离子色谱法测定地表水中硝酸盐和亚硝酸盐

离子色谱法测定地表水中硝酸盐和亚硝酸盐

赖振春

广东清环检测科技有限公司523000

摘要：在对地表水中的硝酸盐和亚硝酸盐进行测量时，离子色谱法是最常用的方法之一，与其它方法例如气相分子吸收光谱法相比较，离子色谱法的标准曲线的线性值普遍高于0.9995，精密度也比较高，大致在百分之0.22到0.97之间，除此之外，离子色谱法对于水分子与硝酸盐和亚硝酸盐的分离程度也较高，且操作简单，因此这种方法是非常优良的。本文针对离子色谱法对地表水中硝酸盐和亚硝酸盐的检测原理、检测步骤与具体的实验步骤和数据实例进行分析，目的在于对这种方法做出详细的说明和介绍从而提高对其的认识程度，以供参考。

关键词：离子色谱法；地表水；硝酸盐；亚硝酸盐；测定

进入新世纪以来，我国经济得到了快速的发展，工业化程度也在近几十年里得到了迅速的提高，但是与此同时，由于对环境保护工作的忽视，地表水受到了比较严重的污染。工业用水的主要取水地是地表水，排水地点也是地表水源，工业生产中产生的硝酸盐和亚硝酸盐打大量排放使地表水中这两种物质的含量越来越高，这一问题受到了公众的广泛关注。

一.硝酸盐与亚硝酸盐的危害

硝酸盐和亚硝酸盐对于人类身体健康与环境的威胁是相当大的。

亚硝酸盐会直接对人体产生危害，当亚硝酸盐与人体血液中的血红蛋白结合从而削弱血红蛋白的携氧功能导致人体缺氧中毒。此外亚硝酸盐还会在酸性条件下与仲胺反应成为亚硝胺基，这是一种强致癌物质，并且进入孕妇体内后会导致胎儿畸形，此外，对亚硝酸盐的敏感性，婴儿接触亚硝酸盐后很容易会出现蓝婴病，即高铁血红蛋白症，婴儿由于身体内含有过多的不能携带氧气的高铁血红蛋白使得身体缺氧变蓝。因此，亚硝酸盐是影响人体健康的主要因素。

就现在的情况而言，硝酸盐在地表水中的过量情况比较轻微，未出现严重污染状况，但是硝酸盐具有很长的积累和持续时间，一旦在地表水中逐渐积累过量至高浓度也会对环境和人体健康造成严重威胁，因此对这两种物质必须做好检测和超标治理工作。

二.离子色谱法测定硝酸盐与亚硝酸盐方法详述

目前，对于地表水中的硝酸盐和亚硝酸盐含量的检测方法大多为气相分子吸收光谱法、分光光度法和离子色谱法，前两种方法的操作较为复杂，需要的仪器设备以及试剂种类较多，并且一次检测的时间也很长，而离子色谱法与这两种方法相比不仅耗时短、操作准确度高，在测定某些物质含量较多的地表水时，前置处理工作简便，并且结果准确。接下来具体的结合数据测定实验对此方法进行详述。

1.离子色谱法测定原理

离子色谱法在许多方面例如工业检测、环境保护、医疗检查等领域都得到了较为广泛的应用，尤其是测定水溶液中浓度较低的阴离子时准确度较高。离子色谱法的主要应用原理是离子交换原理，对待测水样中的共存的多种离子进行持续的分离，并对其进行定性判断和定量估测。使用离子色谱法对地表水样中的硝酸盐和亚硝酸盐进行测定时，将样品中的蛋白质以及脂肪等大分子物质进行去除并进行纯化之后，使用KOH溶液作为淋洗液，通过阴离子交换柱进行离子分离，并使用电导检测仪器进行检测，定性判断以保留时间为标准，定量判断根据外标法进行。

2.离子色谱法所需仪器

包括离子色谱仪、淋洗液、滤膜、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮使用液。在进行测定时最常使用的离子色谱仪为ICS5000+型离子色谱仪，此外ICS600型离子色谱仪和CIC-D160A型内置淋洗液离子色谱仪也是效果较好的仪器类型，本文的分析是建立在ICS5000+型离子色谱仪的基础上的。淋洗液为KOH溶液，将其作为氢氧根淋洗液，淋洗液由离子色谱仪的内置装置自动生成。滤膜类型为孔径为0.22微米的一次性水系针式微孔滤膜。两种使用液的浓度不同，硝酸盐氮溶液为10毫克每升，亚硝酸盐氮使用液为100毫克每升。

3.具体处理过程

（1）预处理。在采集完水样后首先对水样中的大体积杂质进行粗过滤去除，再将水样通过提前准备的0.22微米一次性水系针式微孔滤膜进行过滤，将可能存在的蛋白质以及脂肪等大分子物质进行过滤，如果水样较为清洁可以直接进行使用。如果水样中还存在其它种类的会产生结果干扰的物质，要结合物质类型进行相应的处理。

（2）存放方式。水样的存放仪器为清洁干燥的玻璃瓶或者清洁的聚乙烯塑料瓶，要在四摄氏度下进行冷藏保存，注意实验过程不可超过两天，否则可能会产生水样变质等问题影响结果。

（3）实验过程。水样进入ICS5000+型离子色谱仪之后，仪器会自动将经过预处理后的水样与氢氧化钾淋洗液仪器进入阴离子交换柱中，然后经过离子交换树脂，对水样中的硝酸以及亚硝酸进行分分离，由电导检测器对分离结果进行分析，形成离子色谱峰图，其中由色谱峰的相对保留时间来对离子进行定性判断，根据离子色谱峰的总面积来进行定量的判断。以此来确定水样中的离子种类以及离子具体含量。仪器的电导池温度为三十五摄氏度，默认的氢氧化钾溶液浓度为20mmol每升，离子交换柱温度为二十五摄氏度。

4.结果分析

（1）对结果进行分析时首先要根据标准使用液来绘制标准曲线以作对比，设置5-6组100ml容量瓶，向其中加入不同体积的硝酸盐氮以及亚硝酸盐氮标准使用液并定容，制成浓度不同的标准液，将这些离子浓度已知的溶液经过离子色谱仪处理之后得到色谱图，并根据色谱图进行标准曲线的绘制，相应的色谱峰面积作为总坐标。并得出回归方程，此标准曲线是比对的主要依据。

（2）确定检出限以及测定下限。测定检出限的公式为MDL=t（n-1.099）×S，其中MDL为检出限，t为在自由度为n-1且置信度为99%时的单侧t分布，n为对样品进行的平行测定次数，本文基于的实验所测次数为7次，S为进行n次测定时的标准偏差。计算出MDL后，其取其四倍值作为测定下限。所得结果为，亚硝酸盐氮的检出限为0.0070，硝酸盐氮的检出限为0.0017，测定下限分别为这两个值的四倍数值。

（3）方法精密度测定。离子交换法的测定精密度大致处于百分之0.22到百分之0.97之间，测定方法为将一定浓度的亚硝酸盐氮（0.3mg/L）以及硝酸盐氮（5.00mg/L）的标准溶液以离子色谱法进行多次平行测定，对测定值进行分析，得出这几组值的标准偏差，本文基于的测定实验的平行测定次数为6次，所计算出的精密度为0.22%到0.97%。

（4）测定准确度确定。进行测定准确度的确定时，使用的样品为国家标准物质中心所规定的有证标准硝酸盐氮与亚硝酸盐氮离子样品，对样品进行多次平行测定，本文基于的测定实验的测定次数为6次，所得亚硝酸盐氮的测定相对误差为+3.31%，硝酸盐氮的测定相对误差为-5.68%。所以测定准确度都在正常范围内。

综合上述实验结果来看，使用离子色谱法对地表水中的硝酸盐和亚硝酸盐进行测定时，其检出限较高，精密度也较高，并且测定准确度与之前常用的分光光度法和气相分子吸收光谱法相比都有明显的提高，因此从检测结果来看，离子色谱法的测定准确程度是值得肯定的。从测定过程来看，离子色谱法的预处理较为简便，整个处理过程操作也较为轻松，包括淋洗在内的大部分步骤都可以由离子色谱仪所完成，得出的结果非常直观，可以直接由色谱图所观察到，综合而言，离子色谱法是一种优秀的测定方法。

总结：随着环保意识的推广和发展，民众对环境污染的重视程度越来越高，而硝酸盐和亚硝酸盐等物质对人体有着相当大的危害，并且由于水污染，这两种粒子在地表水中的含量越来越高，受到了公众的广泛关注，因此必须重视对其的处理和测定工作。离子色谱法是对地表水中的硝酸盐和亚硝酸盐进行测定的有效方法，不仅对离子的分离程度较好，检测结果也较为准确，并且操作过程也并不复杂，因此值得将离子色谱法进行推广。除了采用合适的方法进行硝酸要以及亚硝酸盐的测定和处理之外，最根本的还是要提高环保意识，从源头上治理污染。

参考文献

[1]蒋园园,程海,徐蕾.离子色谱法检测地表水中亚硝酸盐含量的研究[J].环境科技,2018,31(04):60-62+68.

[2]廖楠.离子色谱法测定地表水中硝酸盐和亚硝酸盐[J].现代农业科技,2017(03):160-161.