水中硝酸盐氮两种检测方法的比对分析

梁洪儒，吴艳玲

（1.东营市水文中心，山东 东营 257000；2.山东嘉百利环境科技有限公司东营分公司，山东 东营 257000）

在地表水水环境监测中，硝酸盐氮是重要指标之一。紫外分光光度法和离子色谱法是常用的准确检测地表水硝酸盐氮含量两种方法。本文旨在通过比对分析两种方法准确度、精密度，加之日常工作实践，得出两种检测方法的优缺点，以指导日后水质检测工作。

1 实验方法

1.1 紫外分光光度法

该方法采用水利标准《硝酸盐氮的测定（紫外分光光度法）》（SL 84-1994）[1]，此标准方法的检出限为0.08 mg/L。检测原理是利用水中溶解的有机物和硝酸根离子在220 nm和275 nm波长处的吸收特性来测定含量，有机物在两个波长处均有吸收，因此在220 nm波长处定量测定硝酸盐氮，在275 nm波长处进行校正[1]。仪器选用TU-1810紫外可见分光光度计。使用的主要化学试剂为1 mol/L盐酸溶液（优级纯）、0.8%氨基磺酸溶液、500.0 mg/L硝酸盐氮标准溶液。

1.2 离子色谱法

该方法采用生态环境标准《水质无机阴离子（F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO43-、SO32-、SO42-）的测定离子色谱法》（HJ 84-2016）[2]，此标准方法检出限为0.016 mg/L。检测原理为使用阴离子色谱交换柱将地表水水样中的硝酸根离子分离，通过抑制型电导检测器测定，以峰面积确定含量，以保留时间定性[2]。仪器选用IC6100离子色谱仪。化学试剂为碳酸钠淋洗液、500.0 mg/L硝酸盐氮标准溶液。

2 实验内容

2.1 校准曲线绘制

1）紫外分光光度法：先用容量瓶准确将500.0 mg/L硝酸盐氮标准溶液稀释至20.00 mg/L作为标准使用液，向7支50 ml比色管中依次加入0、0、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00 ml硝酸盐氮标准使用液，用纯水定容到50 ml，得到质量浓度梯度为0、0、0.40、1.20、2.00、2.80、4.00 mg/L的硝酸盐氮溶液。向7支比色管中分别加入盐酸和氨基磺酸溶液，测定其在220 nm波长处与275 nm波长处的吸光度，以质量浓度为横坐标，220 nm处吸光度与2倍275 nm处吸光度之差为纵坐标绘制标准曲线。

2）离子色谱法：配制与紫外分光光度法相同浓度梯度的硝酸盐氮溶液标准系列，注入离子色谱仪进行检测的顺位为：浓度由低到高，测定得出峰面积，以峰面积对硝酸盐氮质量浓度绘制标准曲线。

2.2 待检测水质样品

本实验设计共有7个检测样品，其中6个为天然水样，于2020年5月取自东营市境内具有代表性河流、水库监测断面，1个为质控样品（水利部水环境监测评价研究中心产标准样品，批号为171280）。

2.3 样品前处理

1）紫外分光光度法：水中溶解的有机物、浊度、三价铁离子和六价铬离子会对实验有干扰，一般使用大孔中性吸附树脂和絮凝共沉淀方法进行去除。

2）离子色谱法：在注入离子色谱仪之前要将待测水样先进行过滤处理，一般使用0.45μm滤膜进行过滤[3]。

3 结果分析

3.1 两种方法的校准曲线

以吸光度值（峰面积）对硝酸盐氮质量浓度绘制校准曲线，曲线结果见表1，由表1可知，紫外分光光度法与离子色谱法校准曲线的相关系数均大于0.999，两个方程均具有良好的线性关系。

表1 校准曲线

3.2 精密度检验

运用紫外分光光度法和离子色谱法两种方法测定一个质控样品，其浓度值为1.26±0.05 mg/L，共做5次平行，测定结果见表2。两种方法计算结果均在标准物质浓度范围之内，相对标准偏差（RSD）分别为1.53%、0.44%，表明两种方法的精密度都较高。

表2 标准物质测定结果

使用两种方法检测取自东营市境内具有代表性河流、水库的待测水样，检测结果见表3。紫外分光光度法检测结果相对标准偏差（RSD）范围为0.23%~6.39%。离子色谱法检测结果相对偏差（RSD）范围为0.34%~0.88%，精密度均满足《水环境监测规范》（SL 219-2013）[4]的相关规定，且离子色谱法的精密度要好于紫外分光光度法。

表3 待测水质样品测定结果

采用t检验对紫外分光光度法和离子色谱法检测结果进行显著性差异分析[5]，计算得出t=0.101，查表的t0.05（10）=2.228，t＜t0.05（10），表明两种方法无显著性差异。

3.3 准确度检验

在水环境监测中，检测结果的准确度由加标回收率来表征。在本次实验中，将待检测水质样品S4、S5、S6作为加标回收率测定的对象。具体操作步骤为：在装有50.00 ml待测水质样品的比色管中，加入硝酸盐氮标准使用液，加入体积为2.00 ml，加入与标线相同试剂后，测定加标回收率，每个水样做3次平行。测定结果见表4~5。由表4~5可得，紫外分光光度法测得回收率为96.6%～106%；离子色谱法测得回收率为101%～102%，均满足质控要求，表明两种方法具有较好的准确度。

表4 紫外分光光度法加标回收率测定结果

4 结论

硝酸盐氮是地表水环境监测中的重要指标。在本次实验中，使用紫外分光光度法和离子色谱法对有证标准物质和天然水样进行检测，以比较两种方法的准确度和精密度。

表5 离子色谱法加标回收率测定结果

实验结果表明：用紫外分光光度法和离子色谱法检测地表水中硝酸盐氮都有较高的准确度和精密度，此外根据t检验结果，两种方法没有显著性差异，由此证明在日常硝酸盐氮检测工作中可以随机选择其中之一使用。在长期检测工作实践中，通过经验总结得出：离子色谱具有自动进样、节省人力等优点，但得出检测结果时间较长。因此，在以后工作中，若样品数量少且检测工作较紧急时，推荐使用紫外分光光度法；若样品数量较大，需节省人力时，推荐使用离子色谱法。