測定地下水中亞硝酸鹽氮、氨氮、硝酸鹽氮(一)
氮既是生命元素,也是主要的環(huán)境污染因子。 而氨氮(NH4+)、亞硝酸鹽氮(NO2–)和硝酸鹽氮 (NO3–)的相對含量,在一定程度上反映含氮有機物 污染的時間長短,對了解水體污染歷史以及分解趨 勢和水體自凈狀況等有很高的參考價值。
目前實驗室多采用分光光度法等國家標準方 法測定水中的 NH4+,NO2– 和 NO3–[1–3],分光光度法 易受到水體色度和濁度的干擾,需蒸餾、絮凝等繁瑣 步驟,使用的顯色劑毒性較大且分析時間較長[4–8]。 氣相分子吸收光譜 (GPMAS) 法作為 20 世紀 70 年代興起的一種檢測手段[9–10],其原理是利用 特定的化學反應,將待測成分轉化為氣體后分離,并在特定波長下測定氣體的吸光度,吸光度與待 測成分濃度呈線性關系,符合朗伯 – 比耳定律[11]。 GPMAS 法具有操作方便、安全環(huán)保、靈敏、精密 度高、干擾成分少等優(yōu)點,不受樣品顏色和濁度影 響,已廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測領域[12–17]。國內已將 GPMAS 法測定 NH4+,NO2– 和 NO3– 納入環(huán)境保護 行業(yè)標準[18–20]。
筆者采用上海北裕分析儀器股份有限公司生 產的 GMA3376 型氣相分子吸收光譜儀測定地下水 樣品中的 NO2–,NH4+ 和 NO3– 含量,該儀器采用流 動注射,將待測成分在線轉化為氣體進行檢測,實現(xiàn) 了在線繪制標準曲線、自動進樣及分析數(shù)據(jù),簡化了 樣品前處理過程,減少了樣品損失,大幅提高了檢測 的準確度和效率。
1、實驗部分
1.1 主要儀器與試劑 氣相分子吸收光譜儀:GMA3376 型,配自動進 樣器,上海北裕分析儀器股份有限公司; 紫外可見分光光度計:Cary 60 型,安捷倫科技 (中國)有限公司; 亞硝酸根標準溶液、水中氨標準溶液、硝酸根 標準溶液:質量濃度均為 1 000.00 mg/L,編號分別 為 GSB 04–2839–2011,GBW(E) 082267,GBW(E) 080264,使用時分別用超純水逐級稀釋成 2.5 mg/L NO2–,2.5 mg/L NH4+,20.0 mg/L NO3– 標準使用液; 一水合檸檬酸、溴酸鉀、溴化鉀、三氯化鈦溶液 (質量濃度為 15%~20%)、乙醇(99.7%):國藥集團 化學試劑有限公司;鹽酸:西隴科學股份有限公司; 本實驗所用試劑均為分析純。
1.2 試劑的配制
NO2– 測定試劑:檸檬酸 – 乙醇溶液,其中檸檬 酸濃度為 0.5 moL/L,乙醇體積分數(shù)為 30%。
NH4+ 測定試劑:鹽酸 – 乙醇溶液,用濃鹽酸、乙 醇和水以體積比 2.5∶3.0∶4.5 配制。 次溴酸鹽氧化劑:稱取 2.81 g 溴酸鉀及 30 g 溴 化鉀,溶解于 500 mL 水中,搖勻,貯存于棕色玻璃 瓶中,作為溴酸鹽混合儲備液;吸取 6.0 mL 溴酸鹽 混合儲備液于棕色磨口試劑瓶中,加入 200 mL 水 及 12.0 mL 鹽酸溶液(1+1),立即密塞,輕微搖勻, 于暗處放置 5 min。加入配制好的 100 mL 40% 氫 氧化鈉溶液,待小氣泡逸盡,充分搖勻后使用。該試 劑需現(xiàn)配現(xiàn)用,配制時,所用試劑、水和室內溫度應 不低于 18℃,不高于 30℃。 NO3– 測 定 試 劑:三 氯 化 鈦 – 鹽 酸 溶 液,用 15%~20% 三氯化鈦溶液、濃鹽酸和水以體積比 4∶1∶1 配制。 其它試劑參照 HJ/T195–2005[18],HJ/T197– 2005[19],HJ/T198–2005[20]配制。
1.3 實驗方法
1.3.1 儀器工作條件
依據(jù) HJ/T 195–2005,HJ/T 197–2005,HJ/T 198–2005 測定地下水樣品中 NO2–,NH4+ 和 NO3– 含 量,使用 GMA3376 型氣相分子吸收光譜儀進行自 動化在線分析,無需手動進行標準曲線繪制及樣品 前處理操作。儀器工作條件如表 1。
1.3.2 實驗步驟
地 下 水 樣 品 基 體 相 對 簡 單,不 含 有 SO32–, S2O32–,SCN– 及有機胺(或含量很低,可以忽略)。取 一份地下水樣品(進樣管 40 mL)完成 NO2–,NH4+ 和 NO3– 3 種組分的測定。首先測定 NO2– 的含量; 之后采用分段法測定 NH4+ 的含量;后參照 NO2– 的含量確定 NO3– 測定干擾的消除方法(不加或加入 2 滴 10% 氨基磺酸溶液),對于不含 NO2– 或 NO2– 含量不高的樣品可簡化操作步驟直接測定 NO3–,從 而提高檢測效率。
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