離子色譜法和紫外光度法測(cè)定大氣降水中硝酸鹽的比較研究

張謙棟，李艷，張 聰

（山東省煙臺(tái)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，山東 煙臺(tái) 264000）

1 實(shí)驗(yàn)操作部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

離子色譜法的運(yùn)作原理是離子交換原理，主要是通過(guò)抑制柱以及扣除淋洗液的方式來(lái)進(jìn)行背景導(dǎo)電，然后再利用點(diǎn)到檢測(cè)器來(lái)進(jìn)行測(cè)定操作，在實(shí)際操作的過(guò)程中要注意根據(jù)緩和標(biāo)準(zhǔn)溶液中陰離子的含量及保留時(shí)間進(jìn)行定性操作。紫外光度法是利用硝酸根離子在220 nm波長(zhǎng)處的吸收而定量測(cè)定硝酸鹽氮；同時(shí)，溶解的有機(jī)物也可以在220 nm波長(zhǎng)處吸收，而硝酸鹽在275 nm處并沒(méi)有吸收，通過(guò)這種方式可以校正有機(jī)物對(duì)硝酸鹽測(cè)定的影響，同時(shí)也使得最終的測(cè)定結(jié)果更加準(zhǔn)確[1]。

1.2 所應(yīng)用到的主要儀器以及物質(zhì)

儀器：離子色譜儀以及工作站、超純水系統(tǒng)、氫氧化鉀淋洗液自動(dòng)點(diǎn)解發(fā)生器、雙光束之外課件分光光度計(jì)（TU-1900）。

物質(zhì)：F-，Cl-，Br-，NO3-等多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液；F-，Cl-，Br-，NO3-等多元素混合標(biāo)準(zhǔn)樣品，并且對(duì)其進(jìn)行編號(hào)；鹽酸溶液，取10 mL鹽酸加入110 mL水，得到鹽酸水溶液。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制以及測(cè)定

運(yùn)用離子色譜法進(jìn)行標(biāo)曲配置，應(yīng)注意利用100 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)液來(lái)進(jìn)行配制操作，獲得多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后將其置于100 mL容量瓶中進(jìn)行定容，再向其中注入色譜儀，確定其中的峰面積以及工作曲線（如表1所示）。

表1 峰面積以及工作曲線

運(yùn)用紫外線光度法進(jìn)行標(biāo)曲配制的時(shí)候，應(yīng)該注意選取容量相等的比色管7支，一般情況下比色管的容量應(yīng)為25 mL，在其中加入混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，并且注意向各個(gè)管中滴加0.1 mL氨磺酸溶液，然后加水進(jìn)行稀釋操作，在進(jìn)行稀釋的過(guò)程中應(yīng)該注意對(duì)其進(jìn)行不斷搖勻操作，通過(guò)這種方式來(lái)保證最終溶液能夠被稀釋到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)[2]。在對(duì)雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)進(jìn)行利用的時(shí)候，是用其在220 nm以及275 nm處進(jìn)行波長(zhǎng)測(cè)定，通過(guò)對(duì)此種測(cè)定方式的運(yùn)用可以較為準(zhǔn)確的得出最終校準(zhǔn)曲線的相關(guān)參數(shù)值。整體來(lái)看，此種方法的運(yùn)用發(fā)揮出了較為理想的效果。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 離子色譜法

離子色譜法可以使色譜條件得到有效滿足，并且能夠確定最終的色譜峰面積為縱坐標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為橫坐標(biāo)，通過(guò)這種方式可以繪制出標(biāo)準(zhǔn)的曲線圖，在曲線圖中能夠清晰具體的對(duì)硝酸鹽濃度范圍情況進(jìn)行展示，我們可以看出硝酸鹽含量的濃度范圍屬于標(biāo)準(zhǔn)值之內(nèi)，所確定的曲線方程為能夠精準(zhǔn)反映出峰面積與工作曲線之間的關(guān)系，這樣一來(lái)也使得最終的檢測(cè)準(zhǔn)確性得到了保證。在進(jìn)行硝酸鹽濃度檢測(cè)的時(shí)候，此種方法的應(yīng)用使得可以實(shí)現(xiàn)對(duì)最終濃度偏差的確定[3]。同時(shí)，離子色譜法的應(yīng)用在很大程度上保證了精密度以及回收率，在本次試驗(yàn)中所采集的7份樣品中，所測(cè)定出的數(shù)值偏差不超過(guò)0.5%其整體精密程度較高。在進(jìn)行回收測(cè)定操作的時(shí)候，分別在其中3分樣品中添加了標(biāo)準(zhǔn)品，最終所得到的回收率為97.5%～103.1%（如表2所示）。

表2 樣品回收率數(shù)據(jù)表

對(duì)于離子色譜法應(yīng)用之后的洗脫效率來(lái)說(shuō)，要選擇符合要求的玻璃纖維濾膜，向其中加入標(biāo)準(zhǔn)溶液，將其放置過(guò)液之后，應(yīng)用分析方法進(jìn)行測(cè)定，最終可以確定其整體洗脫效率為100.3%～102.3%，與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求相符合。

2.2 紫外光度法

工作人員采用紫外光度法測(cè)定大氣降水中硝酸鹽含量的時(shí)候，應(yīng)該注意對(duì)其測(cè)定方法進(jìn)行準(zhǔn)確選擇。就本次測(cè)定工作開(kāi)展情況來(lái)說(shuō)，利用NO2-在紫外區(qū)經(jīng)行測(cè)定操作的時(shí)候，可以對(duì)紫外區(qū)的特征進(jìn)行明確，并且對(duì)一階導(dǎo)數(shù)有重要的干擾作用，可以通過(guò)測(cè)量220 nm以及275 nm兩處波長(zhǎng)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有紫外線發(fā)光區(qū)的確定，在確定過(guò)程中所利用的方法較為便捷，并且能夠有效去除其他干擾因素，其屬于現(xiàn)階段所應(yīng)用的一種新型快速測(cè)定方法，在實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中發(fā)揮出了較為理想的效果。通常情況下，在運(yùn)用紫外光度法來(lái)進(jìn)行大氣水中硝酸鹽分布情況進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，應(yīng)該注意對(duì)硝酸鹽的濃度范圍進(jìn)行確定，并且將其固定在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的范圍之內(nèi)，使得兩處波長(zhǎng)之間呈線性關(guān)系，通過(guò)這種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品情況的確定，這也使得最終的樣品回收率更高，進(jìn)而保證了此種方法的實(shí)際應(yīng)用效果。同時(shí)，對(duì)紫外光度法來(lái)說(shuō)，在對(duì)其進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行的時(shí)候，此種方法的優(yōu)勢(shì)較為明顯，主要體現(xiàn)在方法簡(jiǎn)單，易于操作，在實(shí)際操作的過(guò)程中并不需要涉及到分離、轉(zhuǎn)化等較為復(fù)雜的步驟，這樣也更容易保證其整體操作規(guī)范性。同時(shí)，應(yīng)用紫外光度法來(lái)進(jìn)行大氣降水中硝酸鹽濃度以及含量情況進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，其優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在操作靈敏度較高，并且具有較為靈活的選擇性，在對(duì)此種方法進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，其對(duì)大氣降水中硝酸鹽濃度的測(cè)定是持續(xù)性的，最終的測(cè)定結(jié)果往往具有較高的可參考性。

3 實(shí)樣測(cè)定對(duì)比分析

3.1 測(cè)定結(jié)果對(duì)比

采用離子色譜法和紫外光度法測(cè)定大氣降水中硝酸鹽含量，不同點(diǎn)位降水實(shí)樣測(cè)定所得到的硝酸鹽含量存在一定差異性。離子色譜法要用帶有0.45 μm水系的微孔濾膜針筒過(guò)濾器來(lái)進(jìn)行一次性注射操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)降水水樣的過(guò)濾，有效去除其中的顆粒物以及微生物，保證測(cè)定工作的開(kāi)展更加純粹。在樣品試管中注入規(guī)定量的乙烯樣品，然后壓上瓶蓋，將其放入到自動(dòng)進(jìn)樣器中進(jìn)行分析，獲得最終的測(cè)定結(jié)果。紫外光度法需要取降水水樣放入到比色管中，每個(gè)比色管中要加入0.1 mL安磺酸溶液以及1 mL的鹽酸溶液，然后用水對(duì)其進(jìn)行稀釋，再將其搖勻、測(cè)定其吸光度，計(jì)算硝酸鹽濃度。經(jīng)過(guò)對(duì)上述兩種測(cè)定方法進(jìn)行對(duì)比之后可以發(fā)現(xiàn)，兩次實(shí)驗(yàn)最終所測(cè)定出的結(jié)果并沒(méi)有明顯差異。

3.2 精準(zhǔn)度對(duì)比

為了可以更加好的驗(yàn)證離子色譜法與紫外光度法應(yīng)用在大氣降水測(cè)定中的實(shí)際效果，并且客觀反映出實(shí)際樣品情況以及化學(xué)干擾對(duì)最終測(cè)定結(jié)果的影響。本研究取降水樣本進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)。應(yīng)用離子色譜法的時(shí)候，在樣本中加入1.00 mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，加標(biāo)操作之后，其濃度值增加為1.00 mg/L，最終得到驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果[7]。而對(duì)于紫外光度法來(lái)說(shuō)，在對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，要采取樣本10 mL，加入3 mL的標(biāo)準(zhǔn)濃度混合液，并向每個(gè)試管中加入0.1 mL的氨磺酸溶液以及1 mL的鹽酸溶液，加水將其稀釋到所需濃度，并且對(duì)其進(jìn)行搖勻操作，在進(jìn)行吸光度測(cè)定操作，當(dāng)這一系列操作完成之后，要注意對(duì)其濃度進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)過(guò)對(duì)兩種方法進(jìn)行對(duì)比之后，兩種方法都滿足質(zhì)控范圍標(biāo)準(zhǔn)90%～110%的要求。

4 結(jié)論

對(duì)于本次研究來(lái)說(shuō)，所應(yīng)用的研究方式相對(duì)普遍，并且在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中都發(fā)揮出了較為理想的效果，無(wú)論是離子色譜法還是紫外光度法都達(dá)到了最終的數(shù)值測(cè)定要求。