廢水中亞硝酸鹽氮的兩種檢測方法比較

劉 欣，賴榮梅，張曉敏

（勝利油田供水分公司，山東 東營 257061）

亞硝酸鹽氮是氮化合物分解的中間產物，不穩定，易被氧化成硝酸鹽，也可被還原為氨。在研究污水脫氮處理過程時，需要準確快速檢測出亞硝酸鹽氮的數值，掌握水中氮的轉化規律，才能使污水脫氮處理高效穩定。亞硝酸鹽氮在水中變化較快，易被氧化還原而遭受損失使結果偏低，并且廢水中成分復雜，污染物種類多，含有較高的氯離子和硫酸鹽，增加了亞硝酸鹽氮檢測的準確性。因此，需要選定一種合適的檢測方法，快速準確地測定出廢水中的亞硝酸鹽氮。

1 檢測方法

目前，亞硝酸鹽氮的測定方法主要有離子色譜法和N-（1-萘基）-乙二胺光度法[1]。根據水樣預處理、校準曲線繪制、標準樣品和實際水樣的測定，筆者比較了亞硝酸鹽氮的兩種檢測方法。

2 兩種檢測方法的比較

2.1 原理

離子色譜法是利用離子交換的原理，基于待測離子對分析柱的相對親和力不同而彼此分開，在KOH淋洗液不斷洗脫下被分離的陰離子在經過抑制器后轉換為高電導的信號，經過電導檢測器測量后與標準物質進行比較，根據保留時間定性、峰高或峰面積定量。

N-（1-萘基）-乙二胺光度法是在磷酸介質中pH值為1.8±0.3時，亞硝酸鹽與對-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540 nm波長處有最大吸收。

2.2 儀器

離子色譜法使用儀器包括：美國戴安公司ICS-1000型離子色譜儀；0.2 um微孔濾膜；C18小柱；大容量Ag柱和Ba柱。

N-（1-萘基）-乙二胺光度法使用儀器有TU-1810分光光度計、50 mL帶塞比色管和1 mL移液管。

2.3 試劑

離子色譜法和N-（1-萘基）-乙二胺光度法實驗用水均為不含亞硝酸鹽的水，均使用亞硝酸鹽氮標準物質繪制標準曲線。N-（1-萘基）-乙二胺光度法還需配制顯色劑（有效期一個月）、氫氧化鋁懸濁液。

2.4 儀器檢測條件

離子色譜法流動相KOH淋洗液，梯度淋洗程序如表1所示，泵流速為1.0 mL/min，分離柱溫度為（30±0.5）℃，進樣體積200 uL。由表1可以看出，分析一個亞硝酸鹽氮樣品需要28 min的時間。

N-（1-萘基）-乙二胺光度法于540 nm處，用光程10 mm的比色皿，以水為參比，測量吸光度。

2.5 水樣保存與預處理

因亞硝酸鹽氮不穩定，水樣采集后應盡快分析，否則應在4℃下保存，在24 h內分析完畢。離子色譜法先將樣品過0.2 um微孔濾膜去除水樣中微小顆粒，防止堵塞離子色譜系統，再經C18小柱去除有機物，因廢水中含有大量的氯離子、硫酸鹽，會降低色譜柱的分析效率，并對濃度含量少的離子檢測造成干擾，所以還需過Ag柱和Ba柱去除氯離子和硫酸鹽。

N-（1-萘基）-乙二胺光度法水樣呈堿性（pH≥11）時，可加酚酞溶液為指示劑，滴加磷酸溶液至紅色消失。水樣有顏色或懸浮物，可向每100 mL水樣中加入2 mL氫氧化鋁懸浮液，攪拌、靜置、過濾，去除25 mL初濾液。

2.6 校準曲線繪制

2.6.1 離子色譜法

離子色譜法中配制NO2-N標準系列濃度，按照前述儀器工作條件開動儀器，待基線穩定（通常需要60 min），注入標準系列樣品，根據其溶液中離子的濃度、相關的峰高和峰面積繪制標準曲線，如表2所示（取2 mg/L標準使用溶液，分別吸取以下體積，稀釋至50 mL容量瓶中）。

表1 離子色譜法流動相梯度淋洗程序

表2 離子色譜法標準曲線參數

標準曲線相關系數r=0.9995，a=-0.0113，b=0.0016。

2.6.2 N-（1-萘基）-乙二胺光度法

N-（1-萘基）-乙二胺光度法在一組6支50 mL比色管中，分別加入0 mL、1.00 mL、3.00 mL、5.00 mL、7.00 mL和10.00 mL亞硝酸鹽氮標準使用液（其濃度為1 mg/L），稀釋至標線后加入1.0 mL顯色劑，混勻后靜止20 min后，測量吸光度。人們可以根據表3所示的數據繪制標準曲線（取標準使用溶液，分別吸取以下體積，稀釋至50 mL比色管中）。

表3 N-（1-萘基）-乙二胺光度法標準曲線參數

標準曲線相關系數r=0.9996，a=-0.003760，b=0.02128。

2.7 兩種方法水樣檢測結果比較

兩種方法中預處理后的水樣都是按照標準曲線繪制的相同步驟進行操作，以某污水處理廠氮素轉化研究水樣為例，檢測結果對比如表4所示。

表4 兩種方法檢測結果比較

樣品1加標回收率為99.4%；樣品2加標回收率為96.4%。

2.8 精密度

對含亞硝酸鹽氮0.083 mg/L的標準溶液用離子色譜法和N-（1-萘基）-乙二胺光度法分別進行6次平行測定，測定結果如表5所示。

表5 兩種方法精密度比較

2.9 準確度

對含亞硝酸鹽氮0.214 mg/L的標準溶液用離子色譜法和N-（1-萘基）-乙二胺光度法分別進行6次平行測定，測定結果如表6所示。

表6 兩種方法準確度比較

通過離子色譜法和N-（1-萘基）-乙二胺光度法測定樣品并進行加標回收試驗，由表5、表6可知，兩種檢測方法的相對標準偏差RSD均小于5%，精密度都較好，加標回收率均在95%～105%，準確度較好，兩種測定結果之間無顯著性差異。

2.10 操作時間

以亞硝酸鹽氮標準曲線繪制和測量20個樣品為例，離子色譜耗費時間為28×30=840 min。N-（1-萘基）-乙二胺光度法只需向標準系列和水樣加入1 mL顯色劑，混勻靜置20 min后，在2 h以內測量吸光度，120 min內即可測量完畢，節約720 min。

2.11 檢測成本

離子色譜法單個樣品需要的檢測成本（包括0.2 um微孔濾膜、C18小柱、Ag柱和Ba柱）約為90元，而廢水中大量的重金屬、有機物會對色譜柱和儀器管路、配件造成損害，間接增加了儀器維修成本，縮短了離子色譜儀的使用壽命。而光度法單個樣品需要的檢測成本約為5元（僅需磷酸、對氨基苯磺酰胺等價格低廉的試劑），并且顯色劑在一個月內無需再配制，單個樣品檢測成本大幅降低[2]。

3 結論

根據水樣預處理、標準曲線繪制和實際水樣測定結果，本文系統地比較了亞硝酸鹽氮的兩種測定方法，即離子色譜法和N-（1-萘基）-乙二胺光度法。對于大批量樣品的檢測，若需要分析廢水中多種離子含量，離子色譜法是較好的選擇，可同時對7種離子進行檢測，有效提高工作效率；對于單個項目亞硝酸鹽氮含量的測定，采用N-（1-萘基）-乙二胺光度法，可以節約時間成本和檢測成本，在廢水分析中獲得了良好的效果。

參考文獻

1 中華人民共和國國家環境保護總局.水和廢水監測分析方法[M].北京：中國科學出版社，2003.

2 范慧群，徐 樂.離子色譜法測定水中亞硝酸鹽氮的方法確認[J].今日科苑，2009，（9）：119-120.