课程论文2

青岛农业大学

本科生课程论文

论文题目紫外分光光度法测定硝酸盐氮的干扰因素及消除干扰实验的研究

学生专业班级环境工程200902

学生姓名（学号）段子恒（20094828）

指导教师张娇

完成时间2012年11月6日

2012年11 月6 日

课程论文任务书

学生姓名段子恒指导教师张娇

论文题目紫外分光光度法测定硝酸盐氮的干扰因素及消除干扰实验的研究

论文内容（需明确列出研究的问题）：本论文开展对干扰因素及消除的分析研究和过氧化氢对硝酸盐氮测定的干扰实验研究，主要内容包括：

1、硝酸盐氮的主要测定方法。

2、紫外分光光度法测硝酸盐氮的主要因素及消除方法。

3、过氧化氢对硝酸盐氮测定的影响实验。

4、探索去除过氧化氢干扰的实验

资料、数据、技术水平等方面的要求：

1、要求掌握文献检索、图书查阅、网络资源利用等方面的基本技能，获取足够的相关资料。

2、掌握对实验方案的确定, 培养实验操作能力。

3、培养提出问题、分析问题、解决问题的能力。

4、能够熟练应用word、Excel等相关计算机软件。

发出任务书日期完成论文日期2012.11.6

学科组或教研室意见（签字）

院长意见（签字）

紫外分光光度法测定硝酸盐氮的干扰因素及消除

干扰实验的研究

摘要：在用紫外分光光度法测定水样中的硝酸盐氮含量时，水中溶解的过氧化氢，有机物，表面活性剂，亚硝酸盐氮，二价铁离子，表面活性剂，六价铬，溴化物，浊度和碳酸盐等的存在都会严重影响检测的准确性和检测范围。本文对影响测定结果的主要干扰因素进行综述，并对消除过氧化氢对硝酸盐氮测定结果的干扰进行实验研究。实验结果表明，过氧化氢的存在会严重影响硝酸盐氮的检测结果，曝气法对消除过氧化氢干扰的效果不明显。

关键词：紫外分光光度法，硝酸盐氮，干扰消除，过氧化氢。

1 引言

水中硝酸盐是在有氧环境下，亚硝酸盐、氨氮等各种形态的含氮化合物中最稳定的氮氧化物，亦是含氮有机物经无机化作用最终分解的产物[1,2]。水体受含氮有机物污染后，在水的自净过程中逐渐分解为简单的有机氮化合物, 进一步成为无机氮化合物，如氨、亚硝酸盐、硝酸盐。如果水体中仅含有硝酸盐氮,有机氮及亚硝酸盐氮都不存在,就表示污染物中有机物质已经分解完成；如果水体中含有较多量的硝酸盐氮，其它各种氮素化合物也存在，就表示水的“自净”作用正在进行，有机物的分解作用还未完成。亚硝酸盐可以氧化成硝酸盐，在微生物作用或水体处于还原性的地层结构中，硝酸盐也可再还原成亚硝酸盐[3,4]。因此，以氮循环的状态作水质卫生学评价时必须结合微生物的检测结果和其他化学成分的分析结果。硝酸盐本身对人体没有危害，但在人体内经硝酸盐还原菌的作用还原为亚硝酸盐，亚硝酸盐与人体内的血红蛋白结合生成高铁血红蛋白，从而影响血液中氧的传送能力，使人出现中毒症状，尤其是对婴儿的危害更为严重。我国的《生活饮用水标准》（GB5749-2006）规定饮用水中的硝酸盐氮含量不得大于10mg/L，当地下水源限制时不得大于20mg/L。许多工业废水中含有高浓度的硝酸盐氮，这些工业包括肥料制造，火药制造，钢铁生产，电子元件生产等，这些废水直接排放会造成地表水体的污染。农业上农药及化肥的大量使用，使得大量的残余硝酸盐随雨水进入地表及地下水体，进而对水体产生污染。由于近年来工农业的快速发展，我国水体的硝酸盐氮污染有加重的趋势。

2 硝酸盐氮的其它主要测定方法介绍

水质中硝酸盐氮的测定方法除了紫外分光光度法外，主要还有酚二磺酸分光光度法，镉柱还原法，麝香草酚分光光度法，离子色谱法等[5]。

2.1 酚二磺酸分光光度法

酚二磺酸分光光度法是较早使用的测定硝酸盐氮方法之一，也是较常用的测定方法。适用于测定饮用水、地下水和清洁地表水[6,7]。其原理是利用硝酸盐在无水的情况下与酚二磺酸反应，生成硝基二磺酸酚，在碱性溶液中，生成黄色化合物，于410nm处进行分光光度测定。检测浓度范围在0.02~2mg/L之间，浓度较高时，可以采用较少的试份测定。酚二磺酸分光光度法具有仪器设备简单、方法易于推广，精密度和准确度高等特点。但该法操作繁锁、干扰因素多，当水体中含有氧化物、亚硝酸盐、铵盐、有机物和碳酸盐时，对硝酸盐氮含量的影响较大，需作复杂的前期处理。分析一个样品，从开始分析至出具数据，至少需要2d的时间，需要用试剂11种，其中苯酚为剧毒品。同时标准物质硝化不完全，蒸发皿的粗糙度、转移过程中的损失，都容易导致测定结果偏低[8]。

2.2 镉柱还原法

镉柱还原法在检测硝酸盐氮时不受氯离子的干扰，因此我国《海洋监测规范》中将镉柱还原法列为检测海水中硝酸盐氮含量的首选方法。其原理是水样通过镉还原柱，将硝酸盐定量地还原为亚硝酸盐，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[9]。镉柱还原法快速，准确，重现性好。由于该法不受氯离子的干扰，因此也可以用于地表水的检测。实用性强，在受潮水影响的水质中，仍然能取得优良的检测效果。在同时检测大批水样时，只需要多加几根镉柱即可。但是镉柱还原法所用试剂较多，操作过程较为繁琐，每一个柱每天要校正一次F值，每做一批样品柱要活化，而且测量结果容易偏低[10]。

2.3 麝香草酚分光光度法

麝香草酚分光光度法测定硝酸盐氮原理是在浓硫酸存在下，麝香草酚与硝酸盐生成硝基酚化合物，在碱性溶液中发生分子重排，产生黄色化合物，该颜色在420nm处有最大吸收。最低检出浓度为0.12mg/L，最高检出浓度为10mg/L。麝香草酚分光光度法在测定较清洁水中的硝酸盐氮时，水样无需预处理[11]。该检测方法操作简易，快速，灵敏度高，没有样品损失，适用于水中硝酸盐氮的测定。

因麝香草粉微溶于水，以无水乙醇配制麝香草酚溶液时，因乙醇易挥发，试剂大部分附于管壁上，易使测量结果偏低。另外，麝香草酚分光光度法所需试剂较多，其中所用氨水对人的呼吸道有刺激作用，危害实验人员的身体健康，污染环境。

2.4 离子色谱法

离子色谱法适用于地表水、饮用水、污水，电子、电镀、生化等一般工业废水中硝酸盐氮测定。测定原理是利用离子交换的原理，连续对多种阴离子进行定性和定量分析，水样注入碳酸盐—碳酸氢盐溶液并流经系列的离子交换树脂，基于待测阴离子对低容量强碱性阴离子树脂（分离柱）的相对亲和力不同的彼此分开。被分开的阴离子，在流经强碱性阳离子树脂（抑制柱）室, 被转换为高电导的酸型，碳酸盐—碳酸氢盐则转变成弱电导的碳酸（清除背景电导）。用电导检测器测量被转变为相应酸型的阴离子，与标准进行比较，根据保留时间定性，峰高或峰面积定量。测定无机阴离子硝酸盐氮[12]。检出限为0.002mg/L ( 戴安公司ICS90离子色谱仪)，线性测量上限为1000m g /L。离子色谱法试剂小, 配制方便, 前处理简单, 一个样品（6种常见阳离子）分析时间小于10min, 分析快速。没有造成二次污染, 操作过程全部通过计算机完成, 效率高。缺点是任何与NO3¯离子保留时间相同的物质均干扰测定。高浓度的有机酸对测定有干扰，水能形成负峰或使峰高降低或倾斜，在F¯和Cl¯间经常出现而影响测定[13]。

3 紫外分光光度法

紫外分光光度法是近年来开始大量使用的检测方法，氯化物不影响其测定，适用于地表水、地下水的硝酸盐氮检测。其原理是利用硝酸根离子在220nm波长处的吸收而定量测定硝酸盐氮。溶解的有机物在220nm处也有吸收，而硝酸根离子在275nm处没有吸收。因此，在275nm处作另一次测量，以校正硝酸盐氮值。最低检测浓度0.08mg/L，最高检出浓度4 mg/L[14,15]。该法相对于其它检测方法具有操作简便，所用试剂少，试剂对实验人员无危害，快速，准确度和精度高的特点。

4 紫外分光光度法主要的干扰因素及干扰去除方法

紫外分光光度法检测硝酸盐氮的干扰因素主要有水中的铁离子，亚硝酸盐氮，有机物，碱度等。浊度，表面活性剂和六价铬也会干扰检测，可以通过絮凝共沉淀和大孔径吸附树脂对水样进行预处理，来排除浊度和六价铬的干扰[16,17]。