海水硝酸鹽氮測定方法的對比研究

徐靜　宋文靜　夏娜娜

摘要：本文對三種測定海水硝酸鹽氮的方法進行了概述和對比研究，并對三種測定方法的優缺點進行概述。鎘柱還原法是經典方法，適合少量低濃度海水樣品的測定;氣相分子吸收法具有操作簡單、快速等優點，適合大批量高濃度海水樣品的測定;連續流動比色法檢出限低，靈敏度高，操作簡單，適合一般海水樣品的測定，降低人工誤差。三種測定海水硝酸鹽氮的方法均能滿足監測要求。

關鍵詞：硝酸鹽氮;鎘柱還原;氣相分子;連續流動

1緒論

海水中的氮主要是離子態氮，其中以硝酸鹽氮為主，另外還有亞硝酸鹽氮、氨氮和少量溶解氣體形式的氮以及有機氮[1]。海水中的硝酸鹽氮是有氧環境下氨氮、亞硝酸鹽氮等多種形態的含氮化合物中最穩定的含氮化合物，也是含氮有機物經過無機物作用分解的最終產物[2]。海水中硝酸鹽氮作為海水三氮評價指標之一，含量過高會使海洋水域富營養化，微生物及浮游生物大量生長和繁殖，消耗水中的溶解氧，從而導致魚、蝦等水生生物死亡，嚴重破壞海洋生態環境，惡化海洋生態環境，因此，硝酸鹽氮的含量檢測是海水水質監測的基本指標，能夠為預防、發現和治理海洋生態環境污染提供基礎數據支撐。

測定海水水中硝酸鹽氮含量的方法有很多，目前常用的有鎘柱還原法、氣相分子吸收光譜法、連續流動比色法等。本文主要介紹這三種測定海水硝酸鹽氮的方法對比。

2方法對比

2.1鎘柱還原法

目前，實驗室一般選用鎘柱還原法測定海水中硝酸鹽氮，該方法是海水測定的經典方法和仲裁方法，主要是將水樣通過鎘還原柱，將硝酸鹽氮定量的還原為亞硝酸鹽，然后按重氮-偶氮光度法測定亞硝酸鹽氮的總量，扣除原有亞硝酸鹽氮，得硝酸鹽氮的含量。該方法具有儀器設備簡單、檢出限低、鹽效應穩定、重復性較好等特點，但在實際分析化驗中，該方法操作步驟繁瑣，鎘柱使用前需要活化和清洗，鎘柱制備及進樣過程問題頻發，工作效率低。該方法還存在進樣流速不易控制、鎘粒鍍銅過程繁瑣、鎘粒易被氧化等多方面的缺點，無法滿足大批量樣品測定和應急監測的需求。翟麟秀，席琦等對鎘柱制備方法和還原裝置進行了改進分析，在鎘柱的連接處加了蠕動泵，經試驗，經過改裝后的實驗裝置在流速控制下，準確度較高，還原率大于95%，且標準樣考核滿足質量控制要求，符合實驗要求。解決了進樣流速不易控制、裝柱過程鎘粒易被氧化以及鎘粒鍍銅工藝繁瑣的問題，使操作更加簡單，避免了鎘粒被氧化的幾率，提高了工作效率，保障了監測數據的準確性。時文博，王娟娟等也研究過鎘柱還原法測定海水總氮方法的優化及改進，通過比較鋅鎘還原和鎘柱還原，調節緩沖液pH、棄去液體積等多方面尋找鎘柱還原方法中的最佳條件。通過實驗驗證，經過優化后，繪制的標準曲線線性較好，方法的準確度、精確度均符合要求，同時避免了實驗中因穩定性、可重現性差而導致的反復條件摸索，提高了工作時效。

2.2氣相分子吸收光譜法

氣相分子吸收光譜法測定海水中硝酸鹽氮，是在鹽酸介質中，調節合適溫度，三氯化鈦將硝酸鹽迅速還原分解，生成的一氧化氮用空氣或氮氣載入氣相分子吸收光譜儀中，在214nm處測得吸光度與硝酸鹽氮濃度遵循比耳定律。該方法在試樣中添加氨基磺酸，直接去除試樣中亞硝酸鹽的干擾，計算機直接計算硝酸鹽氮濃度。與鎘柱還原法相比，氣相分子吸收法是一種比較新型的分析手段，目前，在地表水和工業廢水的硝酸鹽氮測定應用已較為廣泛，海水測定方法研究很少。何平、周侶艷、周珊等研究過氣相分子光譜法測定海水中的硝酸鹽氮，并進行了標準曲線線性、準確度、精密度研究，并和鎘柱還原法進行了對比，得出氣相分子吸收光譜法分析速度更快，樣品和試劑用量更少，提高了分析的時效性，對環境監測工作具有重要意義，是目前測定海水硝酸鹽氮比較先進的方法，值得在實驗室推廣應用，而且比較適合大批量海水測定的要求。

2.3連續流動比色法

連續流動比色法是樣品通過鍍銅的鎘還原柱，采用空氣片段連續流動分析技術，樣品和試劑在一個連續流動的系統中混合均勻，且每個樣品都被均勻的氣泡切割，在緩沖溶液中硝酸鹽被還原成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽通過與磺胺和N-（1-萘基）-乙二胺鹽酸鹽發生重氮偶氮反應，生成含氮的染料，在540nm波長處測定。連續流動分析法是一種應用廣泛的分析方法。常峰等研究過連續流動分析儀測定水中硝酸鹽氮的測定方法，研究證明連續流動分析儀測定水中的硝酸鹽氮線性關系良好，靈敏度高，檢出限低，準確度和精密度較好。該方法改善了實驗室測定硝酸鹽氮的自動化程度，提高了工作的時效性，在大批量樣品的分析過程中，具有明顯的優勢。孫辰、鄧崢等研究過連續流動分析儀測定水中硝酸鹽氮及亞硝酸鹽氮的方法，針對實驗條件進行優化設置，利用改造連續流動分析儀測定水中硝酸鹽氮的含量檢測時間更短，90秒即可完成一個水樣的測定。在待測水樣量較大的情況下，可以替代部分手工比色法，減少繁重勞動力。連續流動分析儀能夠通過程序化的進樣、混勻、反應、過濾、分光等步驟，定量檢測實驗的化學反應及比色過程。該方法適用于大批水樣的規模化檢測。

3結論

經過比較三種測定海水中硝酸鹽氮的方法，鎘柱還原法是經典方法，檢出限低，精密度高，但操作繁瑣，費時較長，適合少量低濃度海水樣品的測定;氣相分子吸收法具有操作簡單，自動稀釋，試劑用量少，快速等優點，但開關機時間相對較長，適合大批量高濃度海水樣品的測定;連續流動比色法檢出限低，靈敏度高，操作簡單，對未知濃度范圍的海水測定尚有一定的局限性，適合一般海水樣品的測定，降低人工誤差。三種測定海水硝酸鹽氮的方法均能滿足監測要求。

參考文獻：

[1]胡筱敏，葉舒帆，和英滇，等.電解催化還原-氯氧化無害化去除水中硝酸鹽氮[J].環境科學研究，2011，24（5）：533-539.

[2]劉兆坤，高永敏，李緒生，等.碧流河水庫下游洪水淹沒損失計算[J].東北水利水電，2007，25（5）：40-42.