双波长K系数-紫外分光度法同时测定水中的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮.doc

双波长K系数-紫外分光度法
同时测定水中的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮

重庆市渝中区环境监测站 夏明

【摘要】基于吸光度的加合性原理，建立了双波长K系数—紫外分光光度法同时测定水中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的新方法。以水样中的两组分的峰值波长互为测定波长和参比波长，用解方程组法对两组分的吸光度分别进行解析，具有简便，快捷，灵敏度高的特点。方法适用于清洁水样或经处理的水样的分析，相对误差-2.7%～4.0%，相对标准偏差0.62%～5.09%，回收率92.3%～105.9%。
【关键词】双波长K系数—紫外分光光度法 硝酸盐氮 亚硝酸盐氮
Nitratc－Nitroge and sub Nitrate - Nitrogen Mensuration in water by Dual-wavelength Kconeficient-ultraviolet radiation spectrophotometry/XiaMing (environment monitoring station Yuzhong District,400013)
Abstract：It created the way that Nitrate-Nitroge and sub-Nitrate-Nitrogen
Mensuration in water by Dual-wavclecngth Kconcfficicnt-ultraviolct radiation spcctrophomctry.The pcakcd wavclcngth of two components in water samples were selected as determination wavelength and consulution wavelength each other.The way of dispelling equation-group were applied to the recolution of two lomponents.
The water samples or the water samples after disposal with relative crror of -2.7%～4.0%,RSD 0.62%～5.09%,and recovcry of 92.3%～105.9%.
Key words：Dual-wavelength K conefficient-ultraviolet radiation spectrophometry、Nitrate-Nitroge、sub-Nitrate-Nitrogen
硝酸盐氮和亚硝酸盐氮是评价水质受有机物污染的重要指标，长期饮用含硝酸盐氮和亚硝酸盐氮较高的水对人体健康产生较大危害，因此准确测定当地饮用水中两氮，对于正确进行水质评价和判断是否适宜饮用具有重要意义。目前对水中的两氮的标准测定方法仍是化学法〔1〕，化学法分析周期长，试剂用量大且不能同时测定。作者在参考有关资料〔2〕〔3〕的基础上，提出了一种同时测定硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的新方法，并经实际应用，取得满意效果。
1 测定原理
水样中硝酸盐氮（m1）和亚硝酸盐氮(m2)的最大吸收波长分别为202nm(λ1)和210nm(λ2),但彼此间存在严重干扰，根据吸光度的加合性原理得：
A(总，λ1)=A(m1，λ1)+ A(m2，λ1)
A(总，λ2)=A(m2，λ2)+ A(m1，λ2) （1）
由式（1）可推导出：
A(总，λ1)=A(m1λ1)+ A(m2，λ1) / A(m2，λ2)×A(m2，λ2)
A(总，λ2)=A(m2，λ2)+ A(m1，λ2) / A(m1，λ1)×A(m1，λ1) (2)
令K1= A(m2，λ1)/ A(m2，λ2)，K2 =A(m1，λ2)×A(m1，λ1)
取相同浓度的NO2_N和NO3_N经多次测定确定K值：K1=0.907、K2=0.824，将K值代入方程组（2）得：
A(总，λ1)=A(m1，λ1)+ 0.907×A(m2，λ2)
A(总，λ2)=A(m2，λ2)+ 0.824×A(m1，λ1) （3）
解二元一次方程组，即可求出两组分在各自的最大吸收波长处的吸光度值，从而消除彼此的干扰。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
2.1.1 仪器 TU-1901 双光束紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司），1cm石英比色皿。
2.1.2 试剂 亚硝酸盐氮标准溶液：称取0.2464克NaNO2(AR)，置于不含亚硝酸盐的蒸馏水中，稀释至100ml，此溶液1mL相当于亚硝酸盐氮0.5mg.临用时稀释为5.0ug/mL使用液。
硝酸盐氮标准溶液：称取0.3607克KNO3(AR),置于不含硝酸盐氮的蒸馏水中，稀释至100mL。此溶液1mL相当于硝酸盐氮0.5mg。临用时稀释为5.0ug/mL。
2.2 实验方法
2.2.1 标准曲线
吸取5.0ug/mL，亚硝酸盐氮及5.0 ug/mL硝酸盐氮0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL分别置于25mL比色管中补加二次蒸馏水至刻度，混匀静置5分钟。用1cm的石英比色皿，以零管作参比，分别在202nm和210nm测定总吸光度值，并求出A（m1，λ1）、A（m2，λ2）分别绘制标准曲线。
2.2.2 样品测定
直接取洁净水样或经处理的水样于202nm和210nm处测定总吸光度值，求出A（m1，λ1）、A（m2，λ2）值后代入各自的回归方程求出亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的浓度。
3 结果与讨论
3.1 吸收光谱及K系数的确定
硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的吸收曲线严重重叠，见图1。由图可知，硝酸盐氮和亚硝酸盐氮和峰值波长分别为202nm和210nm。
取相同浓度的NO3~-N，NO2~-N经多次测定确定K值：K1=0.907、K2=0.824。
3.2 标准系列
按试验方法，分别取不同量得混合标准溶液进行测定，结果表明，亚硝酸盐氮在0～1mg/L，范围内线性关系良好，线性回归方程为：A(m2，λ2)=-0.0253+0.3665C(m2)，相关系数r=0.9991.硝酸盐氮在0～2mg/L范围内线性关系良好，线性回归方程为：A(m1，λ1)=0.0145+0.672C(m1)，相关系数r=0.9993。

（1-亚硝酸盐氮，2-硝酸盐氮）
图1. NO2~-N、NO3~-N吸收曲线
3.3 加合性试验
用本法测定标准混合试样，结果见表1，表明硝酸盐氮和亚硝酸盐氮对彼此的干扰基本得到消除。
表1 标准合成试样的测定结果（单位：ug/25mL）

编号 硝酸盐氮 亚硝酸盐氮
加入量 测出量 相对误差（%） 加入量 测出量 相对误差（%）

1# 8.0 8.1 125 5.0 5.2 4.0
2# 12 12.05 0.4 10.0 10.3 3.0
3# 15 14.6 -2.7 15.0 14.7 -2.0
4# 20 20.2 1.0 20.0 19.5 -2.5
5# 24 23.7 -1.3 25.0 24.8 -0.8
3.4 精密度和准确度实验
取3份水样进行精密度和准确度实验，变异系数为0.62% ～ 5.09%，回收率为92.3% ～105.9%。详见表2.
表2 方法的精密度和准确度实验
样品编号 待测组分 测定值 添加量 测定次数 回收率范围 CV(%)
（ug/25mL） (ug) (%)
1# NO2~-N 0.52 2.0 10 92.3-98.8 5.09
NO3~-N 10.4 10.0 10 98.5-105.9 1.05
2# NO2~-N 1.04 2.0 10 96.0-98.9 2.31
NO3~-N 21.3 10.0 10 98.4-104.3 0.62
3# NO2~-N 0.97 2.0 10 94.3-99.8 1.55
NO3~-N 12.4 10.0 10 98.7-103.1 1.10
3.5 对照实验 用本法与标准法对比测定水样，结果见表3，经统计学处理表明两法无显著性差异。
表3 对照实验据结果（ug/25mL）
样品编号 待测组分 测定次数 本法（X） 标准法（X）
1# NO2~-N 10 0.52 0.55
NO3~-N 10 10.4 10.9
2# NO2~-N 10 1.04 1.10
NO3~-N 10 21.3 21.8
3# NO2~-N 10 0.97 1.03
NO3~-N 10 12.4 12.9
3.5 共存离子对测定的影响
在波长200-230nm的范围内，NH3-N、Cl-有一定的吸收，但在1ug/mL标准溶液中，控制相对误差±5%，加入15倍的NH3-N、200倍的Cl-不干扰本实验，另外，Br-、I-、IO3-、Cu2+、Fe2+、Cr3+、Cr6+、等也有一定的吸收，但它们在生活饮用水中的含量甚微，一般不影响测定。
3.6 浑浊或有色样品的测定
如果水样色度或浊度较高，对测定结果有很大的影响，此类水样用氢氧化铝悬浊液或活性炭进行吸附处理，可有效地消除干扰。
4 结论
实验证明，本法的精密度和准确度都是令人满意的。而且操作简便快速，大大提高了分析效率，且仪器要求不高，值得基层单位推广和使用。
参 考 文 献
1．中华人民共和国标准：生活饮用水标准检验法。北京：中国标准出版社出版，1987.
2．胡鑫尧等.计算机在分析化学中的应用.北京.清华大学出版社.1983
3．冯玉军、肖春林等.N波长分光光度法测定N组分的研究.中国卫生检验杂志.2000,10（2）：167-168
致谢：感谢本站工程师何军同志的大力支持和帮助。

—6—