...下水饮用水源地水中硝酸盐氮的比较
张晓红
摘 要：通过对测量水中硝酸盐氮两种方法（酚二磺酸法、紫外分光光度法）的比较，总结了两种方法的优缺点，为水质监测中该项目方法的选择提供指导。
关键词：酚二磺酸光度法；紫外分光光度法；比较
硝酸盐氮是以NO3-形式存着的氮。它是有机氮化合物硝化氧化分解的最终产物。在生物氧化的最后阶段，硝酸盐的浓度较高。在未受污染的情况下，地表水中硝酸盐的含量很低，但在一些地下水中，硝酸盐的含量往往很高，硝酸盐本身是无毒的，但在饮用水中如果硝酸盐的含量过高，会使婴儿患变性血红蛋白症。硝酸盐在酸性、厌氧条件下还原为亚硝酸盐，亚硝酸盐与仲胺作用会进一步转化为亚硝胺，对环境影响极大。因此，硝酸盐氮是饮用水水质监测的一个重要项目。
水中硝酸盐氮的测定方法很多，常用的有酚二磺酸光度法、紫外分光光度法、电极法、离子色谱法、镉柱还原法等，其中酚二磺酸光度法是目前测定硝酸盐氮最常用的方法。本文就酚二磺酸法和紫外分光光度法的准确度、精密度、相对偏差、加标回收、抗干扰等方面做一系列的实验以证明二种方法的优缺点。
1 实验原理
（1）酚二磺酸光度法测定原理：先使浓硫酸与苯酚作用，制成酚二磺酸。将水样蒸发至干，加入酚二磺酸，硝酸盐便与酚二磺酸作用生成硝基二磺酸酚。在碱性溶液中，硝基二磺酸酚进行分子重排，生成一种黄色化合物。
（2）紫外分光光度法实验原理：利用硝酸根离子在220nm波长处的吸收而定量测定硝酸盐氮。
2 实验步骤
2.1 标准曲线的绘制
2.1.1 酚二磺酸分光光度法：（1）仪器的准备：7220型可见分光光度计、30mm的比色皿。（2）硝酸盐氮标准使用液：准确吸取10mL硝酸盐氮储备液（500mg/L）于500mL的容量瓶中，用水稀释至标线，混匀。此溶液每毫升含硝酸盐氮0.010mg。（3）用分度吸管向7支50mL的比色管中分别加入此硝酸盐氮标准使用液0.00、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00mL，加水至约40mL，加3mL氨水，再加水至标线，混匀。（4）由除零管外的其他校准系列测得的吸光度值减去零管的吸光度值，绘制吸光度对硝酸盐氮含量的校准曲线。标准曲线：Y=0.0871X+0.0021，相关系数：0.9992，检测线性范围：0.06～2.00mg/L。
2.1.2 紫外分光光度法：（1）仪器的准备：紫外分光光度计、10mm的石英比色皿。（2）硝酸盐氮标准使用液：准确吸取20mL硝酸鹽氮储备液（500mg/L）于100mL的容量瓶中，用水稀释至标线，混匀。此溶液每毫升含硝酸盐氮0.100mg。（3）用分度吸管向6支100mL的容量瓶中分别加入此硝酸盐氮标准使用液0.00、0.25、0.50、1.00、1.50、2.00mL，加水至标线，混匀。（4）根据220nm处的吸光度与两倍275nm波长吸光度之差对浓度作图，绘制标准曲线。标准曲线：Y=0.258X-0.0002，相关系数：0.9997，检测线性范围：0.08～4.00mg/L。
这两种方法标准曲线回归方程的相关系数差别不大，都很高。但紫外分光光度法的检测线性范围较大。
2.2 在试验中，硝酸盐氮的干扰因素较多，当水中含氯化物、亚硝酸盐、铵盐等，均可产生干扰。我们从不同浓度的氯化物、氨氮和亚硝酸盐氮中加入不同浓度的硝酸盐氮标准溶液进行干扰试验。结果如表1。
从表1可以看出用二磺酸酚法测硝酸盐氮，当水样中的氯离子浓度超过10.0mg/L时，就会对实验产生干扰。原因是由于有一定的氯离子存在时，当加入二磺酸酚后，氯化物与硝酸盐在酸性介质中形成盐酸与硝酸，二酸相互作用生成亚硝酰氯，其反应为：HNO3+3HCl——NoCl+Cl2+2H2O，由于亚硝酰氯干扰硝酸盐氮的测定，所以含氯离子越高的水样，所造成的误差越大，测定结果越低。氯离子对低浓度硝酸盐氮测定产生的负干扰明显大于对高浓度硝酸盐氮产生的负干扰；随着加入的氨氮和氯化物浓度的增加，硝酸盐氮含量的测定结果低于实际值；在试验浓度范围内亚硝酸盐氮浓度对硝酸盐氮的测定影响不大。用紫外分光光度法测硝酸盐氮，这几种离子对样品基本上就不会影响。
2.3 精密度和准确度实验
为了比较酚二磺酸光度法和紫外分光光度法测定统一浓度水平的硝酸盐氮是否具有相同的精密度和准确度，我们配制2组不同浓度的硝酸盐氮溶液，用2种方法各测定6次，用F检验和T检验对测定结果进行统计检验。结果如表2。
由表2可以看出，酚二磺酸光度法和紫外分光光度法具有相同的精密度和准确度，但是用紫外分光光度法测量标准样品平均值更接近样品的标准值，并且它的标准偏差和变异系数均比酚二磺酸光度法小。
2.4 加标回收实验
在20个不同浓度的天然水样中，分别加入适量的标准物质，（加入量是其实际浓度的0.5～2.0）倍，结果显示，紫外分光光度法回收率分别为99%、100%、102%、101%、103%、102%、98%、99%、102%、102%，加标回收率在98%到103%之间，平均回收率101%；酚二磺酸法回收率分别为91%、97%、94%、97.5%、95.6%、92.9%、90.5%、95.3%、87%、93.5%，加标回收率87.0%到97.5%之间，平均回收率93.2%，酚二磺酸法加平均紫外法的回收率明显优于酚二磺酸法，说明紫外法分光光度法的准确度更高。
3 结束语
（1）酚二磺酸法测硝酸盐氮，测量范围在0.02～2.00mg/L之间，紫外分光光度法的测量范围为0.08～4.00mg/L，紫外分光光度法的测量范围更广。当水样中硝酸盐氮的浓度大于2mg/L时，一般采用取少量的水经稀释后测量，容易造成较大的误差。（2）在水样检测过程中，酚二磺酸法受干扰因素较多，如氯化物、亚硝酸盐、铵盐，消除干扰非常复杂，很容易因此使样品测量浓度偏低。另外，酚二磺酸法在分析中由于消解不完全，蒸发皿粗糙、转移中损失等因素极易导致样品浓度偏低，而紫外分光光度法干扰因素较少，对水体进行紫外吸收光谱分布曲线的扫描检验，吸光度比值（A275/A220×100%）小于20%时，可不经预处理，直接取50mL水样于比色管中，加适量盐酸后，进行吸光度测量。
