CN102650590A

CN102650590A - 测定水样品的硝酸盐和/或硝酸盐中氮含量的方法及其装置

Info

Publication number: CN102650590A
Application number: CN2011100444371A
Authority: CN
Inventors: 赵萍; 张卫宏; 魏月仙; 顾爱平
Original assignee: BEIJING JITIAN INSTRUMENT Co Ltd
Current assignee: BEIJING JITIAN INSTRUMENT Co Ltd; Beijing Titan Instruments Co Ltd
Priority date: 2011-02-24
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2012-08-29

Abstract

本发明涉及测定水样品的硝酸盐和/或亚硝酸盐中氮含量的方法及其装置，它将水样品、去离子水和pH值为5.2-8.6的缓冲溶液混合在一起制成混合液，然后将上述混合液在50-80℃的条件下加热，再在紫外光下照射后或直接将得到的混合液与磺胺显色剂混合，用紫外可见分光光度计检测出水样品的硝酸盐和/或亚硝酸盐中氮含量。本发明的装置包括：进样装置、采样环、多通阀、蠕动泵、加热模块、紫外消解模块、编结反应器、流通池、紫外可见分光光度计、去离子水容器、缓冲液容器、显色剂容器、第一三通阀、第二三通阀、第一背压调节器、第二背压调节器、废液槽和计算机，该方法无毒性、对环境无污染；该装置测试的灵敏度高，准确性好。

Description

测定水样品的硝酸盐和/或硝酸盐中氮含量的方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种测定水样品的硝酸盐和/或亚硝酸盐中氮含量的方法及其装置，特别涉及一种用紫外还原-流动注射光度法分析法测定水中硝酸盐和/或亚硝酸盐中氮含量的方法和使用该方法的装置。

背景技术

目前测量水中的硝酸盐和亚硝酸盐中氮含量，主要采用镉柱还原法，将水中的硝酸盐还原为亚硝酸盐，连同水样红原有的亚硝酸盐与对氨基苯磺酰胺重氮化，再与N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐偶合，形成玫瑰红色偶氮染料，在540nm处进行测定，减去不经还原柱的水样用同法测得的亚硝酸盐，测出硝酸盐的含量。该方法灵敏度高，精密度好，是国家标准方法。

但是该方法存在以下不足：

1、方法使用镉柱还原，而镉柱需要人工填充，镉的毒性较大，对操作人员的健康具有潜在的危害。

2、镉柱参与还原反应，测试产生大量的含镉废液，容易对环境造成污染。

发明内容

本申请的发明目的是克服现有的采用镉柱还原法检测水中的硝酸盐和亚硝酸盐中氮含量的方法所产生的毒性较大、容易对环境造成污染的问题，而提供一种无毒的测定水样品的硝酸盐和/或亚硝酸盐中氮含量的方法及其装置。

为了完成本申请的发明目的，本申请采用以下技术方案：

本发明的一种测定水样品的硝酸盐和亚硝酸盐中氮含量的方法，其中：

(1)将水样品、去离子水和pH值为5.2-8.6的缓冲溶液，以1∶0.7-1.3∶0.5-1.2的比例混合在一起，制成2-10ml的混合液；

(2)将上述混合液在50-80℃的条件下加热30-50秒，在波长为200-300nm、功率为15-200w的紫外光下照射10-40秒；

(3)将步骤(2)得到的混合液与磺胺显色剂混合，水样品与磺胺显色剂的比例为1∶0.8-1.7，充分混合10-20秒后，用紫外可见分光光度计检测出水样品的硝酸盐和亚硝酸盐中氮含量。

本发明的一种测定水样品的亚硝酸盐中氮含量的方法，其中：

(2)将上述混合液在50-80℃的条件下加热30-50秒；

(3)将步骤(2)得到的混合液与磺胺显色剂混合，水样品与磺胺显色剂的比例为1∶0.8-1.7，充分混合10-20秒后，用紫外可见分光光度计检测出水样品的亚硝酸盐中氮含量。

本发明的一种测定水样品的硝酸盐中氮含量的方法，其中：

(3)将步骤(2)得到的混合液与磺胺显色剂混合，水样品与磺胺显色剂的比例为1∶0.8-1.7，充分混合10-20秒后，用紫外可见分光光度计检测出水样品的硝酸盐和亚硝酸盐中氮含量；

(4)重新配制与步骤(1)等量、等浓度的混合液，将上述混合液在50-80℃的条件下加热30-50秒后，

(5)将步骤(4)得到的混合液与磺胺显色剂混合，水样品与磺胺显色剂的比例为1∶0.8-1.7，充分混合10-20秒后，用紫外可见分光光度计检测出水样品的亚硝酸盐中氮含量；

(6)用步骤(3)中测出的水样品的硝酸盐和亚硝酸盐中氮含量减去步骤(5)中测出的水样品的亚硝酸盐中氮含量，得到水样品的硝酸盐中氮含量。

本发明的一种测定水样品的硝酸盐中氮含量的方法，其中：所述磺胺显色剂中含有浓度为5-20％(v/v)的磷酸、浓度为2-10g/L的磺胺和浓度为0.1-1g/L的N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐。

本发明的一种测定水样品的硝酸盐和/或亚硝酸盐中氮含量的方法所使用的装置，它包括：进样装置、采样环、多通阀、蠕动泵、加热模块、紫外消解模块、编结反应器、流通池、紫外可见分光光度计、去离子水容器、缓冲液容器、显色剂容器、第一三通阀、第二三通阀、第一背压调节器、第二背压调节器、废液槽和计算机，蠕动泵上分别装有第一泵管、第二泵管、第三泵管和第四泵管，多通阀分别有六个A、B、C、D、E和F阀门，上述阀门在圆形多通阀上按顺时针排列在圆周上，其中：所述的进样装置通过第一泵管与多通阀的F阀门相连，多通阀的E阀门与采样环12的进液口相连，采样环的出液口与多通阀的B阀门相连，多通阀的A阀门通过第一背压调节器与废液槽相连，去离子水容器通过第二泵管与多通阀的D阀门相连，多通阀的C阀门与第一三通阀的第一端相连，缓冲液容器通过第三泵管与第一三通阀的第二端相连，第一三通阀的第三端依次与加热模块、紫外消解模块和第二三通阀的第一端相连，显色剂容器通过第四泵管与第二三通阀的第二端相连，第二三通阀的第三端依次与编结反应器和流通池进液端相连，流通池出液端通过第二背压调节器与废液槽相连，流通池装在紫外可见分光光度计中，紫外可见分光光度计通过电缆与计算机相连；

本发明的一种测定水样品的硝酸盐和/或亚硝酸盐中氮含量的方法所使用的装置，其中：所述第一泵管、第二泵管、第三泵管、第四蠕动泵泵管的内径分别为0.38～1.85mm，泵速分别为15～60转/分钟；

本发明的一种测定水样品的硝酸盐和/或亚硝酸盐中氮含量的方法所使用的装置，其中：所述编结反应器、加热模块、紫外消解模块和采样环中分别装有内径为0.5～1.0mm的毛细管，编结反应器中毛细管长度为0.5～4.5m；加热模块中毛细管长度为5～15m；紫外消解模块中毛细管长度为2～10m；采样环中毛细管长度为1～4m；

本发明的一种测定水样品的硝酸盐和/或亚硝酸盐中氮含量的方法所使用的装置，其中：所述多通阀具有两种状态，在第一种状态下，多通阀的A阀门与B阀门联通、C阀门与D阀门联通、E阀门与F阀门联通，在第二种状态下，F阀门与A阀门联通、D阀门与E阀门联通、B阀门与C阀门联通。

用本发明的方法检测水样品的硝酸盐和/或亚硝酸盐中氮含量与现有技术的采用镉柱还原法相比，本发明的方法无毒性，对操作人员的健康无危害，不会对环境造成污染。样品测定频率为40样/小时；测试的灵敏度高，准确性好：方法的线性范围为0.05～10.0mg/L，线性相关系数r≥0.999，检出限为10μg/L，实际水样的加标回收率为90％～110％；精密度高，重复性好。

本发明的测定水样品的硝酸盐和/或亚硝酸盐中氮含量的装置在使用时，将标准溶液及被测样品分别倒入自动进样装置的样品管中，即可自动分析，根据记录的标准溶液的吸光度峰高或峰面积做标准曲线，根据样品的吸光度峰高值或峰面积值在标准曲线上可计算出样品中硝酸盐和亚硝酸盐中氮含量的含量，因此本发明可以连续自动地对样品进行测试，测试准确快速。

附图说明

图1是本发明的测定水样品的硝酸盐和亚硝酸盐中氮含量的装置的结构示意图。

图1中标号1为进样装置；标号2为第一背压调节器；标号3为废液槽；标号4为离子水容器；标号5为缓冲液容器；标号6为显色剂容器；标号7为蠕动泵；标号8为第一泵管；标号9为第二泵管；标号10为第三泵管；标号11为第四泵管。标号12为采样环；标号13为多通阀；标号14为第一三通阀；标号15为紫外消解模块；标号16为加热模块；标号17为第二三通阀；标号18为编结反应器；标号19为第二背压调节器；标号20为流通池；标号21为紫外可见分光光度计；标号22为计算机；标号23为电缆。

具体实施方式

本实施例亚硝酸盐(NO2-)氮含量测试的操作步骤如下：

1、标样的配制：

11称取在60℃下干燥一个小时的4.926g亚硝酸钾(KNO2)于800ml去离子水中，溶解后用人工海水稀释至刻度，摇匀。配制成1000mg N/L(以氮计)的亚硝酸盐氮(NO2-)储备液备用。

1.2将1000mg/L的亚硝酸盐氮(NO2-)储备液用去离子水逐级稀释，配制成0.0、20.0、50.0、100.0、200.0、500.0、800.0、1000.0μg N/L标准系列。

1.3pH为8.6的氯化铵缓冲溶液。

1.4磺胺显色剂：70ml 85％的磷酸，24g磺胺(C6H8N2O2S)，1.2g N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐(C12H16Cl2N2)，去离子水溶解混合定容至1L。

1.5载流为去离子水。

所用试剂均采用国产试剂，试剂的纯度最低为分析纯。

本实施例硝酸盐(NO3-)和亚硝酸盐(NO2-)的氮含量测试的操作步骤如下：

(1)将上述水样品、去离子水和pH值为8.6的缓冲溶液，以1∶11∶0.9的比例混合在一起，制成5ml的混合液；

(2)将上述混合液在50-80℃的条件下加热30-50秒，在波长为250nm、功率为100w的紫外光下照射25秒；

(3)将步骤(2)得到的混合液与上述配制的磺胺显色剂混合，水样品与磺胺显色剂的比例为1∶1.5，充分混合15秒后，用紫外可见分光光度计检测出水样品的硝酸盐和亚硝酸盐中氮含量。

一种测定水样品的亚硝酸盐(NO2-)中氮含量的方法，其步骤如下：

(1)将水样品、去离子水和pH值为8.2的缓冲溶液，以1∶1.2∶0.7的比例混合在一起，制成7l的混合液；

(2)将上述混合液在50-80℃的条件下加热40秒；

(3)将步骤(2)得到的混合液与磺胺显色剂混合，水样品与磺胺显色剂的比例为1∶1.5，充分混合20秒后，用紫外可见分光光度计检测出水样品的亚硝酸盐中氮含量。

此为结果1。工作曲线测试结果见表1，质控样品测试结果见表2，水样的测试结果见表3

表1亚硝酸盐氮的工作曲线测试结果

表2亚硝酸盐氮的质控样品测试结果

样品名称	已知浓度(μg/L)	峰高	峰面积	回算浓度(μg/L)
					质控样	83.9±3.4	0.0593	11.3747	84.4
质控样	83.9±3.4	0.0596	11.4286	84.8

表3水样中亚硝酸盐氮的测试结果

样品名称	峰高	峰面积	回算浓度(μg/L)
				No.1	0.0013	0.2081	1.5
No.2	0.0007	0.1003	0.7

No.3	0.0087	1.6493	12.2
				No.4	0.0063	1.1779	8.7

本实施例硝酸盐(NO3-)的氮含量测试的操作步骤如下：

(1)将水样品、去离子水和pH值为7.8缓冲溶液，以1∶1.0∶0.7的比例混合在一起，制成8ml的混合液；

(2)将上述混合液在40℃的条件下加热40秒，在波长为250nm、功率为150w的紫外光下照射30秒；

(3)将步骤(2)得到的混合液与上述磺胺显色剂混合，水样品与磺胺显色剂的比例为1∶1.5，充分混合10秒后，用紫外可见分光光度计检测出水样品的硝酸盐和亚硝酸盐中氮含量；

(4)重新配制与步骤(1)等量、等浓度的混合液，将上述混合液在40℃的条件下加热40秒后，

(5)将步骤(4)得到的混合液与磺胺显色剂混合，水样品与上述磺胺显色剂的比例为1∶1.5，充分混合10秒后，用紫外可见分光光度计检测出水样品的亚硝酸盐中氮含量；

表4硝酸盐氮标准样品分析数据

表5硝酸盐氮质控样分析数据

表6水样中硝酸盐氮的测试结果

如图1所示，本发明的测定水样品的硝酸盐和/或亚硝酸盐中氮含量的方法所使用的装置包括：进样装置1、采样环12、多通阀13、蠕动泵7、加热模块16、紫外消解模块15、编结反应器18、流通池20、紫外可见分光光度计21、去离子水容器4、缓冲液容器5、显色剂容器6、第一三通阀14、第二三通阀17、第一背压调节器2、第二背压调节器19、废液槽3和计算机22，蠕动泵7上分别装有第一泵管8、第二泵管9、第三泵管10和第四泵管11，多通阀13分别有六个(A、B、C、D、E和F)阀门，上述阀门在圆形多通阀13上按顺时针排列在圆周上，多通阀13具有两种状态，在第一种状态下，多通阀13的A阀门与B阀门联通、C阀门与D阀门联通、E阀门与F阀门联通，在第二种状态下，F阀门与A阀门联通、D阀门与E阀门联通、B阀门与C阀门联通。

进样装置1通过第一泵管8与多通阀13的F阀门相连，多通阀13的E阀门与采样环12的进液口相连，采样环12的出液口与多通阀13的B阀门相连，多通阀13的A阀门通过第一背压调节器2与废液槽3相连，去离子水容器4通过第二泵管9与多通阀13的D阀门相连，多通阀13的C阀门与第一三通阀14的第一端相连，缓冲液容器5通过第三泵管10与第一三通阀14的第二端相连，第一三通阀14的第三端依次与加热模块16、紫外消解模块15和第二三通阀17的第一端相连，显色剂容器6通过第四泵管11与第二三通阀17的第二端相连，第二三通阀17的第三端依次与编结反应器18和流通池2进液端相连，流通池2出液端通过第二背压调节器19与废液槽3相连，流通池20装在紫外可见分光光度计21中，紫外可见分光光度计21通过电缆23与计算机22相连。

第一泵管8、第二泵管9、第三泵管10、第四蠕动泵泵管11的内径分别为0.38～1.85mm，泵速分别为15～60转/分钟。编结反应器18、加热模块16、紫外消解模块15和采样环12中分别装有内径为0.5～1.0mm的毛细管，编结反应器18中毛细管长度为0.5～4.5m；加热模块16中毛细管长度为5～15m；紫外消解模块15中毛细管长度为2～10m；采样环12中毛细管长度为1～4m。

工作原理

用本发明的装置测定水样品的硝酸盐(NO3-)和/或亚硝酸盐(NO2-)中氮含量的方法的工作过程如下：

参见图1，在采样过程时，多通阀13转动到图中实线状态下工作(多通阀13在第一种状态下工作)，经过滤后的样品放置在进样装置1中，进样装置1在蠕动泵7的第一泵管8的作用下，进入多通阀13的阀门F和阀门E进入采样环12，将采样环12充满后，多余的样品进入多通阀13的阀门B、阀门A和第一背压调节器24直接排入废液槽3。当采样过程结束后，多通阀13在图中虚线的状态工作(多通阀13在第二种状态下工作)，蠕动泵7的第二泵管8将去离子水容器4中的去离子水泵入多通阀13的阀门D和F阀门，进入采样环12，将采样环12中的样品经过多通阀13的阀门B和阀门C进入在第一三通14的第一端，与进入第一三通14的第二端的缓冲溶液5汇合后，混合液进入加热模块16中进行混合和加热，混合后的溶液进入紫外消解模块15，反应后的溶液经过第二三通17的第一端与进入第二三通17的第二端的显色剂溶液6汇合，混合后在编结反应器18中反应，反应后的液体进入流通池20，由紫外可见分光光度计21在500-600nm处进行比色测定，并将结果传送给计算机22，即可获得溶液中硝酸盐(NO3-)和/或亚硝酸盐(NO2-)的氮含量，从流通池20流出来的液体经过第二背压调节器19直接进入废液槽3中。

当紫外灯的开关关闭时，测定的是水样品中亚硝酸盐的含氮量，紫外灯打开时，测定的是硝酸盐和亚硝酸盐氮的总和的含氮量，用水样品中硝酸盐和亚硝酸盐氮的总和的含氮量减去水样品中亚硝酸盐的含氮量，可以算出硝酸盐的含氮量。

在使用本发明时，将标准溶液及被测样品分别倒入自动进样装置的样品管中，即可自动分析，根据记录的标准溶液的吸光度峰高或峰面积做标准曲线，根据样品的吸光度峰高值或峰面积值在标准曲线上可计算出样品中硝酸盐或亚硝酸盐中的氮含量。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种测定水样品的硝酸盐和亚硝酸盐中氮含量的方法，其特征在于：

2.一种测定水样品的亚硝酸盐中氮含量的方法，其特征在于：

(2)将上述混合液在50-80℃的条件下加热30-50秒；

3.一种测定水样品的硝酸盐中氮含量的方法，其特征在于：

4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于：所述磺胺显色剂中含有浓度为5-20％(v/v)的磷酸、浓度为2-10g/L的磺胺和浓度为0.1-1g/L的N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐。

5.一种测定水样品的硝酸盐和/或亚硝酸盐中氮含量的方法所使用的装置，它包括：进样装置(1)、采样环(12)、多通阀(13)、蠕动泵(7)、加热模块(16)、紫外消解模块(15)、编结反应器(18)、流通池(20)、紫外可见分光光度计(21)、去离子水容器(4)、缓冲液容器(5)、显色剂容器(6)、第一三通阀(14)、第二三通阀(17)、第一背压调节器(2)、第二背压调节器(19)、废液槽(3)和计算机(22)，蠕动泵(7)上分别装有第一泵管(8)、第二泵管(9)、第三泵管(10)和第四泵管(11)，多通阀(13)分别有六个(A、B、C、D、E和F)阀门，上述阀门在圆形多通阀(13)上按顺时针排列在圆周上，其特征在于：所述的进样装置(1)通过第一泵管(8)与多通阀(13)的(F)阀门相连，多通阀(13)的(E)阀门与采样环(12)的进液口相连，采样环(12)的出液口与多通阀(13)的(B)阀门相连，多通阀(13)的(A)阀门通过第一背压调节器(2)与废液槽(3)相连，去离子水容器(4)通过第二泵管(9)与多通阀(13)的(D)阀门相连，多通阀(13)的(C)阀门与第一三通阀(14)的第一端相连，缓冲液容器(5)通过第三泵管(10)与第一三通阀(14)的第二端相连，第一三通阀(14)的第三端依次与加热模块(16)、紫外消解模块(15)和第二三通阀(17)的第一端相连，显色剂容器(6)通过第四泵管(11)与第二三通阀(17)的第二端相连，第二三通阀(17)的第三端依次与编结反应器(18)和流通池(2)进液端相连，流通池(2)出液端通过第二背压调节器(19)与废液槽(3)相连，流通池(20)装在紫外可见分光光度计(21)中，紫外可见分光光度计(21)通过电缆(23)与计算机(22)相连。

6.如权利要求5所述装置，其特征在于：所述第一泵管(8)、第二泵管(9)、第三泵管(10)、第四蠕动泵泵管(11)的内径分别为0.38～1.85mm，泵速分别为15～60转/分钟。

7.如权利要求5所述装置，其特征在于：所述编结反应器(18)、加热模块(16)、紫外消解模块(15)和采样环(12)中分别装有内径为0.5～1.0mm的毛细管，编结反应器(18)中毛细管长度为0.5～4.5m；加热模块(16)中毛细管长度为5～15m；紫外消解模块(15)中毛细管长度为2～10m；采样环(12)中毛细管长度为1～4m。

8.如权利要求5所述装置，其特征在于：所述多通阀(13)具有两种状态，在第一种状态下，多通阀的(A)阀门与(B)阀门联通、(C)阀门与(D)阀门联通、(E)阀门与(F)阀门联通；在第二种状态下，(F)阀门与(A)阀门联通、(D)阀门与(E)阀门联通、(B)阀门与(C)阀门联通。