海水硝酸盐氮测定方法的对比研究
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摘要：本文对三种测定海水硝酸盐氮的方法进行了概述和对比研究，并对三种测定方法的优缺点进行概述。镉柱还原法是经典方法，适合少量低浓度海水样品的测定;气相分子吸收法具有操作简单、快速等优点，适合大批量高浓度海水样品的测定;连续流动比色法检出限低，灵敏度高，操作简单，适合一般海水样品的测定，降低人工误差。三种测定海水硝酸盐氮的方法均能满足监测要求。
关键词：硝酸盐氮;镉柱还原;气相分子;连续流动
1绪论
海水中的氮主要是离子态氮，其中以硝酸盐氮为主，另外还有亚硝酸盐氮、氨氮和少量溶解气体形式的氮以及有机氮[1]。海水中的硝酸盐氮是有氧环境下氨氮、亚硝酸盐氮等多种形态的含氮化合物中最稳定的含氮化合物，也是含氮有机物经过无机物作用分解的最终产物[2]。海水中硝酸盐氮作为海水三氮评价指标之一，含量过高会使海洋水域富营养化，微生物及浮游生物大量生长和繁殖，消耗水中的溶解氧，从而导致鱼、虾等水生生物死亡，严重破坏海洋生态环境，恶化海洋生态环境，因此，硝酸盐氮的含量检测是海水水质监测的基本指标，能够为预防、发现和治理海洋生态环境污染提供基础数据支撑。
测定海水水中硝酸盐氮含量的方法有很多，目前常用的有镉柱还原法、气相分子吸收光谱法、连续流动比色法等。本文主要介绍这三种测定海水硝酸盐氮的方法对比。
2方法对比
2.1镉柱还原法
目前，实验室一般选用镉柱还原法测定海水中硝酸盐氮，该方法是海水测定的经典方法和仲裁方法，主要是将水样通过镉还原柱，将硝酸盐氮定量的还原为亚硝酸盐，然后按重氮-偶氮光度法测定亚硝酸盐氮的总量，扣除原有亚硝酸盐氮，得硝酸盐氮的含量。该方法具有仪器设备简单、检出限低、盐效应稳定、重复性较好等特点，但在实际分析化验中，该方法操作步骤繁琐，镉柱使用前需要活化和清洗，镉柱制备及进样过程问题频发，工作效率低。该方法还存在进样流速不易控制、镉粒镀铜过程繁琐、镉粒易被氧化等多方面的缺点，无法满足大批量样品测定和应急监测的需求。翟麟秀，席琦等对镉柱制备方法和还原装置进行了改进分析，在镉柱的连接处加了蠕动泵，经试验，经过改装后的实验装置在流速控制下，准确度较高，还原率大于95%，且标准样考核满足质量控制要求，符合实验要求。解决了进样流速不易控制、装柱过程镉粒易被氧化以及镉粒镀铜工艺繁琐的问题，使操作更加简单，避免了镉粒被氧化的几率，提高了工作效率，保障了监测数据的准确性。时文博，王娟娟等也研究过镉柱还原法测定海水总氮方法的优化及改进，通过比较锌镉还原和镉柱还原，调节缓冲液pH、弃去液体积等多方面寻找镉柱还原方法中的最佳条件。通过实验验证，经过优化后，绘制的标准曲线线性较好，方法的准确度、精确度均符合要求，同时避免了实验中因稳定性、可重现性差而导致的反复条件摸索，提高了工作时效。
2.2气相分子吸收光谱法
气相分子吸收光谱法测定海水中硝酸盐氮，是在盐酸介质中，调节合适温度，三氯化钛将硝酸盐迅速还原分解，生成的一氧化氮用空气或氮气载入气相分子吸收光谱仪中，在214nm处测得吸光度与硝酸盐氮浓度遵循比耳定律。该方法在试样中添加氨基磺酸，直接去除试样中亚硝酸盐的干扰，计算机直接计算硝酸盐氮浓度。与镉柱还原法相比，气相分子吸收法是一種比较新型的分析手段，目前，在地表水和工业废水的硝酸盐氮测定应用已较为广泛，海水测定方法研究很少。何平、周侣艳、周珊等研究过气相分子光谱法测定海水中的硝酸盐氮，并进行了标准曲线线性、准确度、精密度研究，并和镉柱还原法进行了对比，得出气相分子吸收光谱法分析速度更快，样品和试剂用量更少，提高了分析的时效性，对环境监测工作具有重要意义，是目前测定海水硝酸盐氮比较先进的方法，值得在实验室推广应用，而且比较适合大批量海水测定的要求。
2.3连续流动比色法
连续流动比色法是样品通过镀铜的镉还原柱，采用空气片段连续流动分析技术，样品和试剂在一个连续流动的系统中混合均匀，且每个样品都被均匀的气泡切割，在缓冲溶液中硝酸盐被还原成亚硝酸盐，亚硝酸盐通过与磺胺和N-（1-萘基）-乙二胺盐酸盐发生重氮偶氮反应，生成含氮的染料，在540nm波长处测定。连续流动分析法是一种应用广泛的分析方法。常峰等研究过连续流动分析仪测定水中硝酸盐氮的测定方法，研究证明连续流动分析仪测定水中的硝酸盐氮线性关系良好，灵敏度高，检出限低，准确度和精密度较好。该方法改善了实验室测定硝酸盐氮的自动化程度，提高了工作的时效性，在大批量样品的分析过程中，具有明显的优势。孙辰、邓峥等研究过连续流动分析仪测定水中硝酸盐氮及亚硝酸盐氮的方法，针对实验条件进行优化设置，利用改造连续流动分析仪测定水中硝酸盐氮的含量检测时间更短，90秒即可完成一个水样的测定。在待测水样量较大的情况下，可以替代部分手工比色法，减少繁重劳动力。连续流动分析仪能够通过程序化的进样、混匀、反应、过滤、分光等步骤，定量检测实验的化学反应及比色过程。该方法适用于大批水样的规模化检测。
3结论
经过比较三种测定海水中硝酸盐氮的方法，镉柱还原法是经典方法，检出限低，精密度高，但操作繁琐，费时较长，适合少量低浓度海水样品的测定;气相分子吸收法具有操作简单，自动稀释，试剂用量少，快速等优点，但开关机时间相对较长，适合大批量高浓度海水样品的测定;连续流动比色法检出限低，灵敏度高，操作简单，对未知浓度范围的海水测定尚有一定的局限性，适合一般海水样品的测定，降低人工误差。三种测定海水硝酸盐氮的方法均能满足监测要求。
参考文献：
[1]胡筱敏，叶舒帆，和英滇，等.电解催化还原-氯氧化无害化去除水中硝酸盐氮[J].环境科学研究，2011，24（5）：533-539.
[2]刘兆坤，高永敏，李绪生，等.碧流河水库下游洪水淹没损失计算[J].东北水利水电，2007，25（5）：40-42.
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