酚二磺酸光度法測定硝酸鹽氮的酸度對回收率的影響

周莎莎 / 上海愛迪信環境技術有限公司

酚二磺酸光度法測定硝酸鹽氮的酸度對回收率的影響

周莎莎 / 上海愛迪信環境技術有限公司

闡述了在用酚二磺酸光度法測定水樣中硝酸鹽氮濃度實驗過程中，導致回收率不穩定存在的可能因素。通過設計多種實驗，得出加酸程序對硝酸鹽氮測定回收率是存在影響的。

酚二磺酸光度法；酸度；回收率

0　引言

在有氧環境下，水樣中硝酸鹽氮是亞硝酸鹽氮、氨氮等各種形態的含氮化合物中最穩定的氮化合物，是含氮有機物經無機化作用最終的分解產物，是水樣中極具代表性的必測項目。

水樣中的硝酸鹽氮一旦被攝入后，經腸道中的微生物作用轉變成亞硝酸鹽氮會出現毒性作用。水中硝酸鹽氮濃度達數十毫克/升時，可致嬰兒中毒。

目前，測定水樣中的硝酸鹽氮方法有多種，如酚二磺酸光度法、鎘柱還原法、戴氏合金還原法、離子色譜法、紫外法、電極法。而酚二磺酸光度法的測量范圍較寬，顯色穩定，所以是水樣硝酸鹽氮測定的首選方法。但是在用酚二磺酸光度法測定水樣硝酸鹽氮時，測定的回收率總存在很大差異，因此，有必要設計多種實驗，以確定加酸程序對測定回收率的影響。

1　測定回收率時存在的問題

用酚二磺酸光度法測定水樣中的硝酸鹽氮，在做標樣回收率時，連做數批樣，回收率在75%～82.3%之間，且無規律可循，見表1、表2、表3。

表1　第一次硝酸鹽氮加標回收率

表2　第二次硝酸鹽氮加標回收率

表3　第三次硝酸鹽氮加標回收率

對于上述操作過程進行分析，造成誤差有以下幾種可能：

1）所加標樣溶液有損失；

3）加熱方式可能造成損失。

2　對測定回收率不穩定的原因分析

2.1設計實驗

1）將5 mL水樣加30 μg標樣（用酚二磺酸處理過的）一起蒸干后測吸光度（A方法）；

2）將5 mL水樣蒸干后加30 μg標樣，再加1 mL酚二磺酸后測吸光度（B方法）；

3）取5 mL水樣測定本底吸光度（C方法）；

4）測定30 μg標樣的吸光度（D方法）。

四種方法測定結果見表4、表5。

表4　用上述實驗方法第一次測定吸光度結果

表5　用上述實驗方法第二次測定吸光度結果

從表4、表5所列數據可以看出，實驗方法內容上兩組完全一樣，不同之處是：表4是在電爐上直接用火加熱，而表5則是在鼓風干燥內加熱。上述實驗說明：

（1）加熱方式對結果沒有影響；

（2）方法B與D的結果相差較?。?.005），說明水中的NO3-與酚二磺酸沒有發生反應。因為加入的30 μg標樣是水溶液。上述反應必須在干燥無水的條件下進行；

（3）方法A與D的結果比較接近（在0.025至0.03之間），說明原水樣中的NO3-幾乎損失殆盡。這是因為加入的30 μg標樣中由酚二磺酸引入的H2SO4和樣品中的NO3-發生了反應: NO3-+H+= HNO3↑，在加熱過程中HNO3揮發了。

2.2為驗證上述原因進一步設計實驗

1）第1種方法：將30 μg標樣（加入酚二磺酸）蒸干測定吸光度；

2）第2種方法：將5.0 mL水樣加30 μg標樣，用NaOH調至堿性，蒸干測定吸光度；

3）第3種方法：將5.0 mL水樣加30 μg標樣，蒸干測定吸光度；

4）第4種方法：將5.0 mL水樣蒸干后，先加酚二磺酸讓其反應后，再加30 μg標樣測定吸光度；

5）第5種方法：將5.0 mL水樣蒸干，加酚二磺酸測定吸光度；

6）第6種方法：將30 μg標樣蒸干，直接測定吸光度。

實驗所得數據見表6，并對表中數據進行統計分析。

表6　1-6種實驗方法所得數據

用t檢驗方法進行驗證：當n1= n6= 6，查表當n1+ n6- 2 = 10，置信概率為95%時t = 2.43，利用公式計算得出的t值為3.46，大于2.43，說明兩組數據之間有著顯著性差異，有系統誤差存在。

3　討論

1）將第1種方法與第6種方法加以比較，說明第1種方法在加熱蒸干過程中造成微量損失。為消除方法上可能造成的系統誤差，標樣應和樣品同步處理；

2）第2種方法數據回收率低，僅為51.6%，原因可能是加NaOH以后，溶液中高價金屬離子，譬如Fe3+等形成沉淀，吸咐發生共沉淀，過濾時被留在沉淀中。實驗數據進一步證明了本法加標回收做不出正確結果的原因在于：給水樣中加了用酚二磺酸處理過的標樣使用液，在蒸干過程中高濃度的硫酸環境下，，即揮發，使幾乎損失殆盡；

4　結 語

通過以上實驗，找到了回收率不穩定的原因及解決途徑。為完全消除方法上可能帶來的系統誤差，并將偶然誤差降低到最小程度，使標樣、天然水樣以及加標水樣在操作上完全一致，將新配不加酚二磺酸的標樣加入天然水樣，并對這一種樣品不加酸，不加堿，將它們同時小心蒸干后，分別加入酚二磺酸，讓其充分反應后稀釋加濃氨水測定吸光度。結果見表7。

由表7可見，上述改進后的方法可獲得滿意結果，并得出如下結論：

（1）做回收率測定時，按照慣例都是給天然水樣中加入標準曲線的標準使用液，這樣做幾乎對所有的分析方法來說都是正確的，而唯獨對“酚二磺酸光度法”測定硝酸鹽氮的回收率測定是錯誤的。因為酚二磺酸在配制時引入了大量的硫酸，它和硝酸根離子生成揮發性的硝酸。在加熱蒸干樣品的過程中，除已和酚二磺酸發生反應的標樣中的外，水樣中的在未來得及與酚二磺酸完全發生反應之前就生成硝酸揮發了，這就是為什么回收率做不高且又無規律的原因；

（3）鑒于上述兩條理由，在做回收率測定時，給天然水樣中加標必須是不含酚二磺酸、重新配制的標樣溶液；

（4）為消除可能產生的系統誤差，標樣、水樣、水樣加標，必須在操作步驟上完全一致；

（5）經驗證，該方法與《水和廢水監測分析方法》（第四版）（增補版）中的酚二磺酸光度法測定硝酸鹽氮的方法取得了較一致的回收率結果。

［1］ 魏復盛，齊文啟，孫宗光，等.水和廢水監測分析方法，四版（增補版）［M］.北京：中國環境科學出版社，2002.

［2］ 四川省環境科學學會.環境監測常用數理統計方法［M］.成都：四川科學技術出版社，1983.

The influence of acidity on the recovery rate，when testing nitrate nitrogen by spectrophotometric method with phenol disulfonic acid

Zhou Shasha
（Shanghai ADT Environment Technology Co.，Ltd.）

This paper describes the probably factors leading the rate of recovery instable，in the experimental process，when testing the concentration of nitrate nitrogen in water samples by spectrophotometric method with phenol disulfonic acid.Through designing varied experiment，come to conclusion that adding acid procedure impacst the recovery rate.

phenol two sulfonic acid spectrophotometry；acidity； recovery rate

表7　實驗結果