水質(zhì)亞硝酸鹽氮的檢測方法綜述

程 珂

(河南華測檢測技術(shù)有限公司，河南 鄭州 450000)

0 前言

亞硝酸鹽氮(NO2-N)是含氮有機(jī)物循環(huán)的中間產(chǎn)物，廣泛存在于自然界中，其含量在一定程度上能反應(yīng)水中有機(jī)物的污染程度。NO2-N一旦進(jìn)入人體，可使人體正常的血紅蛋白(低鐵血紅蛋白)氧化成為高鐵血紅蛋白，發(fā)生高鐵血紅蛋白癥，失去血紅蛋白在體內(nèi)輸送氧的能力，出現(xiàn)組織缺氧的癥狀[1]。此外，還可與仲胺類反應(yīng)生成致癌性的亞硝胺類物質(zhì)，嚴(yán)重威脅人體健康。因此，為了嚴(yán)格控制NO2-N的污染，對其進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前，NO2-N的常用檢測方法包括分光光度法、離子色譜法和氣相分子吸收光譜法。為了高效、準(zhǔn)確地檢測不同水質(zhì)中NO2-N的含量，本文對NO2-N的三種檢測方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析，以便為人們提供良好的生產(chǎn)和生活環(huán)境。

1 方法原理

1.1 分光光度法

水質(zhì)NO2-N的測定最常用的是分光光度法，國家檢測標(biāo)準(zhǔn)是重氮偶聯(lián)分光光度法。方法原理為：在磷酸介質(zhì)中，pH值為1.8時(shí)，試樣中的亞硝酸根離子與4-氨基苯磺酰胺反應(yīng)生成重氮鹽，它再與N-(1-萘基)-乙二胺二鹽酸鹽偶聯(lián)生成紅色染料，在540 nm波長處測定吸光度。如果使用光程長為10 nm的比色皿，NO2-N的濃度在0.2 mg/L以內(nèi)其呈色符合比爾定律[2]。該方法使用的試劑較多，且N-(1-萘基)-乙二胺二鹽酸鹽有毒性，在配制試劑時(shí)避免與皮膚接觸或吸入體內(nèi)。其實(shí)驗(yàn)步驟較繁瑣，水樣中若含有懸浮物或帶有顏色時(shí)，需進(jìn)行預(yù)處理，過濾后進(jìn)行測定；若經(jīng)過前處理還有顏色的話，需進(jìn)行色度校正，以免影響測定結(jié)果。由此可知，分光光度法儀器設(shè)備較易獲得，實(shí)驗(yàn)成本低，對于大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室是最普遍的檢測方法，但實(shí)驗(yàn)過程繁瑣，對于基質(zhì)復(fù)雜的水樣需進(jìn)行預(yù)處理，且不適用于大批樣品的測定。

1.2 離子色譜法

離子色譜法是一種常用于水質(zhì)中陰離子、陽離子檢測的準(zhǔn)確且普遍的方法，方法原理為：水樣注入碳酸鹽-碳酸氫鹽溶液并流經(jīng)系列的離子交換樹脂，待測陰離子對低容量強(qiáng)堿性陰離子樹脂(分離柱)的相對親和力不同而彼此分開。被分離的陰離子，在流經(jīng)強(qiáng)酸性陽離子樹脂(抑制柱)或抑制膜時(shí)，被轉(zhuǎn)換為高電導(dǎo)的酸型，碳酸鹽-碳酸氫鹽則轉(zhuǎn)變成弱電導(dǎo)的碳酸(清除背景電導(dǎo))。用電導(dǎo)檢測器測量被轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)酸型的陰離子，與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，根據(jù)保留時(shí)間定性，峰高或峰面積定量[1]。該方法使用的儀器精密，日常維護(hù)和修理費(fèi)用較高，造成實(shí)驗(yàn)成本高，實(shí)驗(yàn)過程中需時(shí)刻觀察儀器的運(yùn)行情況，遇到異常情況及時(shí)處理，清潔水樣經(jīng)過濾后可直接進(jìn)樣，復(fù)雜水質(zhì)樣品須經(jīng)相應(yīng)的預(yù)處理柱進(jìn)行有效去除后再進(jìn)樣。該方法可以同時(shí)測定多種無機(jī)陰離子，可自動進(jìn)樣，提高了工作效率，且標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)高，檢測結(jié)果穩(wěn)定、準(zhǔn)確度和精密度高，是高效、精確測定水質(zhì)NO2-N的檢測方法。

1.3 氣相分子吸收光譜法

目前，氣相分子吸收光譜法測定水質(zhì)NO2-N已經(jīng)成熟，該方法簡便、快速。其原理為：在濃度0.15～0.3 mol/L檸檬酸介質(zhì)中，加入無水乙醇作催化劑，將亞硝酸鹽瞬間轉(zhuǎn)化成NO2，用空氣載入氣相分子吸收光譜儀的吸光管中，在213.9 nm等波長處測得的吸光度與NO2-N濃度遵守比爾定律[4]。該方法實(shí)驗(yàn)步驟簡便，自動進(jìn)樣，檢測分析速度快，適用于大批量樣品的測定，且抗干擾能力強(qiáng)，如水樣含有少量金屬離子、帶有顏色或較渾濁，均不影響測定，一般水樣可直接測定，測定范圍廣泛。儀器價(jià)格昂貴，使用成本高，且對實(shí)驗(yàn)操作人員要求高，最好專人專項(xiàng)。

2 適用范圍

2.1 分光光度法

分光光度法適用于飲用水、地下水、地表水及廢水中NO2-N的測定，適用樣品類型廣泛，該方法的檢出限為0.001 mg/L(采用光程長為10 mm的比色皿)，測定上限為0.2 mg/L，但這個濃度處于較低水平[2]。根據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2017)中三類限值≤1.00 mg/L，可見對于比較干凈的水樣可以直接測定或者經(jīng)過少量稀釋進(jìn)行測定。但對于NO2-N含量較高的水樣則需要經(jīng)過數(shù)次稀釋才能進(jìn)行測定，增加了實(shí)驗(yàn)過程復(fù)雜性，誤差也隨之增大，測定結(jié)果的準(zhǔn)確度降低。因此，該方法適用范圍具有一定的局限性。

2.2 離子色譜法

離子色譜法適用于地表水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水中亞硝酸鹽的測定，適用的樣品類型比較廣泛，該方法的檢出限為0.016 mg/L，標(biāo)準(zhǔn)曲線的最高點(diǎn)為2.00 mg/L，以氮計(jì)為0.609 mg/L[3]?？捎糜诘乇硭⒌叵滤拜^清潔的工業(yè)廢水和生活污水的直接測定，若樣品含量超出標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍，可根據(jù)測定結(jié)果，大概判定水樣稀釋倍數(shù)，稀釋后重新進(jìn)樣分析。該方法適用范圍較廣。

2.3 氣相分子吸收光譜法

氣相分子吸收光譜法適用于地表水、地下水、海水、飲用水、生活污水及工業(yè)污水中NO2-N的測定，適用的樣品類型廣泛，使用213.9 nm波長，方法的最低檢出限為0.003 mg/L，測定下限為0.012 mg/L，測定上限10 mg/L；在波長279.5 nm處，測定上限可達(dá)500 mg/L[4]。該方法檢出限低，測定上限高，測定范圍廣，可用于清潔水樣、含量較高的水樣等各種水質(zhì)中NO2-N的直接測定。

3 注意事項(xiàng)

NO2-N標(biāo)準(zhǔn)溶液容易被氧化，濃度不穩(wěn)定，須把儲備液存放在棕色試劑瓶中，冷藏保存，使用前進(jìn)行標(biāo)定，使用液現(xiàn)用現(xiàn)配。水樣采集后應(yīng)盡快地分析，否則冷藏保存(4 ℃左右冰箱內(nèi))抑制微生物對NO2-N的影響。使用離子色譜法測定NO2-N時(shí)，可以用淋洗液配制標(biāo)準(zhǔn)溶液和稀釋樣品，除去水的負(fù)峰干擾，使定量更加準(zhǔn)確；整個系統(tǒng)不能有氣泡，否則會影響分離效果；因試劑、器皿或者樣品的預(yù)處理可引入污染干擾測定，因此在實(shí)驗(yàn)過程中要特別注意防止污染[1]。氣相分子吸收光譜法測定時(shí)，長時(shí)間測定高濃度樣品后，應(yīng)使用10%磷酸加入少量過氧化氫，清洗吸收管及干燥管并水洗烘干，以除去殘留的氮氧化物，必要時(shí)可用洗滌劑清洗吸光管，連接反應(yīng)瓶出氣支管的管路應(yīng)酌情用經(jīng)乙醇濕潤的棉花清洗，使空白溶液吸光度<0.000 4，以利于低濃度NO2-N的測定；檸檬酸易發(fā)霉產(chǎn)生污垢，應(yīng)及時(shí)更新[1]。在實(shí)驗(yàn)室過程中，不管選擇哪個檢測方法，都應(yīng)特別關(guān)注注意事項(xiàng)，減小實(shí)驗(yàn)誤差，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)論

綜上所述，對三種方法進(jìn)行分析比較，均可以準(zhǔn)確測定水質(zhì)NO2-N的含量，但各有優(yōu)缺點(diǎn)。分光光度法，應(yīng)用比較普遍，儀器設(shè)備易獲得，運(yùn)行成本低，但使用的試劑具有毒性，對于基質(zhì)復(fù)雜的水樣需進(jìn)行預(yù)處理，增加了實(shí)驗(yàn)過程復(fù)雜性；離子色譜法在環(huán)境監(jiān)測中是一個準(zhǔn)確可靠的檢測方法，可以同時(shí)測定多種陰離子，精密度和準(zhǔn)確度高，測定結(jié)果的重現(xiàn)性好，操作簡便；氣相分子吸收光譜法，檢出限低、靈敏度高，自動化程度高，分析時(shí)間短速度快，測定范圍廣，且抗干擾性強(qiáng)，適用于大批量水樣的測定。

日常工作中，會遇到不同檢測類別的水質(zhì)測定NO2-N的含量，不同檢測類別水樣的基質(zhì)和復(fù)雜程度也不一樣。因此，一定要根據(jù)樣品的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)臋z測方法，并嚴(yán)格按照方法進(jìn)行測定。若樣品量少，且樣品清潔，如生活飲用水、地下水等，可選用分光光度法，降低實(shí)驗(yàn)室成本；若樣品量較多，且需要同時(shí)測定其他陰離子時(shí)，用離子色譜法，可以提高工作效率；若樣品量多，水樣渾濁或基質(zhì)較復(fù)雜，可用氣相分子吸收光譜法直接測定，無需前處理，節(jié)省分析時(shí)間。只有根據(jù)具體情況，針對性地選擇適當(dāng)?shù)臋z測方法，準(zhǔn)確、高效地檢測出水質(zhì)中NO2-N的含量，為環(huán)境監(jiān)測提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。