離子色譜法測(cè)定地表水中硝酸鹽和亞硝酸鹽

廖楠

摘要 應(yīng)用離子色譜法測(cè)定地表水中硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量，結(jié)果表明：標(biāo)準(zhǔn)曲線線性r均高于0.999 5，檢出限分別為0.001 7 mg/L和0.007 0 mg/L，精密度為0.22%～0.97%，準(zhǔn)確度較高。與氣相分子吸收光譜法相比，具有分離度高、操作簡(jiǎn)便、毒性危害小等特點(diǎn)，可滿足地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。

關(guān)鍵詞 地表水；硝酸鹽；亞硝酸鹽；離子色譜法

中圖分類號(hào) O657.75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）03-0160-02

隨著經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展，作為飲用水和工業(yè)用水水源的地表水水體受到嚴(yán)重污染，水質(zhì)惡化而無法達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。地表水中硝酸鹽、亞硝酸鹽的污染問題在近年來受到越來越多的關(guān)注，其中硝酸根離子的含量與水體富營(yíng)養(yǎng)化有直接關(guān)系。伴隨著水污染的加劇，水體富營(yíng)養(yǎng)化情況也日益嚴(yán)重，水中氮化物主要以NH4+和NO3-形態(tài)存在，在特定條件以及微生物的催化作用下，也會(huì)形成毒性較強(qiáng)的NO2-。在pH值<6.5時(shí)，亞硝酸鹽會(huì)與仲氨反應(yīng)，形成強(qiáng)致癌物質(zhì)亞硝胺基，亞硝酸鹽中毒的原理是其與血紅蛋白作用，使正常的二價(jià)鐵被氧化成三價(jià)鐵，形成高鐵血紅蛋白。高鐵血紅蛋白能抑制正常的血紅蛋白攜帶氧和釋放氧的功能，因而致使組織缺氧，特別是中樞神經(jīng)系統(tǒng)缺氧更為敏感。亞硝胺還能夠透過胎盤進(jìn)入胎兒體內(nèi)，對(duì)胎兒有致畸作用。6個(gè)月以內(nèi)的嬰兒對(duì)亞硝酸鹽特別敏感，導(dǎo)致新生兒易患高鐵血紅蛋白癥（又稱“藍(lán)嬰綜合癥”）。因此，亞硝酸鹽已經(jīng)成為危害人類健康的重要因素之一[1]。地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求硝酸鹽（以氮計(jì)）含量不能高于10 mg/L。目前，雖然硝酸鹽超標(biāo)不是很嚴(yán)重，但這些硝酸鹽可以在地下水中持續(xù)幾十年，并且隨著污染的逐漸加重積累越來越多而可能至很高濃度，因此必須給予足夠的重視。

水中硝酸鹽和亞硝酸鹽的測(cè)定多采用分光光度法和氣相分子吸收光譜法，操作復(fù)雜耗時(shí)較長(zhǎng)，化學(xué)試劑種類繁多，相對(duì)于此，離子色譜法操作簡(jiǎn)便、靈敏度高、分離度好，能同時(shí)測(cè)定多種化合物，耗費(fèi)時(shí)間短。處理成分較復(fù)雜的地表水樣品時(shí)，前處理凈化過程簡(jiǎn)單易操作，測(cè)定結(jié)果滿足地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求[2]。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

ICS5000+型離子色譜儀，氫氧根淋洗液（儀器自動(dòng)在線生成），一次性水系針式微孔濾膜：孔徑0.22 μm，硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮使用液濃度分別為10、100 mg/L。

1.2 樣品處理

選擇硬質(zhì)玻璃瓶或聚乙烯瓶盛放水樣，不需要加固定劑，4 ℃冷藏保存，2 d內(nèi)完成分析。采集的水樣通過0.22 μm針式濾膜，較清潔的水樣可直接進(jìn)樣，含有干擾物質(zhì)的復(fù)雜水樣可經(jīng)相應(yīng)的預(yù)處理柱處理后進(jìn)樣。樣品中的被測(cè)化合物隨氫氧根淋洗液進(jìn)入陰離子分離柱，離子交換樹脂對(duì)樣品進(jìn)行分離，經(jīng)電導(dǎo)檢測(cè)器檢測(cè)。根據(jù)色譜峰的相對(duì)保留時(shí)間定性，峰面積定量。

1.3 色譜條件

柱溫25 ℃，電導(dǎo)池溫度35 ℃，淋洗液為20 mmol/L KOH，抑制器電流59 mA，流速1.0 mL/min，進(jìn)樣體積25 μL，定量方式為峰面積。

1.4 檢出限和測(cè)定下限計(jì)算方法

按照HJ168—2010[3]的規(guī)定，對(duì)0.07 mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算7次平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差，按照式（1）計(jì)算檢出限；以4倍檢出限作為測(cè)定下限。

MDL=t（n-1，0.99）×S（1）

式（1）中：MDL—方法檢出限；n—樣品的平行測(cè)定次數(shù)；t—自由度為n-1、置信度為99%時(shí)的t分布（單側(cè)）；S—n次平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差。其中，當(dāng)自由度為n-1，置信度為99%，當(dāng)n=7時(shí)，t（n-1，0.99）=3.143。

2 結(jié)果與分析

2.1 校準(zhǔn)曲線

準(zhǔn)確移取一系列標(biāo)準(zhǔn)使用液于一組100 mL容量瓶中，用水稀釋定容至標(biāo)線，混勻。配制成不同濃度混合標(biāo)準(zhǔn)系列（表1）。以各離子的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線（表2）。樣品的離子色譜圖見圖1。

2.2 檢出限和測(cè)定下限

根據(jù)式（1）計(jì)算檢出限，并確定測(cè)定下限，結(jié)果見表3。

2.3 精密度

選擇亞硝酸鹽氮0.30 mg/L、硝酸鹽氮5.00 mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液平行測(cè)定6次，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。試驗(yàn)結(jié)果表明：該方法精密度為0.22%～0.97%（表4）。

2.4 準(zhǔn)確度

對(duì)國(guó)家有證標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定，平行測(cè)定6次，測(cè)定結(jié)果見表5。

3 結(jié)論

運(yùn)用離子色譜法測(cè)定地表水中硝酸鹽和亞硝酸鹽，分離度比較好，檢出限比較低，操作簡(jiǎn)便，可以同時(shí)測(cè)定多種化合物。處理成分比較復(fù)雜的地表水樣品時(shí)，前處理凈化過程簡(jiǎn)單易操作，測(cè)定結(jié)果滿足地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求[3-6]。

隨著人們環(huán)境意識(shí)、健康意識(shí)的逐步增強(qiáng)，對(duì)環(huán)境影響巨大、對(duì)人類自身健康有嚴(yán)重危害的硝酸鹽、亞硝酸鹽類物質(zhì)，必然會(huì)日益受到公眾的重視。加強(qiáng)水資源的保護(hù)是一項(xiàng)需要長(zhǎng)期堅(jiān)持、堅(jiān)決不能放松的工作。要嚴(yán)格控制污染排放，盡可能從源頭上防止水污染的發(fā)生；建立生態(tài)農(nóng)業(yè)體系，合理規(guī)劃和布置農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，合理施用化肥；對(duì)生活垃圾進(jìn)行合理的分類和集中處理，強(qiáng)化污水處理設(shè)施的處理能力。水污染防治工作不能僅僅依靠政府制定相應(yīng)的政策措施，還應(yīng)當(dāng)讓公眾參與其中。只有加大環(huán)保宣傳的力度、提高環(huán)境保護(hù)的公眾意識(shí)，政府的職能效率才能更快提高，治理也才會(huì)更加有效[7]。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 盛志輝.飲用水中亞硝酸鹽危害與對(duì)策[C]//中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì).中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集：第一卷，2009：857-858.

[2] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：GB 3838—2002[S].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2009.

[3] 環(huán)境保護(hù)部.國(guó)家環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則：HJ168—2010[S].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2010.

[4] 汪洪濤.飲用水中亞硝酸鹽含量的分析[J].食品研究與開發(fā)，2011（12）：134-136.

[5] 洪乙文，陸日貴，陳清德，等.采用離子色譜法測(cè)定飲用水中亞硝酸鹽[J].醫(yī)藥論壇雜志，2013（5）：67-68.

[6] 王新峰，蘇漢良.離子色譜法測(cè)定飲用水中亞硝酸鹽的應(yīng)用研究[J].藥物與人，2014（6）：63.

[7] 劉東，武開業(yè).離子色譜法測(cè)定地表水中的NO3-[J].科技信息，2011（21）：61