液相色谱法测定水体中的亚硝态氮、硝态氮和总氮
N02-、NO3-及总氮已列入水体的必检项目,建立水体中N02-、NO3-及总氮的新型、快
速、准确检测方法显得极其重要。目前,同时测定亚硝酸盐和硝酸盐的方法主要采用化
学发光法、硝酸银电极法、流动注射光度法、二元线性解析一紫外分光光度法及离子色
谱法等。这些方法各有优缺点,其中离子色谱法已经被我国列入生活饮用水中N02-和
NO3-检验规范方法之一。离子色谱法的采用,改善了N02-和NO3-检测方法的灵敏度,但
不普及。
1 实验部分
1.1仪器与试剂
安捷伦HPLC1200。亚硝酸钠、硝酸钾、磷酸、氢氧化钠和过二硫酸钾均为分析纯;磷酸
二氢钾为pH缓冲标准物质;乙腈为色谱纯;100 mg/L N02-标准样品、500 mg/L NO3-一N总
氮标准样品、(12.275 ±1.55)mg/L TN标准控制样品,均为国家环保总局标样所标样。
1.2 色谱条件
月旭色谱柱,Ultimate XB-C18 4.6 x250,5um(part Number 00201-
31043 Serial Number 211302350 Lot Number 2101.77)。柱温为30℃,流速0.
8 mL/min,进样体积10ul;流动相:17.5 mmol/L KH2PO4一2 mmol/L H3P04缓冲
液(pH 3.5)与乙腈体积比为92.5:7.5,使用前过滤并超声脱气。
1.3实验方法
每100 mL水样加1 mL缓冲液至酸性,过月旭 Welchrom Syringe Filter Nylon 13mm 0.45um(Part Number 00802-
02202 Lot Number 140108)滤膜,直接进样10uL测定N02-、NO3-;按照水质总氮测定
分析方法处理水样,用HPLC法测定。
采集相同水样,按上述GB 11894—89消煮法消解水样后,比色法测定总氮;比色分析水
样中NO2一N、NO3--N时,按GB/T 5750—2001《生活饮用水卫生规范》处理,若水样浑
浊或色度较深,在100 mL水样中加2 mL氢氧化铝悬浮液,搅拌后静置数分钟,过滤。分
取水样或处理后的水样用酸或碱调节至中性,用重氮偶合分光光度法测定NO2--N;另外
分取水样或处理后的水样加适量硫酸银一硫酸溶液(10 g/L),混匀,静置5 min,滴加
高锰酸钾溶液至淡红色保持15min不褪色后,用麝香草酚分光光度法测定N03--N。
2结果与讨论
2.1 HPLC法分离、检测N02-和NO3-
采用上述实验条件可完全分离、检测N02-和NO3-,分离度大于1.5,分离效果见图1A。
混合标准溶液4℃低温储存2—3周后,再次测定标液N02-和NO3-含量、保留时间。结果表
明:N02-和NO3-含量基本无变化;日问保留时间波动小,NO3- (2.323±0.016 min)、
N02- (3.109±0.026 min)。
图1 混合标样、水样中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮及总氮的HPLC色谱图
A.ehromatogram of standard mixture;B.chromatogram of water;C.ehromatogram of total nitrogen in water;
2.2 N02-和NO3-的校正曲线及检出限
将混合标准储备溶液逐级稀释为含N02-一N和NO3-一N(质量比为l:1)0.1、0.5、1.
0、5.0、7.0、8.0 mg/L的混合标准工作液,分别进样10uL,进行5次HPLC/UV测
定。以峰面积为纵坐标,标准样品中氮的质量为横坐标制作校正曲线。按选定的色谱条
件和检测方法测得N02-和NO3-的线性检测范围(以N计,下同)为l一80 ng。两组分同时测
定的线性回归方程为:Y=8.681 X+3 897,r=0.999 9(N02-);Y=31.
013 X+11 510,r=O.999 9(NO3-)。其中,Y:响应值,X:标样中氮的质量(ng);方
法检出限:N02-:0.4 ng、NO3- :0.09 ng。其中使用质量浓度为1.0、5.0、8.
0mg/L的N02-和NO3-的混合工作液,分别进样,重复5次做精密度并加标样做回收,得
N02-和NO3-的平均相对标准偏差分别为0.78%和0.23%,回收率:N02-:99.0%~
102.2%、和NO3-:98.9%~99.5%。
2.3 水样检测分析与回收率实验
实验水样和标准样品经过简易处理,进样10ul,进行HPLC/UV检测,计算水样中N02-和
NO3-和TN的浓度。为研究证明方法使用的可靠性,将本文1.1标准样品做适当稀释处
理,用本分析方法测定,结果吻合(见表1)。说明按该色谱法对水样中N02-和NO3-和TN分
析测定具有较好的准确性。
表1 国家环境标准样品的测定结果
Standard sample | Dilution ratio | Delermination vvalue(n=5) | RSD Sr/% |
N02- | 1:20 | 100.00±1.00 | 1.00 |
NO3--N | 1:100 | 500.80±1.78 | 0.36 |
TN | 1:2.5 | 12.30±0.30 | 0.30 |
2.3.1样品取于三处地方(编号为001,002,003),按上述方法测定其中的N02-和NO3-
和TN。结果见表2,谱图见图1B、1C。
2.3.2 回收率 分取10 mL分析水样各加入10 ug N02-和NO3-的标准样品,过0.45um
滤膜,测定水中N02-和NO3-的回收率;在测定水样TN时,按每25 mL水样加2 mL TN控制
标准样品,做标样回收。计算含量及回收率(见表2)。结果表明:N02-和NO3-和TN在
水样中的回收率良好。
表2环境水样中NO;.N、NO:-.N和TN的测定结果及回收率实验(n=5)
Item | Water sample | Delermination vvalue(n=5) | Added | Found | Recovery | RSD Sr/% | Colorimetric method |
NO2--N | 001 | 0.14±0.01 | 1.00 | 1.16 | 99-107 | 2.18 | 0.16 |
002 | 0.25±0.01 | 1.00 | 1.24 | 96-101 | 2.04 | 0.22 | |
003 | 0.62±0.02 | 1.00 | 1.62 | 98-104 | 1.97 | 0.58 | |
NO3--N | 001 | 1.14±0.01 | 1.00 | 2.12 | 98-104 | 0.62 | 1.13 |
002 | 1.81±0.01 | 1.00 | 2.82 | 99-103 | 0.60 | 2.00 | |
003 | 2.01±0.01 | 1.00 | 2.98 | 97-102 | 0.64 | 2.00 | |
TN | 001 | 1.62±0.02 | 0.99 | 2.58 | 96-105 | 2.82 | 1.61 |
002 | 3.84±0.01 | 0.99 | 4.81 | 96-103 | 2.12 | 3.90 | |
003 | 4.08±0.05 | 0.99 | 5.04 | 96-98 | 1.83 | 4.11 |