西寧地區地下水中硝酸根離子測量的方法探討

摘 要：文章介紹了西寧地區大致的地下水質情況，以及正確選擇測量方法，正確的測試結果對于生產生活和工程勘察的重要性，通過分析幾種測量硝酸根離子方法對于西寧地區水質特點的優劣性比較，從而得出最方便最準確的方法，應用于實際的測試工作中。

關鍵詞：硝酸根離子；西寧地區；測量方法

地下水中氮的存在形式有多種，不可避免的含有含氮化合物，一般來說硝酸鹽氮是其主要部分，氮可能由于非正常事件的發生，使得水中的氨氮、亞硝酸鹽或有機氮含量過高，水中硝酸鹽是在有氧環境下，各種形態的含氮化合物中最穩定的氮化合物，亦是含氮有機物經無機化作用最終階段的分解產物。亞硝酸鹽可經氧化而生產硝酸鹽，硝酸鹽在無氧環境中，亦可受微生物的作用而還原為亞硝酸鹽。

在巖土工程勘察中，地下水的腐蝕性也是重要的一部分：地下水化學成分含量過高，地下水便會腐蝕混凝土、管道、可溶性石材、鋼鐵構件等等。地下水或者土壤中的鹽類會加快混凝土在腐蝕介質中的腐蝕速度，使建筑物的使用壽命縮短。地下水腐蝕的主要因素有pH值及起到主要腐蝕作用的陰離子，如氯離子、硫酸根離子及硝酸根離子等。生活中，如果攝入硝酸鹽含量過高，可使血液中變性血紅蛋白增加，經腸道中微生物作用可轉變成亞硝酸鹽而出現毒性作用。文獻報道，水中硝酸鹽氮含量達數十毫克/升時，可致嬰兒中毒，在天然環境中，硝酸鹽較為穩定。但由于近些年西寧市城市建設飛速的發展，導致排放的廢水增多，污染物的種類也更加多元化，部分水質被污染，硝酸根含量也隨之變的不穩定，所以正確選擇測量方法，對工程勘察和生活都有重要意義。

下面就來一一介紹硝酸根離子含量的檢測原理、干擾消除以及檢測限，并得出結論。

1 酚二磺酸光度法

硝酸鹽在無水情況下與酚二磺酸反應，生成硝基二磺酸酚，在堿性溶液中生成黃色化合物，進行定量測定。

水中含氯化物、亞硝酸鹽、銨鹽、有機物和碳酸鹽時，可產生干擾。

本法適用于測定飲用水、地下水和清潔地面水中的硝酸鹽氮，最低檢出濃度為0.02mg/L，測定上限為2.0mg/L。

2 鎘柱還原法

在一定條件下，水樣通過鎘還原柱，使硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，然后以重氮-偶聯反應進行測定，存在于水樣中的亞硝酸鹽，由測定不經還原的水樣來做校正。水中懸浮物可堵塞柱子，銅、鐵等金屬離子含量較高時，會降低還原效率，前者可采取過濾的方法，后者則加入乙二胺四乙酸二鈉予以消除。

水樣渾濁時，先進行過濾，必要時加氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液使調至pH7～9。

本法適用于硝酸鹽含量較低的飲用水，清潔地面水和地下水，水樣渾濁或有懸浮固體時，有可能堵塞還原鎘柱，對一般水樣進行處理后方可測試。

3 戴氏合金還原法

水樣在堿性介質中，硝酸鹽可被還原劑（戴氏合金）在加熱情況下定量還原為氨，經蒸餾出后被吸收于硼酸溶液中，用納氏試劑光度法或酸式滴定法測定。

干擾及消除：亞硝酸鹽在此條件下，亦被還原為氨，需預先除去，水樣中的氨及銨鹽亦可在加入戴氏合金以前，預蒸餾除去。

適用于嚴重污染的水樣中硝酸鹽的測定，所以不適用于一般地下水中硝酸根離子的檢測。

4 離子色譜法

本法利用離子交換的原理，連續對多種陰離子進行定性和定量分析，水樣注入碳酸鹽-碳酸氫鹽溶液并流經系列的離子交換樹脂，基于待測陰離子對低容量強堿性陰離子樹脂（分離柱）的相對親和力不同而彼此分開。被分離的陰離子，在流經強酸性陽離子樹脂（抑制柱）時，被轉換為高電導的酸型，碳酸鹽-碳酸氫鹽則轉變成相應酸型的陰離子，與標準進行比較，根據保留時間定性，峰高或峰面積定量。

干擾及消除：任何與待測陰離子保留時間相同的物質均干擾測定，待測離子的濃度在同一數量級可以準確定量。淋洗位置相近的離子濃度相差太大，不能準確測定，當Br-和NO3-離子彼此間濃度相差10倍以上時不能定量。采用適當稀釋或加入標準的方法等方法可以達到定量的目的。高濃度的有機酸對測定有干擾，水能形成負峰或使峰高降低或傾斜。在F-和Cl-間經常出現，采用淋洗液配制標準和稀釋樣品可以消除水負峰的干擾。

適用范圍：可連續測定飲用水、地面水、地下水、雨水中的F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、PO43-、和SO42-。

5 硝酸根電極法

本方法是用硝酸根電極與參比電極組成工作電池，測定是通過電極頭上的惰性膜對溶液中不同濃度的硝酸根離子有不同的電位響應來實現。

干擾及消除：氯離子含量高于20倍，重碳酸根離子含量高于5倍，會產生干擾，，另外，溴離子、碘離子、硫離子、氰離子、亞硝酸根離子、高氯酸根離子和有機酸含量高時，也會對測定產生干擾，本方法采用加入pH3的緩沖液使水樣pH為3-4，可排除重碳酸根離子的干擾，加入硫酸根可去除氯離子、溴離子、碘離子、硫離子和氰離子的干擾，氨基磺酸可去除亞硝酸根離子的干擾，硫酸鋁可排除有機酸的干擾。

適用：較清潔的水樣中硝酸根的測定，最低檢出限濃度為0.15mg/L，測定上限為50mg/L硝酸鹽氮。

6 紫外分光光度法

本法利用硝酸根離子在220nm波長處的吸收而定量測定的硝酸鹽，溶解的有機物在220nm處也會有吸收，而硝酸根離子在275nm處沒有吸收。因此，在275nm處作另一次測量，以校正硝酸鹽氮值。

干擾及消除：溶解的有機物、表面活性劑、亞硝酸鹽、六價鉻、溴化物、碳酸氫鹽等干擾檢測，但是干擾較好處理，一般采用絮凝共沉淀和大孔中性吸附處理，以排除水樣中大部分常見有機物，濁度和Fe3+、Cr6+對測定的干擾。

適用：本法適用于清潔地面水和未受明顯污染的地下水中硝酸鹽氮的測定，其最低檢出濃度為0.08mg/L，測量上限為4mg/L硝酸鹽氮。

西寧地區地處青藏高原，為青海省的省會城市，城區中有一條河東西貫穿城市，為黃河的支流，由于城市周圍山脈的限制，城市規模不大，雖然近幾年城市快速發展，向外延伸，但是因為地處高原及地域交通的原因，并沒有污染較大的廠區，新建的化工廠及制藥廠都有較為先進的污水處理設備，所以河流沒有明顯的污染。西寧市地下水質硬度較高，大部分區域地下水礦化度在2000mg/l左右，硝酸根離子的含量起伏不大，但由于青藏高原的形成等諸多因素，少部分地區的地層中石膏的含量很大，硫酸根及氯根嚴重超標，導致那部分地區的地下水含量與其他地區差異性大，所以再選擇硝酸根的測量方法時，既要選擇測量范圍較廣，又容易消除干擾的方法，從上述方法介紹中，可以看出離子色譜法最符合西寧市地下水中硝酸根離子的測量方法。

7 結束語

通過介紹鎘柱還原法、戴氏合金還原法、酚二磺酸光度法、離子色譜法、電極法和紫外分光光度計法這幾種硝酸根離子的檢測方法、干擾介紹和檢出限，以及綜合西寧市地下水的大致特點，得出適用離子色譜法來檢測硝酸根離子最為合適，這對我們在今后工作中正確檢測出硝酸根離子的含量，應用于生活和工程方面，有很重要的意義。

參考文獻

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