水中硝酸鹽氮兩種檢測方法的比對分析

梁洪儒，吳艷玲

（1.東營市水文中心，山東 東營 257000；2.山東嘉百利環境科技有限公司東營分公司，山東 東營 257000）

在地表水水環境監測中，硝酸鹽氮是重要指標之一。紫外分光光度法和離子色譜法是常用的準確檢測地表水硝酸鹽氮含量兩種方法。本文旨在通過比對分析兩種方法準確度、精密度，加之日常工作實踐，得出兩種檢測方法的優缺點，以指導日后水質檢測工作。

1 實驗方法

1.1 紫外分光光度法

該方法采用水利標準《硝酸鹽氮的測定（紫外分光光度法）》（SL 84-1994）[1]，此標準方法的檢出限為0.08 mg/L。檢測原理是利用水中溶解的有機物和硝酸根離子在220 nm和275 nm波長處的吸收特性來測定含量，有機物在兩個波長處均有吸收，因此在220 nm波長處定量測定硝酸鹽氮，在275 nm波長處進行校正[1]。儀器選用TU-1810紫外可見分光光度計。使用的主要化學試劑為1 mol/L鹽酸溶液（優級純）、0.8%氨基磺酸溶液、500.0 mg/L硝酸鹽氮標準溶液。

1.2 離子色譜法

該方法采用生態環境標準《水質無機陰離子（F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO43-、SO32-、SO42-）的測定離子色譜法》（HJ 84-2016）[2]，此標準方法檢出限為0.016 mg/L。檢測原理為使用陰離子色譜交換柱將地表水水樣中的硝酸根離子分離，通過抑制型電導檢測器測定，以峰面積確定含量，以保留時間定性[2]。儀器選用IC6100離子色譜儀。化學試劑為碳酸鈉淋洗液、500.0 mg/L硝酸鹽氮標準溶液。

2 實驗內容

2.1 校準曲線繪制

1）紫外分光光度法：先用容量瓶準確將500.0 mg/L硝酸鹽氮標準溶液稀釋至20.00 mg/L作為標準使用液，向7支50 ml比色管中依次加入0、0、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00 ml硝酸鹽氮標準使用液，用純水定容到50 ml，得到質量濃度梯度為0、0、0.40、1.20、2.00、2.80、4.00 mg/L的硝酸鹽氮溶液。向7支比色管中分別加入鹽酸和氨基磺酸溶液，測定其在220 nm波長處與275 nm波長處的吸光度，以質量濃度為橫坐標，220 nm處吸光度與2倍275 nm處吸光度之差為縱坐標繪制標準曲線。

2）離子色譜法：配制與紫外分光光度法相同濃度梯度的硝酸鹽氮溶液標準系列，注入離子色譜儀進行檢測的順位為：濃度由低到高，測定得出峰面積，以峰面積對硝酸鹽氮質量濃度繪制標準曲線。

2.2 待檢測水質樣品

本實驗設計共有7個檢測樣品，其中6個為天然水樣，于2020年5月取自東營市境內具有代表性河流、水庫監測斷面，1個為質控樣品（水利部水環境監測評價研究中心產標準樣品，批號為171280）。

2.3 樣品前處理

1）紫外分光光度法：水中溶解的有機物、濁度、三價鐵離子和六價鉻離子會對實驗有干擾，一般使用大孔中性吸附樹脂和絮凝共沉淀方法進行去除。

2）離子色譜法：在注入離子色譜儀之前要將待測水樣先進行過濾處理，一般使用0.45μm濾膜進行過濾[3]。

3 結果分析

3.1 兩種方法的校準曲線

以吸光度值（峰面積）對硝酸鹽氮質量濃度繪制校準曲線，曲線結果見表1，由表1可知，紫外分光光度法與離子色譜法校準曲線的相關系數均大于0.999，兩個方程均具有良好的線性關系。

表1 校準曲線

3.2 精密度檢驗

運用紫外分光光度法和離子色譜法兩種方法測定一個質控樣品，其濃度值為1.26±0.05 mg/L，共做5次平行，測定結果見表2。兩種方法計算結果均在標準物質濃度范圍之內，相對標準偏差（RSD）分別為1.53%、0.44%，表明兩種方法的精密度都較高。

表2 標準物質測定結果

使用兩種方法檢測取自東營市境內具有代表性河流、水庫的待測水樣，檢測結果見表3。紫外分光光度法檢測結果相對標準偏差（RSD）范圍為0.23%~6.39%。離子色譜法檢測結果相對偏差（RSD）范圍為0.34%~0.88%，精密度均滿足《水環境監測規范》（SL 219-2013）[4]的相關規定，且離子色譜法的精密度要好于紫外分光光度法。

表3 待測水質樣品測定結果

采用t檢驗對紫外分光光度法和離子色譜法檢測結果進行顯著性差異分析[5]，計算得出t=0.101，查表的t0.05（10）=2.228，t＜t0.05（10），表明兩種方法無顯著性差異。

3.3 準確度檢驗

在水環境監測中，檢測結果的準確度由加標回收率來表征。在本次實驗中，將待檢測水質樣品S4、S5、S6作為加標回收率測定的對象。具體操作步驟為：在裝有50.00 ml待測水質樣品的比色管中，加入硝酸鹽氮標準使用液，加入體積為2.00 ml，加入與標線相同試劑后，測定加標回收率，每個水樣做3次平行。測定結果見表4~5。由表4~5可得，紫外分光光度法測得回收率為96.6%～106%；離子色譜法測得回收率為101%～102%，均滿足質控要求，表明兩種方法具有較好的準確度。

表4 紫外分光光度法加標回收率測定結果

4 結論

硝酸鹽氮是地表水環境監測中的重要指標。在本次實驗中，使用紫外分光光度法和離子色譜法對有證標準物質和天然水樣進行檢測，以比較兩種方法的準確度和精密度。

表5 離子色譜法加標回收率測定結果

實驗結果表明：用紫外分光光度法和離子色譜法檢測地表水中硝酸鹽氮都有較高的準確度和精密度，此外根據t檢驗結果，兩種方法沒有顯著性差異，由此證明在日常硝酸鹽氮檢測工作中可以隨機選擇其中之一使用。在長期檢測工作實踐中，通過經驗總結得出：離子色譜具有自動進樣、節省人力等優點，但得出檢測結果時間較長。因此，在以后工作中，若樣品數量少且檢測工作較緊急時，推薦使用紫外分光光度法；若樣品數量較大，需節省人力時，推薦使用離子色譜法。