離子選擇電極法在水質(zhì)分析中的應(yīng)用

葉秀芳

（廣東省東莞市大嶺山水務(wù)有限公司，廣東 東莞 523820）

硝酸鹽是水體中含氮有機(jī)物最終的分解產(chǎn)物。硝酸鹽遇還原物質(zhì)可生成亞硝酸鹽,進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為亞硝胺這一致癌和致突變的物質(zhì),對(duì)人類造成很大危害。因此,硝酸鹽氮的測(cè)定是水質(zhì)分析工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前,測(cè)定水中硝酸鹽氮的方法常用有酚二磺酸分光光度法 (以下簡(jiǎn)稱酚二磺酸法)、鎘柱還原法、離子色譜法,離子選擇電極法(以下簡(jiǎn)稱電極法)和紫外分光光度法等。其中酚二磺酸法是標(biāo)準(zhǔn)方法,最為常用。此法精密度、準(zhǔn)確度較高,但氯化物、亞硝酸鹽、銨鹽、有機(jī)物等會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)定結(jié)果,且操作煩瑣費(fèi)時(shí),不易在野外或監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行。電極法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、準(zhǔn)確度高、抗干擾性好、測(cè)試范圍寬、能進(jìn)行快速連續(xù)測(cè)定等特點(diǎn)。為此,本文對(duì)電極法與經(jīng)典酚二磺酸法測(cè)定水樣中硝酸鹽氮進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究。

1 材料與方法

1.1 試劑

0.100 g/L硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)貯備液?？傠x子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖溶液(TISAB)。硫酸銀溶液等。

1.2 儀器

722-S型分光光度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司)。PHS-3C型酸度計(jì)(上海雷磁儀器廠)。

1.3 水樣的采集和預(yù)處理

1.3.1 水樣的采集

分別采集四個(gè)不同地方水的水樣,依次編為 1、2、3、4、5、6、7、8、9 號(hào)。

1.3.2 水樣的預(yù)處理

水樣測(cè)定前,用硫酸銀溶液去除Cl-干擾。

2 實(shí)驗(yàn)步驟

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

2.1.1 電極法

①儀器的準(zhǔn)備:電極使用前應(yīng)在10-3 mol/LNaNO3溶液中浸泡2h,用純水清洗至電勢(shì)穩(wěn)定在+260mV左右。②硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用液:準(zhǔn)確吸取50ml硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)貯備液置于500ml容量瓶中,稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含硝酸鹽0.01mg。③分別吸取硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用液 0.00、0.50、1.00、5.00、10.00、15.00、20.00、25.00、30.00ml,移入50ml容量瓶中,各加入1ml離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖液,定容,轉(zhuǎn)移至50ml小燒杯中,浸入已與酸度計(jì)連接好的電極,用磁力攪拌器攪拌1 min后停止攪拌,讀取穩(wěn)定電位值E。④以電位值E為縱坐標(biāo),待測(cè)溶液中硝酸鹽氮的濃度對(duì)數(shù)為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.1.2 酚二磺酸法

標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制同文獻(xiàn)。

2.2 精密度和準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

為了比較電極法與酚二磺酸法測(cè)定同一水平硝酸鹽氮是否具有相同的精密度、準(zhǔn)確度,在對(duì)同一硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)樣品用不同方法進(jìn)行多次測(cè)定的基礎(chǔ)上,用F檢驗(yàn)和t檢驗(yàn)對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。

2.3 離子干擾實(shí)驗(yàn)

在電極的測(cè)定范圍內(nèi)取高、中、低 3個(gè)不同濃度水平的硝酸鹽氮溶液,分別加入Cl-、I-、NO2-等常見干擾離子的3個(gè)不同濃度水平進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。

?

2.4 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

取適量實(shí)際水樣,根據(jù)水樣測(cè)定結(jié)果,使加標(biāo)后硝酸鹽氮濃度變化與水樣實(shí)測(cè)值盡量相近,測(cè)定加標(biāo)后試樣硝酸鹽氮濃度,計(jì)算回收率。

3 結(jié)果處理與分析

3.1 兩種方法標(biāo)準(zhǔn)曲線的比較

兩種方法標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程的相關(guān)系數(shù)都很高,但電極法測(cè)定范圍達(dá)105數(shù)量級(jí),而酚二磺酸法只有102個(gè)數(shù)量級(jí),相差很大。見表1。

3.2 方法精密度和準(zhǔn)確度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

配制兩組不同濃度的硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液,用兩種方法各測(cè)定6次,經(jīng)統(tǒng)計(jì)處理,結(jié)果見表2。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)理論,在精密度檢驗(yàn)(即F檢驗(yàn))中,F

3.3 離子干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果離子干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

由表3可看出,Cl-對(duì)電極法測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生較大正干擾。隨著Cl-濃度的增大,對(duì)電極法測(cè)定結(jié)果的影響也隨之增大,尤其對(duì)低濃度硝酸鹽氮的測(cè)定影響由21%增長(zhǎng)到43%。對(duì)電極法測(cè)得結(jié)果有一定的負(fù)干擾,但隨著濃度的增加,對(duì)測(cè)定結(jié)果的干擾程度愈小。原因有待進(jìn)一步探討。對(duì)的干擾可加入少量氨基磺酸消除。

I-對(duì)電極法測(cè)定結(jié)果的影響有正有負(fù),影響不是很大。但若I-濃度達(dá)到100.0μg/L時(shí),對(duì)低濃度和高濃度硝酸鹽氮測(cè)定結(jié)果的干擾都可達(dá)11%,不容忽略。但在硝酸鹽氮濃度溶液(10 mg/L)中,它對(duì)測(cè)定結(jié)果的干擾停留在3.6%,沒有明顯的起伏變化,原因有待進(jìn)一步探討。

在實(shí)際水樣中,I-含量甚微,一般不出現(xiàn)具有干擾意義的水平,I-對(duì)電極法測(cè)定結(jié)果的影響可以忽略。Cl-、對(duì)電極法測(cè)定結(jié)果的影響較大,應(yīng)予以考慮。

3.4 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

加標(biāo)回收測(cè)定結(jié)果見表4、表5。

由表4和表5可看出,電極法的回收率范圍為97.0%～102.0%,平均回收率為99.5%；酚二磺酸法的回收率范圍為86.9%～98.9%,平均回收率為92.9%?？梢?在硝酸鹽氮的測(cè)定中,電極法的回收率比酚二磺酸法的回收率更接近100%,說明電極法準(zhǔn)確度較高。

4 結(jié)論

4.1 可直接測(cè)定生活飲用水、地表水、地下水、工業(yè)廢水中的硝酸鹽氮,水樣有顏色濁度,但懸浮物不影響測(cè)定。

4.2 用電極法測(cè)定水樣中硝酸鹽氮的精密度、準(zhǔn)確度都比較好,對(duì)2種硝酸鹽氮的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行6次平行測(cè)定,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為6.9%和0.4%；對(duì)9個(gè)樣品水樣加標(biāo)分析,回收率為97%～102%。

4.3 電極法的測(cè)定線性范圍比酚二磺酸法的廣,電極法為 0.14～14000mg/L,而酚二磺酸法為 0.02～2.0mg/L。

4.4 Cl-、I-、Br-、HS-、CN-、等離子有干擾。但一般水體中除Cl-外不會(huì)出現(xiàn)具有干擾意義的水平,通常在水樣中加入適量AgSO4粉末,可去除Cl-的干擾。

[1]國(guó)家環(huán)?？偩帧端蛷U水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M].第4版1北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社。

[2]王明波,曹軍,劉鳳寶.測(cè)定地表水中的硝酸鹽氮消除氯離子干擾的方法改進(jìn)[J].山東環(huán)境。

[3]白傳記,田玉成,劉玉玲.離子選擇性電極法測(cè)定水中硝酸鹽氮的方法的探討[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志。