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在水質(zhì)監(jiān)測、環(huán)境評(píng)估、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及食品工業(yè)等諸多領(lǐng)域,硝酸鹽氮的準(zhǔn)確測定至關(guān)重要。它是衡量水體富營養(yǎng)化、農(nóng)田氮肥利用率及部分食品品質(zhì)與安全的關(guān)鍵指標(biāo)。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(jié)果可靠,成為目前實(shí)驗(yàn)室最主流、應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)方法之一。常用檢測設(shè)備為實(shí)驗(yàn)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(duì)特定波長紫外光具有強(qiáng)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(gè)顯著的吸收峰。儀器發(fā)射出的紫外光穿過待測樣品時(shí),硝酸根離子會(huì)像“捕獲”特定光線一樣,吸收一部分光能。吸收的強(qiáng)弱,嚴(yán)格遵循朗伯-比爾定律:在一定的濃度范圍內(nèi),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(jī)物(如腐殖酸、富里酸等)來搗亂。它們同樣會(huì)在220nm波長處吸收紫外光,導(dǎo)致測定結(jié)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(jī)物仍有吸收。因此,通過測量樣品在220nm和275nm兩個(gè)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(jī)物的干擾,得到真正歸屬于硝酸鹽氮的吸光度值,進(jìn)而通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出其準(zhǔn)確濃度。 標(biāo)準(zhǔn)操作步驟:嚴(yán)謹(jǐn)流程保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確 標(biāo)準(zhǔn)的紫外分光光度法檢測,通常遵循以下嚴(yán)謹(jǐn)步驟,以確保數(shù)據(jù)的精確性與可比性: 樣品預(yù)處理:采集的水樣需首先經(jīng)0.45微米濾膜過濾,以去除懸浮顆粒物。這是關(guān)鍵的第一步,因?yàn)轭w粒物會(huì)造成光散射,嚴(yán)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(diào)節(jié)至酸性(通常pH≈2),這能穩(wěn)定硝酸根離子,并消除可能存在的碳酸氫根等弱堿性物質(zhì)的干擾。 儀器校準(zhǔn): 配制一系列已知濃度的硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液(例如0, 1, 2, 5, 10 mg/L)。 依次測量各標(biāo)準(zhǔn)溶液在220nm和275nm下的吸光度,計(jì)算校正吸光度(A220 - 2A275)。 以校正吸光度為縱坐標(biāo),對(duì)應(yīng)濃度為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。理想的曲線應(yīng)是一條通過原點(diǎn)或接近原點(diǎn)的直線。 樣品測定:將經(jīng)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(zhì),因?yàn)槠胀úA?huì)強(qiáng)烈吸收紫外光),分別讀取220nm和275nm的吸光度值,計(jì)算校正值。 結(jié)果計(jì)算:將樣品的校正吸光度值代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程,即可自動(dòng)計(jì)算出樣品中硝酸鹽氮的濃度。 該方法最適用于測定相對(duì)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(nèi)的樣品。對(duì)于成分復(fù)雜、色度高、有機(jī)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(jìn)行確認(rèn)。
紫外分光光度法憑借其科學(xué)的設(shè)計(jì)原理、標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程以及在清潔水體檢測中表現(xiàn)出的優(yōu)異性價(jià)比,牢牢占據(jù)著硝酸鹽氮常規(guī)檢測的核心地位。它不僅是國家標(biāo)準(zhǔn)(如《GB/T 7480-1987 水質(zhì) 硝酸鹽氮的測定 紫外分光光度法》)所推薦的方法,也是各級(jí)環(huán)境監(jiān)測站、水務(wù)公司、農(nóng)技推廣中心實(shí)驗(yàn)室的“基本功”。
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