环境水质中微量亚硝酸盐氮的测定

环境水质中微量亚硝酸盐氮的测定

摘要：

在酸性条件下，亚硝酸盐氮(NO2- -N)可与沙黄生成蓝紫色配合物，在H3PO4介质中，遵守比耳定律。该方法用于环境水样中微量亚硝酸盐氮的测定，结果与经典的盐酸萘乙二胺比色法基本一致。

关键词：

亚硝酸盐氮;沙黄;分光光度法;测定

亚硝酸盐氮(NO2- -N)不同于亚硝酸盐。亚硝酸盐氮是指亚硝酸离子的含氮化合物，是氮循环的中间产物，可与仲胺类生成导致癌症的亚硝胺化合物。亚硝酸盐氮性质不够稳定，在不同的水质环境条件中可被氧化为硝酸盐，也可被还原成氨，故采集水样后应尽快分析测定。亚硝酸盐氮广泛存在于各类水质环境中，人类长期饮用亚硝酸盐氮含量较高的水，会损害人体健康。亚硝酸盐氮对人体的危害已引起国家环保部门和医学界的高度关注和重视，并把亚硝酸盐氮的测定作为环境水质监测中的必测项目。因此，各类水质中亚硝酸盐氮的准确测定，是正确进行水体评价和判断水能否直接饮用的重要科学依据。

目前，测定亚硝酸盐氮的方法主要有重偶氮联法、催化光度法、亚硝化法、离子色谱法等。这些方法存在的主要问题是，试剂本身不够稳定，且有毒性较大的致癌物质;虽然方法灵敏，但多数要求在加热条件下进行，需要严格控制温度;选择性不高，易受多种共存离子的干扰，颜色稳定时间较短，精密度差，分析条件苛刻。这些方法都不宜用于水中微量亚硝酸盐氮的分析。本文基于在酸性条件下亚硝酸盐氮能与沙黄反应生成蓝紫色配合物的特性，建立了一种操作简便、快速、选择性高、反应灵敏、测定准确度和精密度良好且具有实用价值的水中微量亚硝酸盐氮含量的测定方法。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

双光束型紫外可见分光光度计;酸度计

亚硝酸盐氮标准储备液：准确称取干燥过的亚硝酸钠0.3080 g，溶于少量水中，转移至250 mL的棕色容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液中亚硝酸盐氮的质量浓度为25 ug/mL。加入0.3 mL三氯甲烷溶液，在低于5℃的温度下保存，可稳定近1个月。该溶液使用时需用高锰酸钾标定，高锰酸钾需用草酸钠标准溶液标定，使用前稀释至25ug/mL。

显色剂溶液(0.1%)：准确称取沙黄0.1 g，溶于水并转移至100 mL的棕色容量瓶中，用水定容至刻度，避光保存。

其他试剂均为分析纯，水为去离子水。

1.2 实验方法

准确移取一定量的亚硝酸盐氮标准溶液(25 ug/mL)于25 mL比色管中，依次加入4.0 mL的0.1% 沙黄溶液和1.0 mL的6 mol/L磷酸溶液，用水稀释至25 mL，摇匀。避光放置25 min后，以1 cm比色皿、在波长597 nm处、以试剂空白为参比进行吸光度测定。

2 结果与讨论

2.1 波长的选择

准确移取一定量的亚硝酸盐氮标准溶液，按实验方法显色，用双光束型紫外可见分光光度计在500 nm-750 nnl进行扫描，结果见图1。

由图1可见，配合物的最大吸收波长为597 nm。在597 nm处配合物溶液的吸光度(A)与显色剂空白溶液的吸光度差值最大，且显色剂空白溶液的吸光度较低，故本实验选用597 nm作为测定波长。

2.2 酸度的影响

准确移取一定量的亚硝酸盐氮标准溶液(25 ug/mL)于25 mL比色管中，按照实验方法改变6 mol/L H3PO4溶液的加入量，结果见图2。

由图2可见，H3PO4溶液用量为0.5 mL～1.7 mL时，吸光度值高且稳定，故本实验选择H3PO4用量为1.0 mL。

2.3 显色剂用量

准确移取一定量的质量浓度为25 ug/mL亚硝酸盐氮标准溶液于25 mL比色管中，再依次加入不同体积的显色剂溶液，按实验方法测定不同显色剂用量时体系的吸光度，见图3。

由图3可见，当显色剂的加入量在3.5 mL-5.5 mL时，测得体系的吸光度值大且稳定。所以，在本实验中选择4.0 mL作为显色剂的加入量。

2.4 显色时间与稳定时间

在室温条件下，按照实验方法测定不同时间下显色体系的吸光度，见图4。

实验结果表明，显色反应在20 min内吸光度值接近最大值，且非常稳定，显色剂在室温下避光放置可稳定3 h以上。本实验选择显色时间为25 min。

2.5 线性范围

分别吸取0.0、0.5、1.0、1.5、2.0 mL的亚硝酸盐氮标准溶液(25 g/mE)于5支25 mL比色管中，按实验方法显色，依次测其吸光度值，并绘制工作曲线：

从工作曲线可知，亚硝酸盐氮加入量为0.0 mL～1.9 mL时，符合比尔定律。用最小二乘法对其进行回归处理，得其回归方程为A=0.532c+0.003，相关系数为r=0.999 7，表观摩尔吸光系数为：

3.97×103L/(mol·cm)。

2.6 精密度

按实验方法平行测定11次。结果表明，当亚硝酸盐氮标准溶液质量浓度为l mg/mL时，所得结果的标准偏差(SD)=1.17×10～，相对标准偏差(RSD)=0.26% 。

2.7 样品测定

分别对温泉水、河水、湖水、污水等样品进行5次平行实验，并与标准分析方法盐酸萘乙二胺法进行对照实验。测定结果列于表1。

由表1数据可知，本法测定结果与标准分析方法盐酸萘乙二胺法的测定结果基本一致。

2.8 标准回收实验

向2.7的4个水样中分别加人0.50 ug/mL和1.00ug/mL的加标量，各经5次平行实验，结果列于表2。由表2可知，4个水样中亚硝酸盐氮的回收率均在97.2% -102.0%。

本方法操作简便，试剂普及，测定结果准确，重现性良好，适宜于泉水、河水、湖水、污水等各类水样中亚硝酸盐氮的测定。