分光光度法和离子色谱法测定地下水亚硝酸盐氮比较研究

张见昕

（辽宁省生态环境监测中心，辽宁 沈阳110161）

随着我国工业化进程加快，人工合成的各种化合物不断投入使用，地下水中化学组分也正在发生变化。亚硝酸盐氮是地下水质量常规指标的一项主要指标，若含量过高，将会对人体造成一定伤害。亚硝酸盐氮（NO2-N）是含氮有机物循环的中间产物，于自然界中广泛存在，其含量在某种程度上能够反映水体中有机物的污染程度。亚硝酸盐氮可将人体低铁血红蛋白氧化成为高铁血红蛋白，失去血红蛋白在体内输送氧的能力，出现组织缺氧症状，发生高铁血红蛋白症[1]。因此，为了严格控制水中亚硝酸盐氮的污染，对其进行精准检测具有重要的现实意义。近年来，国家对地下水监测给予了高度重视，为适应调查评价需要，《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）于2017 年5 月1 日正式实施，正式替代GB/T 14848-1993。地下水中亚硝酸盐氮最常用的分析方法为分光光度法和离子色谱法，而《地下水质量标准》附录中只推荐了分光光度法。本文对地下水样品分别采用分光光度法和离子色谱法进行检测，并对结果进行了比较分析。

1 适用范围

《水质 亚硝酸盐氮的测定 分光光度法》适用于地下水、地表水、饮用水及废水中亚硝酸盐氮的测定[2]。《水质 无机阴离子（F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO43-、SO32-、SO42-）的测定 离子色谱法》适用于地下水、地表水、工业废水和生活污水中8 种可溶性无机阴离子的测定[3]。从两种方法的适用范围来看，都可用于地下水亚硝酸盐氮的测定。

2 方法原理

分光光度法的方法原理：4- 氨基苯磺酸酰胺和亚硝酸根离子生成重氮盐，再与N-（1- 萘基）- 乙二胺二盐酸盐生成红色染料，在540nm 波长处测定吸光度。当亚硝酸氮浓度≤0.2mg/L时，其显色同比尔定律一致（使用10mm 光程比色皿）。

离子色谱法原理：水中阴离子经色谱柱交换分离和检测器检测，依据保留时间、峰高或面积进行定性和定量分析。

3 样品采集与保存

使用GB/T 7493-1987 分光光度法分析，要求使用聚乙烯瓶或玻璃瓶采集水质样品，24h 内分析。短期保存时每升样品需加入氯化汞40mg，并于2～5℃保存；使用HJ 84-2016 离子色谱法分析，要求样品采集后保存于聚乙烯或硬质玻璃瓶中。若需短期保存，应抽气过滤，并于避光、4℃以下环境保存。无论采用哪种方法，亚硝酸盐氮应尽快测定，保存期都不可超过2 天。

4 检出限和测定下限

分光光度法比色皿光程10mm，最低检出浓度0.003mg/L，测定上限0.20 mg/L。离子色谱法NO2-的检出限0.016mg/L，测定下限为0.064 mg/L，折算为亚硝酸（以N 计） 检出限为0.005mg/L，测定下限为0.020mg/L（进样量25μL）。《地下水质量标准》（GB/T14848-2017）中规定，亚硝酸盐Ⅰ类、Ⅱ类标准限值≤0.01mg/L，Ⅲ类标准限值≤1.0mg/L，Ⅳ类标准限值≤4.80mg/L，Ⅴ类标准限值为＞4.80mg/L。分光光度法和离子色谱法测定亚硝酸盐（以N 计） 检出限分别为0.003mg/L 和0.005mg/L，均符合地下水质量标准中限值要求，满足地下水质量分析评价相关要求。

5 干扰及消除

采用分光光度法分析，当水样pH≥11 时，如有干扰情况发生，可加入1 滴酚酞溶液，逐滴加入磷酸溶液并搅拌，使红色刚好消失。处理后pH 值为1.8±0.3，不影响测定结果。样品中如有悬浮物和颜色，可加入AL（OH）3悬浮液（100ml 样品加入2ml），去除初滤液再取样品测定。此外样品中如有硫代硫酸盐、氯、聚磷酸钠、三价铁离子，会造成明显干扰，影响测定结果。离子色谱法当样品中的某些疏水性化合物可能会影响色谱分离效果及色谱柱的使用寿命，可采用RP 柱或C18 柱处理消除或减少其影响。另外可采用H 柱或Na 柱减少样品中重金属和过渡金属的影响，延长色谱柱的使用寿命。

6 质量保证和质量控制

分光光度法标准中，未阐述该方法的质量保证和质量控制措施要求。离子色谱法标准中分别就空白试验、相关性检验、连续校准、精密度控制、准确度控制各方面做出了明确要求。每批次样品，要求测定平行双样的比例≥10%，如果样品不足10 个，最少测定1 个平行样，测定结果相对偏差在10%以内；每批次样品至少做两个空白试验，其结果应不高于方法检出限，如不满足要求，应重新分析，结果合格之后方可开始测定样品。标准曲线相关系数应≥0.995，如不满足要求，需重新绘制标准曲线。每批次样品，应选取一个标准曲线中间点浓度的标准溶液进行分析，测定结果与标准点浓度值相对误差不大于10%，如不满足要求，同样需重新绘制标准曲线；每批次样品，最少做1 个加标回收率，实际样品加标回收率应在80%～120%范围内。

7 试验与分析

7.1 仪器与试剂

表1 地下水样品亚硝酸盐氮分光光度法与离子色谱法分析结果比较

图1 地下水样品亚硝酸盐氮分光光度法与离子色谱法分析结果比较

离子色谱分析仪（ICS-2000，戴安）；色谱分离柱（Dionex IonPacTMAS16，4250mm）；电导检测器；一次性滤膜：0.45μm 孔径；紫外分光光度计（UVmini-1240，岛津）；亚硝酸钠（国药，优级纯）；盐酸（国药，优级纯）；N-（1- 萘基）- 乙二胺二盐酸盐。

7.2 试验方法

分光光度法：将水样50ml 移至50ml 比色管中，稀释，滴入显色剂1.0ml，摇匀、静置，此时pH 值应为1.8±0.3。20 分钟至2小时内，使用光程长10mm 的比色皿，540nm 吸光度，参比实验用水，对溶液吸光度进行测量。离子色谱法：将水样经微孔滤膜过滤后直接上离子色谱进行分析，操作简易。

7.3 结果与分析

8 结论

综上所述，两种方法对比来看，离子色谱法操作简单、分离度高、可以同时测定多种阴离子，质量保证和质量控制要求严谨。分光光度法检出限低，对仪器、试剂要求低，但使用的药品试剂有毒性，样品前处理过程较繁琐。两种方法分析地下水水质样品无显著性差别，检出限均满足质量标准评价要求，均可用于地下水水质亚硝酸盐氮的分析。