紫外分光光度法测定水中硝酸盐氮探讨

徐 伟 王海兵

紫外分光光度法测定水中硝酸盐氮探讨

徐 伟 王海兵

一、引言

硝酸盐作为一种环境污染物而广泛地存在于自然界中，尤其是在气态水、地表水和地下水中。环境中硝酸盐来源很多，直接来源如人工化肥、生活污水、酸雨等；间接来源主要来自于含氮化合物的降解，含氮化合物降解的最终形式为硝酸盐。硝酸盐的危害主要表现为在厌氧菌的作用下可还原为亚硝酸盐，亚硝酸盐为致癌物质，亚硝酸盐还可与人体中血红蛋白结合，使其丧失携氧功能。《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中规定饮用水中硝酸盐氮的含量不得超过10mg/L。

硝酸盐氮测定方法主要有分光光度法和离子色谱法。分光光度法中又有酚二磺酸分光光度法，镉—铜还原分光光度法、锌—镉还原分光光度法和紫外可见分光光度法。紫外分光光度法所需的设备简单，操作简便，精密度和准确度高，但易受到浊度和有机物的干扰；离子色谱法不受水体中其他物质的干扰，精密度和准确度高，与自动进样器联用可实现自动化操作，大大解放劳动力，但设备昂贵，普及起来有一定难度。因天然地表水中干扰物质较少，无需复杂预处理，宜选用紫外分光光度法。《水质 硝酸盐氮的测定 紫外分光光度法》（HJ/T346-2007）中规定用双波长测定水中硝酸盐氮，首先测定220nm处吸收，再用2倍的275nm处吸收校正背景吸收。因不同水体中干扰成分不尽相同，故校正波长和校正系数也不尽相同，作为一种标准分析方法，设定固定的校正系数可以保证不同实验室间数据的可比性，获得较为公正的数据。若从研究的角度来看，则应根据不同的水体设定不同的校正波长和校正系数，以获得更为准确的数据。本文用紫外分光光度法对廊坊市主要水体中硝酸盐氮进行了测定，对水样预处理、波长选择及校正系数进行了讨论，用离子色谱法对其进行了验证，结果表明通过校正系数校正可获得更准确可靠的结果。

二、水样预处理从分光光度法的原理来看，色度和浊度是最主要的干扰因素。色度可干扰待测波长的吸收，干扰测定，一般情况下天然地表水较为洁净，色度很低，基本不会干扰测定，无需特殊处理。浊度可导致光的散射，使吸光度偏高，干扰测定，可用3000r/min离心3min去除浊度的干扰。

三、波长的选择

1.主波长选择

紫外光的波段在100～400nm之间，而100～200nm处在真空紫外光谱区（又称远紫外区），硝酸盐在200～240nm的波长范围内有明显的吸收峰，用去离子水做参比测得0.5mg/L硝酸盐氮溶液吸收曲线见图1。

图1 0.5mg/L硝酸盐氮溶液吸收曲线

图2 经镉柱还原后廊坊地区地表水吸收曲线

由图知最大吸收波长在210nm左右，随着波长的增加吸光值逐渐减少，但是最大吸收波长为仪器的边缘波长，通常稳定性不好，一般选择220nm作为最佳测量波长。

2.校正波长选择

一般情况下，地表水中含有少量有机物，且有机物在紫外区也有吸收，故需要对吸收值进行校正。本文选择廊坊地区潮白河、北运河、龙河、洵河、白沟河具有代表性断面的水样进行实验，测定经镉柱还原后的水样在紫外区的吸收值，绘制吸收曲线见图2。

由图2可以看出，廊坊地区地表水在265～280nm之间吸收曲线比较平坦，校正波长取265～280nm均可，综合其他文献，选中间位置的275nm作为校正波长。

3.校正系数

测定经镉柱还原后廊坊地区地表水220nm处吸光度和275nm处吸光度，计算其倍数关系，通过校正公式消除220nm处的吸光度干扰，校正系数见表1。

表1 廊坊地区主要河流硝酸盐氮校正系数表

表2 校正系数校正后结果与离子色谱结果比对表

四、结果验证

对于标准样品来说，基体较为纯净，没有干扰物质，275nm处几乎没有吸收，故可以不用校正，因此，标准样品无法验证本方法的准确度。同理，加标回收率测试同样不适用。离子色谱方法不受水体中其他物质的干扰，结果更为可靠，本文采用离子色谱比对的方式验证结果准确度，结果见表2。

由表2可以看出，与离子色谱法结果相比，《水质硝酸盐氮的测定紫外分光光度法》（HJ/T346-2007）中规定的2倍的校正系数是一个经验值，对于大多数样品有较好的结果，而通过校正系数校正后的结果则更可靠，误差在-0.59%～0.33%之间。

五、结语

紫外分光光度法测定地表水中的硝酸盐氮，水样经过离心即可去除悬浮物的干扰。从研究的角度来看，针对每个断面乃至每个水样都应测试其校正系数，用校正系数校正的结果更为可靠，更接近真实值

（作者单位：廊坊市清泉供水有限责任公司 065000 淮河流域水资源保护局淮河流域水环境监测中心 233001）