紫外分光光度法測(cè)定水中硝酸鹽氮含量的實(shí)踐和體會(huì)

張長(zhǎng)壽

（江陰秋毫檢測(cè)有限公司，江蘇江陰214400）

紫外分光光度法測(cè)定水中硝酸鹽氮含量的實(shí)踐和體會(huì)

張長(zhǎng)壽

（江陰秋毫檢測(cè)有限公司，江蘇江陰214400）

紫外分光光度法測(cè)定水中硝酸鹽氮的含量，操作步驟簡(jiǎn)便，所用試劑少，測(cè)定的準(zhǔn)確度好，尤其是精密度高。在能力驗(yàn)證、盲樣考核和質(zhì)控樣檢查等考核中，用紫外分光光度法測(cè)定，考核合格率達(dá)100%。

紫外分光光度法；硝酸鹽氮；測(cè)定；考核

有多種方法可以測(cè)定水中硝酸鹽氮的含量［1］。經(jīng)常采用的有離子色譜法、酚二磺酸法和紫外分光光度法。作者在水中硝酸鹽氮含量的檢測(cè)實(shí)踐中，深刻體會(huì)到紫外分光光度法具有區(qū)別于其它方法的優(yōu)點(diǎn)，如不需昂貴的儀器 （紫外分光光度計(jì)是檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室必備的普通儀器），對(duì)大多數(shù)水樣，操作步驟簡(jiǎn)便，所用試劑很少，準(zhǔn)確度好，精密度高等。但是要切實(shí)掌握這一方法，需要在實(shí)踐中深入學(xué)習(xí)，不斷總結(jié)和提高。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器

UV－3000PC紫外分光光度計(jì)，上海美普達(dá)儀器有限公司；離子交換柱；50mL、100mL比色管。

1.2 試劑

0.8%氨基磺酸溶液，1mol／L鹽酸溶液，氫氧化鋁懸浮液，CAD－40大孔徑中性樹(shù)脂，0.100mg／mL硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)貯備液，上述試劑的配制和保存詳見(jiàn)文獻(xiàn) ［1］。

1.3 試驗(yàn)方法（見(jiàn)文獻(xiàn)［1］）

2 結(jié)果和討論

2.1 初步試驗(yàn)

用紫外分光光度法測(cè)定水中硝酸鹽氮含量，首先要了解水樣的水質(zhì)情況，作者稱之為初步試驗(yàn)：①目測(cè)水樣，是否渾濁或帶色，如渾濁帶色，就必須進(jìn)行前處理，制得清澈透明無(wú)色的水樣方可進(jìn)入下一步的儀器檢測(cè)試驗(yàn)。②經(jīng)目測(cè)合格的水樣，可進(jìn)行紫外分光光度計(jì)檢測(cè)，進(jìn)一步了解水樣是否受污染?？梢愿鶕?jù)A220和A275的數(shù)值以及220～280nm波長(zhǎng)掃描結(jié)果來(lái)確定：水樣要不要前處理（絮凝或離子交換），水樣要不要稀釋。符合標(biāo)準(zhǔn)［1］要求的水樣，加鹽酸和氨基磺酸后，就可進(jìn)行吸光度測(cè)量。需前處理的水樣，則按要求進(jìn)行絮凝、離子交換等處理達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行220 nm和275nm處的檢測(cè)。因此，初步試驗(yàn)是必須做的重要步驟。

2.2 校準(zhǔn)曲線的繪制

紫外分光光度法測(cè)定水中NO3－N含量，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線一般按以下要求進(jìn)行：其一，水樣需要前處理的，校準(zhǔn)曲線各點(diǎn)也要按水樣相同的處理步驟進(jìn)行處理，如表1中的各點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)溶液均按與水樣相同的處理步驟經(jīng)絮凝過(guò)濾 （或離心沉降分離），再經(jīng)大孔中性離子交換樹(shù)脂交換后測(cè)得其A220和A275吸光值繪制。其二，水樣不需要前處理的，可直接吸取標(biāo)準(zhǔn)溶液加鹽酸和氨基磺酸后繪制校準(zhǔn)曲線，結(jié)果見(jiàn)表2。其三，每次樣品分析都必須繪制校準(zhǔn)曲線。目前大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室配備的是國(guó)產(chǎn)紫外分光光度計(jì)，這類儀器系統(tǒng)穩(wěn)定性不及可見(jiàn)光分光光度計(jì)，需經(jīng)常進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，每次設(shè)置后檢測(cè)靈敏度會(huì)有所變化。表3列出了6次不同時(shí)間繪制的校準(zhǔn)曲線方程，以說(shuō)明每次樣品分析應(yīng)重新繪制校準(zhǔn)曲線的必要性。

2.3 水樣的分類及處理方法

按是否符合紫外分光光度法測(cè)定要求，水樣可以分為三大類：

表1 按水樣相同處理步驟處理制得的校準(zhǔn)曲線

表2

表3 不同時(shí)間繪制的校準(zhǔn)曲線

（1）符合紫外分光光度法測(cè)定要求或經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的處理 （如絮凝過(guò)濾，微孔濾膜抽濾或離心分離）即可符合紫外分光光度法測(cè)定要求。這一類水樣包括清潔的地表水，沒(méi)有受污染或輕微受污染的地下水，渾濁但未受有機(jī)物等污染的地表水，如長(zhǎng)江水。根據(jù)數(shù)年來(lái)檢測(cè)水樣統(tǒng)計(jì)，這類水樣占到水樣總數(shù)的90%以上。

（2）外觀帶色；既渾濁又帶色；外觀清亮，但有化學(xué)污染物氣味；外觀清亮，但在275nm處的吸光值超過(guò)220nm處吸光值的20%。這一類水樣大多來(lái)自受污染地區(qū)的地表水和地下水，經(jīng)絮凝過(guò)濾后還要經(jīng)樹(shù)脂交換除去大部分有機(jī)污染物后才能將275nm處的吸收降下來(lái)。這類水樣約占水樣總數(shù)的5%～8%。

（3）外觀帶色，有氣味，275nm波長(zhǎng)處的吸光值達(dá)到220nm波長(zhǎng)處吸光值的50%或50%以上。這類水樣來(lái)自受污染嚴(yán)重的地表水或地下水，用絮凝和離子交換等處理后也不能達(dá)到紫外分光光度法測(cè)定的要求。這類水樣約占水樣總數(shù)的1%～2%。對(duì)這類污染嚴(yán)重的水樣，不管用哪一種方法測(cè)定硝酸鹽氮都存在困難。因此作者建議，對(duì)這類水樣可通過(guò)測(cè)定總氮的含量來(lái)了解水質(zhì)受污染的情況。

2.4 水樣預(yù)處理AI（OH）3絮凝法的改進(jìn)

AI（OH）3懸浮液具有一定的吸附水體中微細(xì)顆粒和有色物質(zhì)的能力，但形成的吸附顆粒（也稱礬花）較小，重量較輕，沉降緩慢，即使靜置10h以上，仍不能得到澄清的上清液。為了增加AI（OH）3的吸附分離效果，作者試用加入1～2ppm聚丙烯酸胺（PAM）（陰離子型）的助凝方法，獲得了較為理想的效果。如在50mL水樣中加1mL AI（OH）3懸浮液，0.5mL100ppm PAM，混合液立即形成粗大的礬花，迅速下沉，約10min后即可獲得澄清的上清液，用此上清液即可進(jìn)入下一步的離子交換操作，而不加PAM的水樣，放置10h以上，上部水體仍呈乳白狀，有微細(xì)顆粒懸浮其中。另外加有PAM的水樣，275nm處的吸收值也有明顯的降低，說(shuō)明PAM不僅具有助凝作用，還有一定的去除污染物的協(xié)同效應(yīng)。另外經(jīng)絮凝處理的水樣，最好用離心分離法或離子膜抽濾法除去絮凝物，不宜用濾紙過(guò)濾，如用濾紙過(guò)濾，濾紙需用稀鹽酸浸洗，再用去離子水洗至流出液在220nm和275nm處的吸收與去離子水的吸收相近或相同，否則會(huì)影響水樣在220nm和275nm的吸收。

2.5 對(duì)實(shí)驗(yàn)用水的要求

紫外分光光度法測(cè)定水中NO3－N含量，要求制備校準(zhǔn)曲線用水、儀器調(diào)零用水和水樣稀釋用水都要一致，即要用同一批次 （最好是同一桶）的蒸餾水或去離子水。因?yàn)椴煌蔚募兯銩220和A275是不相同的（見(jiàn)表4）。

表4 不同批次澄星電廠去離子水的紫外吸收 （UV3000紫外分光光度計(jì)用屈臣氏蒸餾水調(diào)零）

2.6 能力驗(yàn)證盲樣考核和質(zhì)控樣檢查

能力驗(yàn)證，盲樣 （也稱密碼樣）考核和質(zhì)控樣檢查是標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中質(zhì)量管理的重要手段。水中硝酸鹽氮含量的測(cè)定是考核頻率最多的項(xiàng)目之一 （本公司開(kāi)業(yè)以來(lái)的三年中，水中NO3－N含量的檢測(cè)考核就達(dá)20多次）。能不能一次性通過(guò)考核，這關(guān)系到實(shí)驗(yàn)室的能力、榮譽(yù)和分析人員的水平、業(yè)績(jī)，甚至影響到經(jīng)濟(jì)效益 （分包單位往往通過(guò)此類考核來(lái)決定分包項(xiàng)目的去向）。因此被考核實(shí)驗(yàn)室和接受任務(wù)的分析人員對(duì)此類考核都十分重視。要較好地完成此類考核，作者認(rèn)為，除具備熟練、規(guī)范的操作技能外，選擇適宜的分析方法至關(guān)重要。有人作過(guò)統(tǒng)計(jì)［2］，2006年云南省硝酸鹽氮密碼樣考核，用酚二磺酸分光光度法進(jìn)行分析的通過(guò)率（也稱合格率）為52.9%，用紫外分光光度法參加考核的，通過(guò)率為69.2%。作者以及同事在近幾年參加水中硝酸鹽氮含量測(cè)定的能力驗(yàn)證、盲樣考核和質(zhì)控樣檢查有近30次之多，均采用作者提供的優(yōu)化了的紫外分光光度法測(cè)定條件，考核合格率為100%，并且結(jié)果數(shù)據(jù)絕大多數(shù)都落點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)值附近。

所謂優(yōu)化了的紫外分光光度法測(cè)定條件，就是如前所述的實(shí)驗(yàn)用水要保持一致，可以不加的試劑堅(jiān)決不加，如用于考核的樣品均為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究所提供的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，是不存在干擾物質(zhì)的，因此，氨基磺酸就不必加了，另外，1mL 1mol／L鹽酸對(duì)吸光度沒(méi)有影響，在這樣的用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稀釋的水樣中（10.00～250mL），鹽酸也是可以不加的，這就使得被測(cè)水樣的組成達(dá)到最簡(jiǎn)單，操作最簡(jiǎn)便，從而使測(cè)定的準(zhǔn)確度更好，精密度更高。表5列出近半年來(lái)4次盲樣考核 （分包方）和4次質(zhì)控樣檢查 （公司質(zhì)管室）的結(jié)果。

表5 4次盲樣考核和4次質(zhì)控樣檢查結(jié)果

3 結(jié)論

（1）應(yīng)具備良好的從事分析檢測(cè)工作的基本技能；

（2）初步試驗(yàn)不可忽視；

（3）每次檢測(cè)自始至終，實(shí)驗(yàn)用水 （蒸餾水或去離子水）必須一致；

（4）國(guó)產(chǎn)紫外分光光度計(jì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差，需經(jīng)常調(diào)整，因此，每次檢測(cè)最好重新繪制校準(zhǔn)曲線 （或檢查校準(zhǔn)曲線上的1～2個(gè)點(diǎn)的吸光值來(lái)確定要不要重新繪制校準(zhǔn)曲線）；

（5）能不加的試劑就不加，使樣品組成最簡(jiǎn)單，操作最簡(jiǎn)便；

（6）努力做好以上各點(diǎn)，就能做到在能力驗(yàn)證、盲樣考核和質(zhì)控樣檢查等考核中取得100%合格的優(yōu)秀成績(jī)。

［1］本書(shū)編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法 （第四版）［M］.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2010.

［2］馮江.酚二磺酸光度法和紫外分光光度法分析水中硝酸鹽氮的比對(duì)［J］.環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2007，26（增刊）：97－99.

Practice and Summary of Testing Nitrite Nitrogen in Water Using UV Spectrometry

ZHANG Chang－shou
（Jiangyin Qiuhao Testing Limited Company，Jiangyin Jiangsu 214400，China）

UV spectrometrymethod adopted to test Nitrite nitrogen in surface water and groundwater was easy to conductwith less agents and high precision and accuracy.The evaluation of UV spectrometry introduced in this paper was 100%qualified in the process of proficiency testing，blind assessment，and quality control check etc.

UV spectrometry；nitrite nitrogen；test；check

X83

：A

：1673－9655（2015）06－0110－04

2015－04－23

張長(zhǎng)壽（1947－），男，分析化學(xué)專業(yè)研究生畢業(yè)，理學(xué)碩士，高級(jí)工程師，發(fā)表論文40余篇，其中一篇選為國(guó)際交流論文，兩篇收入美國(guó)《Chemical Abstrct》，多篇收入《中國(guó)無(wú)機(jī)分析化學(xué)文摘》。