基于比色法和离子色谱法测量水中亚硝酸盐氮的实验研究

2013-07-31易林

中国高新技术企业·综合版 2013年6期

摘要：水中亚硝酸盐的测量在食品卫生等领域应用广泛，事关人们的身体健康。文章选择比色法和离子色谱法对水中亚硝酸盐氮进行测量，对两种检测方法的应用进行了实践，对于检测技术人员提高实验室检测能力具有积极的作用。

关键词：亚硝酸盐；比色法；离子色谱法

中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）17-0009-03

1 概述

亚硝酸盐现已被公认为我们日常生活饮水中的一项主要污染物指标，该指标一定程度上反映了水中受到含氮类有机物污染的程度，广泛存在于水体、土壤和各类食品中。该物质一旦进入人体后将会引发高铁血红蛋白症，出现常见的组织缺氧症状，还可以与仲胺类物质结合成致癌物质，严重地影响和威胁人类的身体健康。基于亚硝酸盐的危险性广泛存在，国家卫生标准已经明确规定了亚硝酸盐的含量限制。生活饮用水中NO2≤1.0mg/L，矿泉水中NO2≤0.005mg/L，纯净水中NO2≤0.002mg/L。因此，监测检测水中的亚硝酸盐含量成了当前社会的重要研究课题之一。

近年来，关于研究报道的水中亚硝酸盐的测定方法主要有重氮偶合分光光度法、催化分光光度法、间隔流动分析法、化学发光法等。王克太、陈兴国等研究提出了催化动力学流动注射荧光光度法测定亚硝酸根的方法。该方法的检测限为3.5μg/L，线性范围8.0～100.0μg/L，分析频率为65次/h。张雅燕、余传冠探讨利用离子色谱法来测定水中亚硝酸盐氮中的质量控制。方素珍、吴琴珠等改进了水中亚硝酸盐的重氮偶合分光光度测定法。晏细元等研究了在酸性介质中微量NO2加速空气氧化碘离子显色的指示反应及动力学条件，建立了动力学光度法测定地表水中亚硝酸盐氮浓度的新方法。徐紫君研究发现亚硝酸盐在稀磷酸介质中，对溴酸钾氧化食用色素胭脂红有很强的催化作用，由此建立了测定亚硝酸盐的新方法，线性范围同在0.5～8.0μg/25mL，最大吸收波长510nm。牛建平根据在碘化物存在下的稀硝酸溶液中，亚硝酸根能对硫氰酸铁（Ⅲ）红色络合物的褪色反应所具有的催化作用，采用固定时间法，于460nm波长处比色定量，并对含量范围0.10～1.00μg/L进行了测定。在此线性范围内，样品变异系数为3.6%～4.5%，回收率为97.0%～107.0%。冯枫等根据在酸性介质中，亚硝酸盐具有亚硝酸盐氧化甲哌氯丙嗪的作用，采用固定时间法于525nm波长处比色定量，检出限0.8μg/L，线性范围0～70μg/L。曲慧采用溴酸钾-甲基红催化分光光度法测定水样中的亚硝酸盐，测定波长为518nm，经过单因素实验和正交实验得出的最佳测定条件为：反应时间15min，H3PO4浓度1.5%，反应温度80℃，甲基红用量2.6mL，KBrO3用量4.5mL，线性范围0.2～20μg/mL。本文在总结国内的研究基础上，结合比色法和离子色谱法对当地自然条件下水中的亚硝酸盐进行了测量实验分析研究。

2 实例研究

本文将选择比色法和离子色谱法对水中亚硝酸盐进行测定。比色法具有操作简单等优点，被实验室人员所应用。盐酸α-萘胺比色法在pH值为2.0～2.5时，水中亚硝酸盐跟对氨基苯磺酸反应生成重氮盐，而当与盐酸α-萘胺发生结合后便会生成红色物质，并且色度跟其含量成正比例关系。亚硝酸盐还可以用离子色谱法测定。离子色谱是国内外科研院所进行化学分析的主要仪器之一。由于其可操作性简单、灵敏度高、误差小等优点而被研究人员广泛应用于食品检测、环境保护和生命科学等专业技术领域，该方法目前已成为国家行业某些项目特别是阴离子项目标准检验方法。

2.1 比色法

我们的实验选择的检验标准是GB/T8538-2008，进样量控制在25uL，设备选择离子色谱ICS-1100，保留时间为6.754min，NO2的峰高为0.023μS，峰面积为100%，样品量为0.017mg/L。通过分析计算，保留时间、峰面积、峰高、样品量和塔板数的平均值分别为7.078、0.037、0.207、0.169、41242，相对标准偏差分别为3.880%、359.543%、357.554%、359.543%、184.734%。

通过比色法测量水中亚硝酸盐，实验的测定条件：仪器名称及型号：分析天平0.1mg，721分光光度计，测定波长：540nm；比色皿厚3cm；标准溶液浓度：165.0μg/mL，标准使用液浓度：0.330μg/mL。

通过拟合获得曲线方程为y=15.7621A+0.06013，相关系数r：0.9997，线性关系拟合度非常的高。由此证明我们实验的准确度较好。在重复条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的10%。

2.2 离子色谱法

实验设备：戴安1100型离子色谱仪，配有氢氧化钠抑制性电导检测器（戴安），变色龙工作站；分析天平（万分之一）；Millipore（18.2MΩ/cm）纯水仪。

试验试剂：亚硝酸盐标准储备溶液（中国计量院标准物质中心），在4℃条件下避光保存，在配制溶液时均使用超纯水（18.2MΩ/cm），在文山市超市中随机购买的瓶装水。

2.3 试验方法

水样中待测的阴离子随氢氧化钠淋洗液进入离子交换系统中（由保护柱和分析柱组成），根据分离柱对不同离子的亲和力不同进行分离，已分离的阴离子经抑制器抑制后转化成具有高电导率的强酸，而淋洗液则转化成弱电导率的水，由电导检测器测量各种离子组分的电导率，以保留时间定性、峰面积或峰高定量。色谱柱：IonpacAS19（4×250），保护柱AS19（4×250）；流动相：35mM氢氧化钠淋洗液，流速为0.8mL/min；进样量为25μL，柱温为60℃。

2.4 样品处理

样品过0.45μm的水系微孔滤膜后直接进样，进样体积为25μL。样品及加标样品的色谱图分别见图1及表2、表3。线性范围和精密度参考新《饮用天然矿泉水》规定的饮用水中亚硝酸盐盐的浓度应<20μg/L以及仪器的灵敏度，本文选配10～80μg/L浓度范围内的亚硝酸盐标准溶液，用标准曲线法定量。在实验选定的色谱条件下，亚硝酸根的浓度与峰面积具有良好的线性关系（详见图2），分析结果见表4。

图1 样品及加标样品的色谱图

图2 工作曲线

图2工作曲线随机抽取一个样品，分别平行进样4次。结果表明样品中亚硝酸盐含量的相对标准偏差（RSD）为3.4%，精密度达到了分析的要求。

2.5 加标回收率

为了验证检测结果的准确性以及排除基体干扰的影响，对某品牌瓶装矿泉水样品进行了高中低三个浓度的加标回收试验（20PPb、60PPb、80PPb），回收率在70.97%～98%之间。

3 结语

采用离子色谱仪测量水中亚硝酸盐，样品前处理简单，准确性和精度高，可实现对水中亚硝酸盐大规模的测定，且在检测精密度和加标回收等方面达到了相关要求；而快检仪器操作简便，运行成本低，具有很好的实用价值。实验研究结果证明：亚硝酸盐在水中非常不稳定，采集后必须马上进行化验分析，标准物质为了减少误差，必须现配，另外必须要注意所测器具的清洁，防止干扰物质影响测定的精度。最后用比色法和离子色谱法对水中亚硝酸盐进行了测量，特别是应用离子色谱法测定水中亚硝酸盐氮，在整个试验过程中信号稳定、灵敏度较高。比色法测量的曲线模型的相关系数为0.9997，拟合度较好。

参考文献

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