硝酸鹽在有氧環(huán)境中是最穩(wěn)定的含氮化合物，也是含氮有機(jī)化合物經(jīng)無(wú)機(jī)化作用最終階段的分解產(chǎn)物。人體攝入硝酸鹽后，經(jīng)腸道中微生物作用轉(zhuǎn)變成亞硝酸鹽而呈現(xiàn)毒性作用。國(guó)標(biāo)測(cè)定水中硝酸鹽的方法，如酚二磺酸分光光度法、離子色譜法、紫外分光光度法不是需要貴重儀器就是操作繁瑣，雖然麝香草酚分光光度法具有操作簡(jiǎn)便、無(wú)需貴重分析儀器、無(wú)重金屬污染等優(yōu)點(diǎn)，但是該方法只能用于飲用礦泉水的測(cè)定，因此有必要建立一種操作簡(jiǎn)便且適用于地表水、地下水和飲用水中的硝酸鹽氮準(zhǔn)確測(cè)定的方法。

一、方法原理

在一定溫度下，對(duì)羥基苯甲酸與硝酸鹽在濃硫酸中發(fā)生反應(yīng)生成硝基酚化合物，硝基酚化合物在堿性溶液中發(fā)生分子重排生成黃色化合物，該黃色化合物在390～420nm可見(jiàn)光處有強(qiáng)烈吸收。

二、試劑與測(cè)定方法

1、試劑

對(duì)羥基苯甲酸，分析純；硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液（12.0±0.89）mg/L，其余試劑：氨基磺酸銨、硫酸銀、氨水、36%乙酸、氫氧化鈉、濃硫酸等均為分析純。實(shí)驗(yàn)用水：純水。對(duì)羥基苯甲酸溶液（10g/L）：稱取1.0g對(duì)羥基苯甲酸溶于100mL純水中，稱取0.3g氫氧化鈉加入其中，每隔4h左右搖5min，36h后固體完全溶解。硫酸銀-硫酸溶液（10g/L）：稱取10.0g硫酸銀溶于1.0L硫酸。

硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液（15.0mg/L）：取硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)液10mL定容至200mL容量瓶。氨基磺酸銨溶液（20g/L）：稱取2.0g氨基磺酸銨（NH4SO3NH2）溶于100mL乙酸溶液（1+4）。氫氧化鈉溶液（300g/L）：稱取150g氫氧化鈉溶于純水中，定容至500mL。722型分光光度計(jì)；2臺(tái)XH-C旋渦混合器，常州朗越儀器制造有限公司，一臺(tái)搖晃速度調(diào)至2.0（轉(zhuǎn)速約600r/min）用于邊加2mL硫酸銀硫酸溶液邊搖晃試管，另一臺(tái)搖晃速度調(diào)至3.5（轉(zhuǎn)速約為1000r/min）用于其他需要混合均勻的操作。常規(guī)試管、移液管、移液槍等。

三、常規(guī)測(cè)定方法

1、校準(zhǔn)曲線回歸方程

A標(biāo)準(zhǔn)曲線：取7支50mL比色管，分別加入硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液（15.0mg/L）0、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80mL，用純水稀釋至1.00mL，對(duì)應(yīng)的硝酸鹽氮質(zhì)量濃度分別為0、1.5、3.0、6.0、9.0、12.0mg/L。向各比色管加入0.1mL氨基磺酸銨溶液，搖勻后放置5min，再各加0.1mL對(duì)羥基苯甲酸溶液，由比色管中央直接滴加到溶液中，勿沿管壁流下，搖勻后加2mL硫酸銀-硫酸溶液（邊加邊搖），混勻后放置10min，分別加5.0mL純水和4.0mL氫氧化鈉溶液，冷卻后加5.0mL氨水，混合均勻，冷卻后于波長(zhǎng)410nm處，用2cm比色皿，以純水為參比，測(cè)定吸光值。以吸光值為橫坐標(biāo)、硝酸鹽氮質(zhì)量濃度為縱坐標(biāo)繪制校準(zhǔn)曲線，求出校準(zhǔn)曲線的回歸方程：Y=aX+b，其中Y代表水樣硝酸鹽氮質(zhì)量濃度（mg/L），X代表扣除空白值后水樣吸光值，a、b為回歸方程系數(shù)。

2、水樣測(cè)定

取1.0mL水樣，加入0.1mL氨基磺酸銨溶液，以下操作同校準(zhǔn)曲線的繪制。水樣吸光值減去空白吸光值，代入校準(zhǔn)曲線的回歸方程計(jì)算水樣硝酸鹽氮含量。

3、結(jié)果與討論

（1）最佳波長(zhǎng)選擇

以硝酸鹽氮質(zhì)量濃度為6.0mg/L的水樣做波長(zhǎng)選擇試驗(yàn)，以純水為空白對(duì)照，用722分光光度計(jì)在390～420nm范圍掃描，測(cè)定結(jié)果在410nm處有最大吸收峰，選擇410nm為最佳測(cè)定波長(zhǎng)。3.2對(duì)羥基苯甲酸與硝酸鹽反應(yīng)時(shí)間以12.0mg/L的硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行試驗(yàn)，確定對(duì)羥基苯甲酸與硝酸鹽反應(yīng)時(shí)間，結(jié)果顯示10min內(nèi)反應(yīng)完成效果較佳，因此確定反應(yīng)時(shí)間定為10min。

四、影響因素

1、硫酸銀-硫酸溶液加入方式的影響為了考察硫酸銀—硫酸溶液加入方式對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，由同一人操作進(jìn)行，只是加入硫酸銀—硫酸溶液用不同的移液工具，即分別使用快直形移液管、移液槍和大肚移液管將硫酸銀—硫酸溶液加入到水樣中（邊加硫酸銀—硫酸溶液邊搖比色管），其余操作相同，測(cè)得的吸光值減去空白值，代入Y=aX+b求得的回歸方程計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)水樣硝酸鹽氮含量。結(jié)果表明，快直形移液管測(cè)定的結(jié)果更接近標(biāo)準(zhǔn)水樣值，這是由于使用大肚移液管比快直形移液管液體流出速度明顯慢，將2mL硫酸銀—硫酸溶液加完需要的時(shí)間長(zhǎng)，在這過(guò)程中搖晃大肚移液管的時(shí)間和水樣冷卻時(shí)間也長(zhǎng)，因此水樣中硝酸鹽與對(duì)羥基苯甲酸反應(yīng)的溫度低，在相等的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)生成硝基酚化合物少，導(dǎo)致用大肚移液管測(cè)定的硝酸鹽氮測(cè)定值偏?。灰埔簶屢后w流出速度與按壓活塞桿的力度相關(guān)，通常移液槍液體流出速度要大于快直形移液管，因此使用移液槍加入2mL硫酸銀—硫酸溶液的測(cè)定結(jié)果比用2mL快直形移液管測(cè)定的結(jié)果偏大?？梢?jiàn)使用不同的移液工具加入硫酸銀—硫酸溶液對(duì)測(cè)定結(jié)果有影響。確定本實(shí)驗(yàn)使用快直形移液管。比色管搖晃程度的影響為了考察使用同樣的移液工具加入硫酸銀—硫酸溶液的過(guò)程中，比色管搖晃程度不同對(duì)測(cè)定值的影響，設(shè)計(jì)3組不同分析人員進(jìn)行平行試驗(yàn)，邊加硫酸銀—硫酸溶液邊搖晃比色管，所不同的是搖晃比色管程度不同：第一組平行試驗(yàn)，用漩渦混合器（搖晃速度調(diào)至2.0）搖晃試管，由于比色管為平底，用漩渦混合器搖晃比色管不容易產(chǎn)生漩渦，因此用D20mm×150mm的試管代替比色管；第二組平行試驗(yàn)，人工盡量均勻搖晃比色管；第三組平行試驗(yàn)，人為不均勻晃動(dòng)比色管（加硫酸銀—硫酸溶液過(guò)程中，僅僅左右晃動(dòng)比色管1～2次，硫酸銀—硫酸溶液加入完成后再搖勻），隨依次放置5min。加水、氨水及冷卻后進(jìn)行比色，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可以看出，不同分析人員使用漩渦混合器搖晃試管的這一組，試管搖晃比較平穩(wěn)和均勻，水樣與試管壁接觸面積變化不大，硫酸銀-硫酸溶液加入試管中產(chǎn)生的熱散熱均勻，水樣中對(duì)羥基苯甲酸與硝酸鹽氮反應(yīng)溫度均勻，其測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差最??；人為不均勻搖晃比色管組，比色管搖晃平穩(wěn)程度最差，水樣與試管壁接觸面積變化大，硫酸銀—硫酸溶液加入試管中產(chǎn)生的熱散熱不均勻，水樣中對(duì)羥基苯甲酸與硝酸鹽氮反應(yīng)溫度隨搖晃程度而變化，因而其測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差最大；而人工均勻搖晃比色管組，比色管搖晃平穩(wěn)程度和測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差介于兩者之間?？梢?jiàn)，在邊加硫酸銀—硫酸溶液邊搖晃比色管的過(guò)程中，比色管搖晃平穩(wěn)程度影響測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2、硫酸銀—硫酸溶液加入方式

由上述討論可知，使用不同的移液工具將硫酸銀—硫酸溶液加入到水樣中，對(duì)測(cè)定有一定影響，在邊加硫酸銀-硫酸溶液邊搖晃比色管的過(guò)程中，比色管搖晃平穩(wěn)程度對(duì)測(cè)定也有影響。為了減少甚至消除這些影響，用150mm試管代替50mL比色管，繪制校準(zhǔn)曲線和測(cè)定水樣統(tǒng)一使用同樣的快直形移液管將硫酸銀-硫酸溶液加入到水樣中，邊加2mL硫酸銀—硫酸溶液邊搖晃試管，用專用漩渦混合器（搖晃速度調(diào)至2.0）代替人工搖晃試管。具體操作過(guò)程：開(kāi)啟專用漩渦混合器（搖晃速度調(diào)至2.0），用左手拿住快直形移液管吸入2mL硫酸銀—硫酸溶液，將移液管放入右手拿住的試管里（試管口下約75mm中央處），同時(shí)移動(dòng)移液管和試管，將試管放置漩渦混合器工作面中心位置進(jìn)行搖晃，搖晃1～2min（使試管中的液體呈穩(wěn)定漩渦流動(dòng)），再讓硫酸銀—硫酸溶液呈直線流入試管，當(dāng)硫酸銀-硫酸溶液不再直線流入試管，繼續(xù)保持搖晃15s后，同時(shí)移動(dòng)試管和移液管，使試管移開(kāi)漩渦混合器，再將移液管末端靠在試管內(nèi)壁上抹去移液管末端的溶液，拿開(kāi)移液管并放置移液管架上，關(guān)閉專用漩渦混合器，邊加2mL硫酸銀-硫酸溶液邊搖晃試管操作完畢。

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