紫外分光光度法和离子色谱法测定水中硝酸盐氮的比对分析论文

2024-12-18 14:53:42 来源: 作者:liziwei
摘要:本文通过紫外分光光度法和离子色谱法测定水中硝酸盐氮的含量,分别就取样量、检测时间、标准曲线、精密度、准确度等参数进行比对分析。结果显示,离子色谱法较紫外分光光度法所需的试样量少,而紫外分光光度法较离子色谱法分析时间短;同时,离子色谱法可同时测定多种无机阴离子;两种方法的标准曲线相关系数均大于0.999,回归方程均具有良好的线性关系;相对标准偏差分别为1.6%、0.5%,加标回收率分别为92.0%~102%、94.0%~110%,均满足质控要求。
摘要:本文通过紫外分光光度法和离子色谱法测定水中硝酸盐氮的含量,分别就取样量、检测时间、标准曲线、精密度、准确度等参数进行比对分析。结果显示,离子色谱法较紫外分光光度法所需的试样量少,而紫外分光光度法较离子色谱法分析时间短;同时,离子色谱法可同时测定多种无机阴离子;两种方法的标准曲线相关系数均大于0.999,回归方程均具有良好的线性关系;相对标准偏差分别为1.6%、0.5%,加标回收率分别为92.0%~102%、94.0%~110%,均满足质控要求。
关键词:硝酸盐氮;水质监测;紫外分光光度法;离子色谱法
0引言
硝酸盐氮是含氮有机物氧化分解的最终产物,它是各种形态的含氮化合物中最稳定的氮化合物。硝酸盐氮广泛存在于河水、湖水和海水等自然水体中,与水中氨氮以及亚硝酸盐氮可以相互转化,它可以反映水体受污染程度,因此是水质监测中的一项重要指标。硝酸盐氮进入人体后,经肠道微生物作用可以被还原为亚硝酸盐氮而产生毒性,从而对人体造成不同程度的危害。因此,准确测定水中硝酸盐氮含量具有十分重要的意义。目前,常用的硝酸盐氮检测方法有紫外分光光度法、酚二磺酸分光光度法、镉柱还原法、离子色谱法、气相分子吸收光谱法等。本文旨在测定水中硝酸盐氮的含量,通过紫外分光光度法和离子色谱法分别就取样量、检测时间、标准曲线、精密度、准确度等参数进行比对分析。
1实验部分
1.1实验原理
1.1.1紫外分光光度法
该方法主要通过检测硝酸根离子在220 nm波长处的吸收,从而定量测定硝酸盐氮。为避免试样中有机物对测定结果的干扰,因此,在275 nm处作再次测量,以校正硝酸盐氮值。
1.1.2离子色谱法
待测水样中的硝酸根离子,经阴离子色谱柱交换分离,抑制型电导检测器检测,根据保留时间定性,峰面积定量。
1.2实验使用仪器及试剂
1.2.1紫外分光光度法
UV1000型紫外可见分光光度计;离子交换柱(Φ1.4 cm,装树脂高5~8 cm)。
硫酸锌溶液:10%硫酸锌水溶液;氢氧化钠溶液:c(NaOH)=5 mol/L;盐酸:c(HCl)=1 mol/L;硝酸盐氮标准溶液:0.1 g/L;0.8%氨基磺酸溶液:避光保存于冰箱中。
1.2.2离子色谱法
瑞士万通861型离子色谱仪,配有自动进样器。
抽气过滤装置,配有孔径≤0.45μm醋酸纤维或聚乙烯滤膜;一次性注射器:1~10 mL;
本实验所用水电阻率≥18 MΩ·cm(25℃)、并经过0.45μm微孔滤膜过滤的去离子水,所用试剂均为符合国家标准的分析纯试剂[7];浓硫酸:优级纯,碳酸盐淋洗液体系用。
碳酸盐淋洗液:c(Na2CO3)=3.2 mmol/L,c(NaHCO3)=1.0 mmol/L:分别准确称取0.678 4 g碳酸钠、0.168 0 g碳酸氢钠置于两个干净的烧杯中,用适量水溶解,将上述两个烧杯中的溶液全部移入2 000 mL容量瓶中,用水稀释至刻度线,定容后摇匀备用。
1.3实验方法
1.3.1紫外分光光度法
用量筒量取200 mL待测水样于锥形瓶中,加入2 mL硫酸锌溶液,滴加氢氧化钠溶液并不断搅拌,调节pH至中性。待絮凝胶团沉稳定后,吸取100 mL上清液分两次洗涤吸附树脂柱,洗涤吸附柱后,收集50 mL试样于比色管中,加入1.0 mL盐酸溶液、0.1 mL氨基磺酸溶液,用光程长10 mm石英比色皿,在220 nm和275 nm波长处,以经过树脂吸附的新鲜去离子水50 mL加1 mL盐酸溶液作参比,测量吸光度。
1.3.2离子色谱法
将样品置于自动进样器上,编辑序列,按序列依次测定,淋洗液流速为0.7 mL/min,离子色谱仪测定标准溶液的峰面积。
2结果与讨论
2.1所需试样量与检测时间
紫外分光光度法测定时所需的试样量为50 mL,比色分析时间约为5 min;离子色谱法测定时所需的试样量为5 mL,仪器的进样量为25μL,仪器测定的时间约为20min。因此,离子色谱法较紫外分光光度法所需的试样量少,而紫外分光光度法较离子色谱法分析时间短。在硝酸盐氮测定过程中,紫外分光光度法需要人工操作的步骤较多,而离子色谱法在自动进样器和分析软件的加持下,无需进行手工操作,不仅可以减少实验工作者的工作量,也可同时测定水中F-、Cl-、NO3-、SO42-等多种无机离子的含量。
2.2标准曲线
分别按照两种方法的实验步骤进行测定,测定所得的标准曲线回归方程和相关系数见表1。由表1可知,紫外分光光度法、离子色谱法的标准曲线相关系数均大于0.999,两种方法的回归方程均具有良好的线性关系。
2.3方法精密度
用两种方法测定质量浓度为3.6 mg/L的硝酸盐氮标准使用溶液,同时测定6个平行样,结果见表2。紫外分光光度法的相对标准偏差为1.6%,离子色谱法的相对标准偏差为0.5%,均满足质控要求。
2.4方法准确度
2.4.1标准样品的测定
用两种方法对硝酸盐氮环境标准样品(标准值为2.19 mg/L±0.16 mg/L)进行分析比对,每种方法同时测定6个平行样,结果如表3所示。紫外分光光度法和离子色谱法所测定的平均值分别为2.13、2.12 mg/L,相对误差分别为-2.7%和-3.2%。两种方法的测定值均在标准值要求范围内,且满足质控要求。
2.4.2实际样品加标
利用两种方法对地表水实际样品及其加标样进行6次平行分析,测定结果如表4所示。紫外分光光度法和离子色谱法的加标回收率分别为92.0%102%和94.0%~110%,满足质控要求。
3结语
本文旨在测定水中硝酸盐氮的含量,通过紫外分光光度法和离子色谱法分别就取样量、检测时间、标准曲线、精密度、准确度等参数进行比对分析。由实验结果可知,离子色谱法较紫外分光光度法所需的试样量少,而紫外分光光度法较离子色谱法分析时间短;在硝酸盐氮测定过程中,紫外分光光度法需要人工操作的步骤较多,而离子色谱法在自动进样器和分析软件的加持下,无需进行手工操作,不仅可以减少实验工作者的工作量,也可同时测定水中F-、Cl-、NO3-、SO42-等多种无机离子的含量。同时,两种方法的标准曲线均具有良好的线性关系,精密度和准确度相差不大。在实际应用中,两种方法都有一定的实用价值。
参考文献:
[1]郭晋君,田渭花,薛婷,等.水中硝酸盐氮不同测定方法的适宜性研究[J].分析仪器,2022(6):45-49.
[2]廖德丰,孙振中,孙建华.离子色谱法测定水中硝酸盐氮的质量浓度及不确定度分析[J].中国渔业质量与标准,2015,5(3):40-46.
[3]李博.对紫外分光光度法检测水中硝酸盐氮方法的探讨[J].清洗世界,2021,37(6):41-42.
[4]陈晨,韩少强,赵志强,等.两种测定水中硝酸盐氮分析方法的比较[J].天津科技,2020,47(8):16-18.
[5]殷哨飞.三种检测水中硝酸盐氮方法的比较研究[J].水资源开发与管理,2022,8(7):58-61.
[6]国家环境保护总局.水质硝酸盐氮的测定紫外分光光度法(试行):HJ/T 346—2007[S].北京:中国环境科学出版社,2007.
[7]环境保护部.水质无机阴离子(F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO43-、SO32-、SO42-)的测定离子色谱法:HJ/T 84—2016[S].北京:中国环境科学出版社,2016.
