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重氮偶联法测定水中亚硝酸盐氮的改进(一)

来源:时间:2025-04-28 20:49:08

水體中的重氮中亚氨氮亞硝酸鹽氮是偶联水產養殖環境的主要有毒物質,亞硝酸鹽氮能把血液中的法测血紅蛋白氧化為高鐵血紅蛋白,使之失去與氧結合的定水的改能力。亞硝酸鹽氮也是硝酸養殖水體主要的監測對象。當水體受到生活汙水、盐氮養殖廢水、重氮中亚飼料生產與肉類加工等工業廢水中含氮有機物汙染後,偶联在水體中產生氨氮、法测亞硝酸鹽氮、定水的改硝酸鹽氮,硝酸亞硝酸鹽氮作為水中氮循環的盐氮中間產物,是重氮中亚水環境監測的重要指標。

亞硝酸鹽氮的偶联測定方法有離子色譜法、氣相分子吸收法、法测分光光度法。離子色譜法和氣相分子吸收法簡便、快速、準確、幹擾較少,適用於環境水樣的測定,但因需要使用專用儀器,且儀器昂貴,不利於一般實驗室和基層檢測單位的普及。在亞硝酸鹽氮的測定方法中,分光光度法因其方法靈敏、選擇性強、儀器較易獲得、準確性良好而被實驗室廣泛采用,其方法原理:在磷酸介質中,亞硝酸鹽氮與對氨基苯磺酰胺反應,生成重氮鹽,再與N-(1-萘基)-乙二胺偶聯生成紅色染料,在540nm波長處有最大吸收。但是該國標法的測定上限僅為0.2mg/L,對於亞硝酸鹽氮含量較高的水樣則需稀釋一定倍數甚至數次稀釋才能進行測量,使測定過程更為繁瑣,增大了測定誤差,降低了測定的準確性。

為克服以上缺陷,本文將亞硝酸鹽氮顯色劑中的磷酸溶液改成鹽酸溶液,將重氮試劑濃度提高到原國標法的3倍,研究該方法對亞硝酸鹽氮檢出上限以及靈敏度、準確度、精密度的影響,取各類含亞硝酸鹽氮汙水進行加標實驗,並研究幹擾因素對改進法測定的影響。

一、實驗部分

1、主要儀器

UVmini-1240紫外-可見光分光光度計(NichipetEX可調式移液器,日本);電子天平。

2、試劑及溶液配製

國標法所用試劑、溶液等配製方法參考《水和廢水監測分析方法》:吸取亞硝酸鹽氮標準中間液(50mg/L)10mL於100mL容量瓶中,用水定容至標線,得到亞硝酸鹽氮標準使用液1(5mg/L);吸取國標法中亞硝酸鹽氮中間液(50mg/L)10mL於1000mL容量瓶中,用水定容至標線,得到亞硝酸鹽氮標準使用液2(0.5mg/L)。

改進法試劑、溶液的配製方法:取20mL濃鹽酸(37.5%)溶解於180mL蒸餾水中,得體積比為1∶9的鹽酸溶液;取15g對氨基苯磺酰胺溶解於150mL體積比為1∶9的鹽酸溶液,得到混合液;在混合液中加入0.5g鹽酸萘乙二胺,混勻並添加蒸餾水定容至250mL,得到改進法的亞硝酸鹽氮顯色劑。

3、實驗方法

(1)國標法亞硝酸鹽氮標準曲線的繪製

按照國標法步驟進行實驗,獲得校正吸光度後,記錄數據,用最小二乘法繪製出以亞硝酸鹽氮濃度對校正吸光度的標準曲線,得出國標法校準曲線方程、相關係數。

(2)改進法亞硝酸鹽氮標準曲線的繪製

根據鄧勃的分析,在標準曲線的繪製過程中增加實驗點數,可提高標準曲線的整體穩定性,校正曲線中央的精密度優於校正曲線兩端的精密度,故此實驗標準曲線的繪製,從原國標法中的6個點增加到9個點,並將實驗點集中於校準曲線的中央部分,具體操作如下:①向具塞比色管中分別移人0、0.5、1、2、3、4、5、6、7mL亞硝酸鹽氮標準使用液1(5mg/L)於9支具塞比色管中,用去離子水稀釋定容至50mL,對應濃度分別為0、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7mg/L;②向各比色管加入改良亞硝酸鹽氮顯色劑1mL,混勻,加塞靜置15min後測定,2h內有效;③於分光光度計540nm波長處,用光程10mm的比色皿,以去離子水為參比,測定各濃度亞硝酸鹽氮溶液的吸光度,從測得的吸光度,減去零濃度空白比色管的吸光度後,獲得各濃度的校正吸光度;④記錄數據,用最小二乘法繪製以亞硝酸鹽氮濃度對校正吸光度的校準曲線,得出改進法校準曲線方程、相關係數。

(3)國標法和改進法測定水樣的比較

取一高濃度亞硝酸鹽氮水樣,分別用國標法和改進法對該水樣稀釋10倍、30倍、50倍、100倍、200倍進行測定,得出相應校正吸光度,計算各自亞硝酸鹽氮濃度,乘以相應稀釋倍數,得出不同稀釋倍數下國標法、改進法對同一水樣的測定結果,進行對比分析。

(4)改進法檢出限的測定

用改進法對去離子水進行20次空白測定,分析確定改進法對亞硝酸鹽氮測定的檢出限。

(5)改進法檢測結果的準確度、精密度

對已知濃度的亞硝酸鹽氮標準溶液進行6次重複測定,計算平均值、相對誤差、標準偏差、相對標準偏差。

(6)改進法加標回收率

按改進法對各汙水水樣進行測定,並同時分別加入一定量的亞硝酸鹽氮標準溶液做回收實驗。

(7)改進法幹擾實驗

國標法中測定亞硝酸鹽氮時,水中的硫代硫酸鹽、聚磷酸鈉、高鐵離子會對測定結果產生幹擾。選用亞硝酸鹽氮的標準水樣,添加一定濃度梯度的硫代硫酸鈉、三聚磷酸鈉、高鐵酸鈉分別做幹擾實驗,檢驗各影響因素對改進法中的幹擾影響。

二、結果與討論

1、國標法亞硝酸鹽氦校準曲線

按照國標法步驟進行實驗,獲得校正吸光度後,記錄數據,用最小二乘法繪製出以亞硝酸鹽氮濃度對校正吸光度的標準曲線,得出國標法校準曲線方程、相關係數,所得結果如圖1所示。可以看出,在亞硝酸鹽氮為0~0.2mg/L的濃度範圍內,亞硝酸鹽氮濃度與校正吸光度呈線性關係Y=3.1944x+0.007,相關係數為0.9995,靈敏度為3.1944。


 

2、改進法亞硝酸鹽氮校準曲線

根據鄧勃的分析,在標準曲線的繪製過程中增加實驗點數,可提高標準曲線的整體穩定性,校正曲線中央的精密度優於校正曲線兩端的精密度,故此實驗標準曲線的繪製,從原國標法中的6個點增加到9個點,並將實驗點集中於校準曲線的中央部分,具體操作如下:①向具塞比色管中分別移入0、0.5、1、2、3、4、5、6、7mL亞硝酸鹽氮標準使用液1(5mg/L)於9支具塞比色管中,用去離子水稀釋定容至50mL,對應濃度分別為0、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7mg/L;②向各比色管加入改良亞硝酸鹽氮顯色劑1mL,混勻,加塞靜置15min後測定,2h內有效;③於分光光度計540nm波長處,用光程10mm的比色皿,以去離子水為參比,測定各濃度亞硝酸鹽氮溶液的吸光度,從測得的吸光度,減去零濃度空白比色管的吸光度後,獲得各濃度的校正吸光度;④記錄數據,用最小二乘法繪製以亞硝酸鹽氮濃度對校正吸光度的校準曲線,得出改進法校準曲線方程、相關係數繪製以亞硝酸鹽氮濃度為戈軸,以吸光度為Y軸的改進法校準曲線,如圖2所示。


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