3,5-二羟基苯甲酸分光光度法测定水中硝酸盐氮

康杏芳 ， 崔秀菊

(神美科技有限公司 ， 河北 石家庄 050000)

0 前言

硝酸盐氮是水质检测的一项重要指标，也是氮元素的氧化终产物，不同价态的含氮化合物最终都会被氧化形成硝酸盐氮，作为环境污染物广泛地存在于自然界中，而水中过量的硝酸盐氮摄入人体后，经肠道微生物作用转变成亚硝酸盐而呈现毒性作用，进而对人体造成危害，因此，监测硝酸盐氮的含量对于及时了解水体的受污染现状和程度有着重要意义。目前，国标测定水中硝酸盐氮含量的方法，常用的有气相分子吸收光谱法、分光光度法。

气相分析吸收光谱法作为近年来广泛普及的分析方法，其检测结果具有优异的精密度和准确度，操作比较简单，耗时短，但是需要配置气相分子吸收光谱仪，成本相对较高，并且对操作和维护要求严格。

麝香草酚分光光度法，虽然操作简单，但是该方法只能用于饮用矿泉水的测定，适用范围有限；酚二磺酸分光光度法作为经典的硝酸盐氮测定方法，陈晨等[1]研究表明，此方法检测结果在精密度和准确度上仅次于气相分析吸收光谱法，但是检测过程中，样品处理步骤比较繁琐，对操作要求比较严格，样品测定周期比较长，且检测范围仅限于地下水、饮用水以及清洁地表水，并且这两种方法干扰离子较多，实验废液易污染环境，危害人体健康；紫外分光光度法操作简单、快速准确，并且灵敏度高，但是紫外分光光度法适用于清洁地表水和未受明显污染的地下水中硝酸盐氮的测定。

通过采用3,5-二羟基苯甲酸与硝酸根在强酸环境下生成砖红色硝基化合物，并对反应条件进行试验、样品加标回收试验，进而建立一种操作简便、分析周期短并且适用于地表水、地下水和废水中的硝酸盐氮测定的准确方法。

1 方法原理

3,5-二羟基苯甲酸与硝酸根离子在浓硫酸中发生反应生成砖红色硝基化合物，该化合物在500～530 nm可见光处有强烈吸收。

2 试剂与测定方法

2.1 试剂及仪器

3,5-二羟基苯甲酸，阿拉丁，97%；浓硫酸，成都市克隆化学药品有限公司，分析纯；硝酸钾， EMD Chemicals Inc，优级纯；氨基磺酸，天津市鼎盛鑫化工有限公司，分析纯；试验用水，三级水。

硝酸盐氮标准贮备液(100 mg/L，以N计)：取适量硝酸钾在105～110 ℃下烘干2 h，在干燥器中冷却至室温。称取烘干后的硝酸钾0.721 8 g溶于适量水，移至1 000 mL容量瓶中，用水稀释至标线，混合均匀。硝酸盐氮标准使用液(20 mg/L)：取硝酸盐氮标准贮备液20.00 mL于100 mL容量瓶，用水稀释至标线。3,5-二羟基苯甲酸-硫酸溶液(6 g/L)：称取0.60 g 3,5-二羟基苯甲酸溶于100 mL浓硫酸中。

TU-1810SPC紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；常规比色管、移液管，移液枪。

2.2 测定方法

2.2.1最佳吸收波长选择

以硝酸盐氮浓度为(10 mg/L)水样做波长选择试验，以水为空白对照，用TU-1810SPC分光光度计在波长450～560 nm范围进行扫描，测定结果在500～530 nm范围内有强烈吸收，在520 nm处有最大吸收峰，因此选择520 nm为最佳测定波长。

2.2.2反应时间确定

硝酸根与3,5-二羟基苯甲酸在强酸环境下反应生成硝基化合物，为了确定最佳反应时间， 以硝酸盐氮浓度为(12 mg/L)水样做反应时间试验，以水为空白对照。取待测水样1 mL，加入3.5-二羟基苯甲酸-硫酸溶液(6 g/L)5 mL，测定不同反应时间的吸光度。结果见表1。

表1 反应时间试验结果

由表1可以看出，在反应10 min后，其吸光度达到最高，因此确定反应时间为10 min。

2.2.33,5-二羟基苯甲酸最佳添加量试验

为了确定3,5-二羟基苯甲酸的用量，以硝酸盐氮浓度为(12 mg/L)水样做最佳添加量试验，各取浓硫酸5.00 mL，分别添加不同量3,5-二羟基苯甲酸摇动溶解，加入水样1 mL摇匀，静置反应10 min，冷却至室温，用分光光度计测定其吸光度。试验结果见表2。

表2 不同3,5-二羟基苯甲酸添加量下的吸光度结果

由表2可以看出，每1 mL水样中添加3,5-二羟基苯甲酸0.03 g时，其吸光度达到最高，因此，确定1 mL水样中3,5-二羟基苯甲酸的最佳添加量为0.03 g。

2.2.4亚硝酸盐干扰消除

亚硝酸盐对本方法呈正干扰，可以用氨基磺酸消除，为了确定氨基磺酸溶液(20 g/L)用量， 配制硝酸盐氮浓度为1.2 mg/L以及亚硝酸盐氮浓度为1.5 mg/L的合成水样7份，分别添加不同量的氨基磺酸溶液，然后对合成水样中的硝酸盐氮含量进行测定，结果见表3。

表3 亚硝酸盐干扰消除试验结果

由表3中可以看出，当氨基磺酸溶液加入量为0.10 mL，合成水样硝酸盐氮测定值约1.2 mg/L，与配制的合成水样硝酸盐氮浓度相同，因此确定氨基磺酸溶液加入量为0.10 mL。

2.2.5校准曲线回归方程

A标准曲线：取7只25 mL比色管，分别加入硝酸盐氮标准溶液(20 mg/L)0、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60 mL，用纯水稀释至1.00 mL，对应的硝酸盐氮浓度分别为0、2.0、4.0、.6.0、8.0、10.0、12.0 mg/L。

向各比色管中加入0.10 mL氨基磺酸溶液，摇匀后放置5 min，再各加入5.00 mL 3,5-二羟基苯甲酸溶液，沿比色管壁加入，摇匀后放置10 min，冷却后于波长520 nm处，用1 cm比色皿，以纯水为参比，测定吸光值。以吸光值为横坐标、以硝酸盐氮浓度为纵坐标绘制校准曲线，求出校准曲线的回归方程：y=13.806x+0.027 9，R2=0.999 5，其中y代表水样中硝酸盐氮浓度，mg/L；x代表扣除空白值后水样吸光度。结果见图1。

图1 标准曲线

2.2.6方法准确度

为了进一步验证此方法测定数据的准确性，选用已知硝酸盐氮浓度的地下、地上及废水水样，测定硝酸盐浓度后，再分别加硝酸盐氮标准溶液，摇匀后，再次测定，并计算回收率，结果见表4。

表4 加标回收试验结果

由表4可以看出，对已知浓度硝酸盐氮水样进行加标测定后，标液回收率为97%～102.3%，表明该方法可以准确测定地表水、地下水及废水中的硝酸盐氮。

3 结论

3,5-二羟基苯甲酸分光光度法测定水中硝酸盐氮具有操作简便、快捷、准确度高、无需贵重分析仪器且对实验室环境污染少等优点，且适用于地表水、地下水及废水中硝酸盐氮的测定。