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在水質監測、環境評估、農業生產及食品工業等諸多領域,硝酸鹽氮的準確測定至關重要。它是衡量水體富營養化、農田氮肥利用率及部分食品品質與安全的關鍵指標。在眾多檢測方法中,紫外分光光度法因其操作簡便、成本適中、結果可靠,成為目前實驗室最主流、應用最廣泛的標準方法之一。常用檢測設備為實驗室硝酸鹽氮分析儀。 方法原理:利用紫外光的“指紋”特性 紫外分光光度法的核心,建立在硝酸根離子(NO??)對特定波長紫外光具有強烈選擇性吸收這一物理特性上。溶液中的硝酸鹽氮在220納米(nm) 波長附近有一個顯著的吸收峰。儀器發射出的紫外光穿過待測樣品時,硝酸根離子會像“捕獲”特定光線一樣,吸收一部分光能。吸收的強弱,嚴格遵循朗伯-比爾定律:在一定的濃度范圍內,吸光度值與硝酸鹽氮的濃度成正比。 然而,在檢測過程中,也要防止溶解性有機物(如腐殖酸、富里酸等)來搗亂。它們同樣會在220nm波長處吸收紫外光,導致測定結果虛高。為排除這一干擾,該方法巧妙地引入了“雙波長校正” 步驟:在275nm波長處,硝酸鹽幾乎不吸收光,而有機物仍有吸收。因此,通過測量樣品在220nm和275nm兩個波長下的吸光度,并用前者減去后者的兩倍(A220 - 2A275),即可有效扣除有機物的干擾,得到真正歸屬于硝酸鹽氮的吸光度值,進而通過標準曲線計算出其準確濃度。 標準操作步驟:嚴謹流程保障數據準確 標準的紫外分光光度法檢測,通常遵循以下嚴謹步驟,以確保數據的精確性與可比性: 樣品預處理:采集的水樣需首先經0.45微米濾膜過濾,以去除懸浮顆粒物。這是關鍵的第一步,因為顆粒物會造成光散射,嚴重影響吸光度測量。 試劑制備:主要試劑是1摩爾/升的鹽酸溶液。加入適量鹽酸的目的是將樣品pH值調節至酸性(通常pH≈2),這能穩定硝酸根離子,并消除可能存在的碳酸氫根等弱堿性物質的干擾。 儀器校準: 配制一系列已知濃度的硝酸鹽氮標準溶液(例如0, 1, 2, 5, 10 mg/L)。 依次測量各標準溶液在220nm和275nm下的吸光度,計算校正吸光度(A220 - 2A275)。 以校正吸光度為縱坐標,對應濃度為橫坐標,繪制標準工作曲線。理想的曲線應是一條通過原點或接近原點的直線。 樣品測定:將經過濾和酸化的待測樣品注入石英比色皿中(必須使用石英材質,因為普通玻璃會強烈吸收紫外光),分別讀取220nm和275nm的吸光度值,計算校正值。 結果計算:將樣品的校正吸光度值代入標準曲線方程,即可自動計算出樣品中硝酸鹽氮的濃度。 該方法最適用于測定相對清潔水體,如地下水、水庫水、飲用水源等硝酸鹽氮濃度在0-10 mg/L范圍內的樣品。對于成分復雜、色度高、有機物含量極高的廢水或土壤浸提液,干擾可能難以完全消除,需考慮采用其他方法(如離子色譜法)進行確認。
紫外分光光度法憑借其科學的設計原理、標準化的操作流程以及在清潔水體檢測中表現出的優異性價比,牢牢占據著硝酸鹽氮常規檢測的核心地位。它不僅是國家標準(如《GB/T 7480-1987 水質 硝酸鹽氮的測定 紫外分光光度法》)所推薦的方法,也是各級環境監測站、水務公司、農技推廣中心實驗室的“基本功”。
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