁多，相對于此，離子色譜法操作簡便、靈敏度高、分離度好，能同時測定多種化合物，耗費時間短。處理成分較復雜的地表水樣品時，前處理凈化過程簡單易操作，測定結果滿足地表水環境質量標準的要求[2]。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

ICS5000+型離子色譜儀，氫氧根淋洗液（儀器自動在線生成），一次性水系針式微孔濾膜：孔徑0.22 μm，硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮使用液濃度分別為10、100 mg/L。

1.2 樣品處理

選擇硬質玻璃瓶或聚乙烯瓶盛放水樣，不需要加固定劑，4 ℃冷藏保存，2 d內完成分析。采集的水樣通過0.22 μm針式濾膜，較清潔的水樣可直接進樣，含有干擾物質的復雜水樣可經相應的預處理柱處理后進樣。樣品中的被測化合物隨氫氧根淋洗液進入陰離子分離柱，離子交換樹脂對樣品進行分離，經電導檢測器檢測。根據色譜峰的相對保留時間定性，峰面積定量。

1.3 色譜條件

柱溫25 ℃，電導池溫度35 ℃，淋洗液為20 mmol/L KOH，抑制器電流59 mA，流速1.0 mL/min，進樣體積25 μL，定量方式為峰面積。

1.4 檢出限和測定下限計算方法

按照HJ168—2010[3]的規定，對0.07 mg/L標準溶液進行測定，計算7次平行測定的標準偏差，按照式（1）計算檢出限；以4倍檢出限作為測定下限。

MDL=t（n-1，0.99）×S（1）

式（1）中：MDL—方法檢出限；n—樣品的平行測定次數；t—自由度為n-1、置信度為99%時的t分布（單側）；S—n次平行測定的標準偏差。其中，當自由度為n-1，置信度為99%，當n=7時，t（n-1，0.99）=3.143。

2 結果與分析

2.1 校準曲線

準確移取一系列標準使用液于一組100 mL容量瓶中，用水稀釋定容至標線，混勻。配制成不同濃度混合標準系列（表1）。以各離子的質量濃度為橫坐標，以峰面積為縱坐標，繪制標準曲線（表2）。樣品的離子色譜圖見圖1。

2.2 檢出限和測定下限

根據式（1）計算檢出限，并確定測定下限，結果見表3。

2.3 精密度

選擇亞硝酸鹽氮0.30 mg/L、硝酸鹽氮5.00 mg/L標準溶液平行測定6次，計算相對標準偏差。試驗結果表明：該方法精密度為0.22%～0.97%（表4）。

2.4 準確度

對國家有證標準樣品進行試驗測定，平行測定6次，測定結果見表5。

3 結論

運用離子色譜法測定地表水中硝酸鹽和亞硝酸鹽，分離度比較好，檢出限比較低，操作簡便，可以同時測定多種化合物。處理成分比較復雜的地表水樣品時，前處理凈化過程簡單易操作，測定結果滿足地表水環境質量標準的要求[3-6]。

隨著人們環境意識、健康意識的逐步增強，對環境影響巨大、對人類自身健康有嚴重危害的硝酸鹽、亞硝酸鹽類物質，必然會日益受到公眾的重視。加強水資源的保護是一項需要長期堅持、堅決不能放松的工作。要嚴格控制污染排放，盡可能從源頭上防止水污染的發生；建立生態農業體系，合理規劃和布置農業生產，合理施用化肥；對生活垃圾進行合理的分類和集中處理，強化污水處理設施的處理能力。水污染防治工作不能僅僅依靠政府制定相應的政策措施，還應當讓公眾參與其中。只有加大環保宣傳的力度、提高環境保護的公眾意識，政府的職能效率才能更快提高，治理也才會更加有效[7]。

4 參考文獻

[1] 盛志輝.飲用水中亞硝酸鹽危害與對策[C]//中國環境科學學會.中國環境科學學會2009年學術年會論文集：第一卷，2009：857-858.

[2] 國家環境保護總局，國家質量監督檢驗檢疫總局.地表水環境質量標準：GB 3838—2002[S].北京：中國環境科學出版社，2009.

[3] 環境保護部.國家環境污染物監測方法標準制修訂技術導則：HJ168—2010[S].北京：中國環境科學出版社，2010.

[4] 汪洪濤.飲用水中亞硝酸鹽含量的分析[J].食品研究與開發，2011（12）：134-136.

[5] 洪乙文，陸日貴，陳清德，等.采用離子色譜法測定飲用水中亞硝酸鹽[J].醫藥論壇雜志，2013（5）：67-68.

[6] 王新峰，蘇漢良.離子色譜法測定飲用水中亞硝酸鹽的應用研究[J].藥物與人，2014（6）：63.

[7] 劉東，武開業.離子色譜法測定地表水中的NO3-[J].科技信息，2011（21）：61