張慧芳 郭 探 李 權(quán) 葉秀深 吳志堅＊

（1中國科學(xué)院青海鹽湖研究所，西寧810008；2中國科學(xué)院研究生院，北京100049）

1 引言

工業(yè)廢水、農(nóng)田排水的不合理排放以及化肥使用量的不斷增加，致使大量硝酸鹽進(jìn)入地下水［1－4］，也導(dǎo)致很多蔬菜中的硝酸鹽含量超標(biāo)［5］。硝酸鹽本身無毒，但人體攝入后，經(jīng)腸道中的微生物作用，會轉(zhuǎn)變成有致癌、致畸作用的亞硝酸鹽、N－亞硝基化合物等，增加了腸胃癌、高鐵血蛋白癥等的發(fā)病率［5－6］。目前，硝酸鹽污染問題已是各國關(guān)注的環(huán)境熱點問題，世界衛(wèi)生組織規(guī)定了飲用水中硝酸鹽濃度（以N計）不超過10 mg/L，推薦濃度為5 mg/L［7］。所以，環(huán)境和食品中硝酸根含量的測定對污染控制和食品衛(wèi)生安全有著重要意義。

測定硝酸根的方法有離子色譜法［8－9］、光度法［10］、電 化學(xué)法［11－12］、傳感法［13］等，其中光度法 所用儀器簡單、操作便捷、測定成本低、可操作性強(qiáng)。硝酸根在紫外光區(qū)有較強(qiáng)吸收，可不添加顯色劑或其他輔助試劑，用紫外分光光度法直接測定［14］。環(huán)境樣品和食品樣品中也常含有碘離子［15］，碘離子在紫外光區(qū)也有較強(qiáng)吸收［16］，所以用紫外分光光度法直接測定硝酸根或碘離子時，二者相互干擾。為此，根據(jù)硝酸根和碘離子的紫外吸收光譜特點，建立了等吸收點雙波長法，同時測定溶液中的硝酸根和碘離子。方法簡便快捷，可用于溶液中微量硝酸根和碘離子的同時測定。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

主要儀器：TU－1810紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）。

主要試劑：硝酸鈉、碘化鈉、氯化鈉、溴化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、亞硝酸鈉、鹽酸、氫氧化鈉（均為分析純），實驗用水為蒸餾水。

硝酸鈉、碘化鈉標(biāo)準(zhǔn)儲備液：分別準(zhǔn)確稱取在105℃下烘至恒重的Na NO3、NaI，配制成濃度為0.0250 mol/L的儲備液，于棕色瓶中避光保存，臨用前稀釋，配制所需濃度的溶液。

2.2 實驗方法

以蒸餾水為空白，用1 c m石英比色皿，對硝酸鈉、碘化鈉單組份溶液在200～400 n m范圍內(nèi)進(jìn)行光譜掃描（掃描步長為0.5 n m）以確定主、次波長。之后配制含的不同濃度溶液，繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線，并明確其他共存離子的干擾情況、考察該方法的準(zhǔn)確度和精密度。

3 結(jié)果與討論

3.1 主、次波長的選擇

分別對相同濃度（均為0.04 mmol/L）的硝酸鈉、碘化鈉溶液進(jìn)行紫外光譜掃描（圖1）。發(fā)現(xiàn)的吸收范圍大部分重疊，若用直接紫外分光光度法測定二者含量，兩個離子會互相干擾。由于在226 n m處出現(xiàn)最大吸收且吸收峰型對稱性較好，226 n m兩側(cè)會出現(xiàn)多組等吸收點（吸光度相同的不同波長）。因此，利用等吸收點雙波長分光光度法［17］，測定溶液在的等吸收雙波長下的吸光度差值（該吸光度差值在一定范圍內(nèi)與溶液中的濃度呈線性關(guān)系），可消除I－對測定的影響。并且根據(jù)吸光度的加和性，建立相關(guān)線性回歸方程，同時測定I－。

圖1 和I－溶液的紫外吸收光譜Figure 1.UV absor ption spectra ofand I－containing solutions.

對0.01～0.12 mmol/L的碘化鈉溶液進(jìn)行光譜掃描，對比不同等吸收波長對 （λ1、λ2）的吸光度值（表1）。

表1 不同濃度NaI溶液在不同等吸收波長對下的吸光度Table 1 Absor bances of NaI in the solutions with different concentr ations at different isobestic wavelength pairs

通過公式（1、2、3），計算各對波長吸光度差值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，分別為：

A1、A2是碘離子在同一等吸收波長對（λ1，λ2）下的吸光度值，xi是兩者的差值；x是不同濃度碘離子在同一等吸收波長對吸光度差值xi的算數(shù)平均值，S是xi的標(biāo)準(zhǔn)偏差，N是所選碘離子濃度的個數(shù)（N＝7）。等吸收波長對的吸光度差值的標(biāo)準(zhǔn)偏差越小，說明波長對的等吸收性受碘離子濃度的變化影響越小，測定的精密度也就越高。另外，據(jù)王睿等的研究，硝酸根在220.0 n m處時濃度與吸光度的線性相關(guān)性最好［18］。因此，選擇220.0 nm、231.5 n m分別為測定的主、次波長。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

配制含一定量碘化鈉（0.05 mmol/L）的硝酸鈉系列溶液（濃度分別為0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12 mmol/L），分別在220.0、231.5 nm處測定吸 光 度 值A(chǔ)220.0、A231.5，求 出A220.0－231.5＝A220.0－A231.5，并以A220－231.5為縱坐標(biāo)、以硝酸根 濃 度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線（圖2），并建立線性相關(guān)方程：A220.0－231.5＝2.9958＋0.0016，硝酸根的濃度范圍為0～0.12 mmol/L，R2＝0.99994。對不含硝酸鈉，只含碘化鈉的空白溶液在主次波長下的吸光度連續(xù)測定20次，求出吸光度差值，吸光度差值的標(biāo)準(zhǔn)偏差為σ＝3.7×10－4，根據(jù)I UPAC推薦的檢出限公式DL＝3σ/r（r為標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率），得出硝酸根的檢出限為3.7×10－4mmol/L。

圖2 雙波長分光光度法測定含I－混合溶液中的標(biāo)準(zhǔn)曲線Figure 2.The calibration curve ofions in solutions with coexisting I－ions by dual－wavelength spectrophotometry.

另外，對不同濃度的硝酸鈉、碘化鈉溶液在220 nm處分別進(jìn)行吸光度測定，可得到A220.0）與、A220.0（）與的 線 性 相 關(guān) 方 程：A220.0（）＝3.6099＋0.0084（硝酸根的濃度范圍為0～0.12 mmol/L，R2＝0.99998），A220.0（I－）＝10.7394＋0.0029（碘離子的濃度范圍為0～0.10 mmol/L，R2＝0.99996）。由于吸光度具有加和性，混合溶液在220.0 n m 處的吸光度A220.0＝A220.0（）＋A220.0（I－），所 以，通 過A220.0－231.5＝2.9958＋0.0016得到后，利用A220.0（）＝3.6099＋ 0.0084 即 可 得 到A220.0（），A220.0（I－）＝A220.0－A220.0）＝10.7394＋0.0029，進(jìn)而得到。

3.3 共存離子的干擾

測定不同濃度的氯化鈉、溴化鈉、氫氧化鈉、硫酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉、亞硫酸鈉、碘酸鈉、亞硝酸鈉以及鹽酸溶液在220.0、231.5 n m處的吸光度值A(chǔ)220.0、A231.5，計算A220.0－231.5，用以確定可能共存離子允許存在量。當(dāng)相對誤差≤5%時，測定0.04 mmol/L和，共存離子的濃度需滿足：A220.0231.5≤0.008且－A220.0≤0.024，結(jié)果顯示可能共存離子允許存在量分別為（以 mmol/L 計）：（2000）、（0.2）、（10）、（1500）、（15）、（1）、（0.02）、（0.015）、（0.001）、H＋（500）。亞硝酸根的存在對測定的準(zhǔn)確性有顯著影響，可結(jié)合已有研究消除其干擾［16］。

3.4 合成試樣的測定

對含有硝酸根和碘離子的合成試樣進(jìn)行準(zhǔn)確度和精密度實驗，結(jié)果見表2。硝酸根和碘離子的平均相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.6%、0.2%，回收率分別為99.5%～102%、99.9%～100%。

表2 合成試樣中硝酸根和碘離子的測定結(jié)果Table 2 Deter mination of nitrate and iodide ioncontents for synthetic samples

4 結(jié)論

建立了以220.0、231.5 n m分別為測定主、次波長的雙波長紫外分光光度法，無需添加任何輔助試劑，可同時測定溶液中的硝酸根和碘離子，線性相關(guān)方程為：A220.0－231.5＝2.9958＋0.0016（硝酸根的濃度范圍為0～0.12 mmol/L，R2＝0.99994，A220.0（）＝3.6099＋0.0084（硝酸根的濃度 范 圍 為 0～0.12 mmol/L，R2＝0.99998），A220.0）＝10.7394＋0.0029（碘離子的濃度范圍為0～0.10 mmol/L，R2＝0.99996），回收率均可達(dá)99% 以上，平均相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于1%。方法簡便快捷、測定成本低，可用于溶液中微量硝酸根和碘離子的同時測定。

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