一种适用于水中高浓度亚硝酸盐氮测定的方法

本发明属于水质检测，尤其涉及一种快速消解与分光光度法结合检测水中高浓度亚硝酸盐氮的方法。

背景技术：

1、水中大量的亚硝酸盐可能造成水体富营养化，且亚硝酸盐具有较高生物毒性，严重影响水生生物多样性，进而破坏水生态环境，危及饮用水安全。亚硝酸盐也是短程硝化和部分反硝化的重要产物，其浓度参数是调控短程硝化、部分反硝化、厌氧氨氧化等新型低碳脱氮工艺的核心参数之一。另外，高浓度的亚硝酸盐会抑制污水处理过程中的微生物活性，进而影响处理效能。因此，实现水中亚硝酸盐氮含量的快速且准确测定对于水质安全检测与污水生物处理系统的调控均具有重要意义。

2、现有的亚硝酸盐氮的测定方法有离子色谱法和分光光度法等。这两种方法虽操作简便且灵敏度高，但其检测范围较低，分别为5和0.2mg/l，仅适用于低浓度亚硝酸盐氮的测定。在实际生产过程中，经常出现高亚硝酸盐氮的检测需求。例如，养殖废水、污泥厌氧消化液等高氨氮废水短程硝化过程中亚硝酸盐氮积累量可达120～200mg/l；亚硝酸盐生产废水中亚硝酸盐氮含量甚至达到640mg/l。对于高浓度亚硝酸盐氮的水样，需稀释数百倍、甚至上千倍才能满足现有方法的检测量程，增加了检测过程的复杂性，同时降低了测定结果的可靠性。因此，亟需建立适用于水中高浓度亚硝酸盐氮的检测方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种适用于水中高浓度亚硝酸盐氮测定的方法，采用强氧化剂快速消解亚硝酸盐，并利用分光光度法测定被氧化的亚硝酸盐氮的值，该方法操作简单，干扰因素易控制，提高了亚硝酸盐氮的检测上限，亚硝酸盐氮浓度的检测限达1000mg/l，准确度高。

2、为了实现本发明的目的，本发明提供了一种适用于水中高浓度亚硝酸盐氮的方法，包括：强酸性介质中(ph<1)，将催化剂和强氧化剂加入到含有亚硝酸盐的水样中，经高温消解反应后，用分光光度法在400～700nm波长处测定强氧化剂的还原产物，所述还原产物与消耗的亚硝酸盐氮存在化学反应计量关系，以此实现亚硝酸盐氮含量的定量测定。

3、进一步的，所述含有亚硝酸盐的水中的亚硝酸盐的浓度为20～10000mg/l。

4、进一步的，待测的含有亚硝酸盐的水中的亚硝酸盐的浓度超过1000mg/l的水样在测定前稀释至低于1000mg/l。

5、进一步的，所述强氧化剂为重铬酸钾溶液、高锰酸钾溶液、高铁酸盐、高氯酸盐或其它强氧化剂中的任意一种或几种。

6、进一步的，所述催化剂为硫酸银-硫酸溶液。

7、进一步的，所述消解反应的温度为75～300℃，消解时间为10～300min。

8、进一步的，当含有亚硝酸盐的水中含有有机物时，在进行消解反应之前，需采用膜滤对水样进行预处理，以消除有机物对亚硝酸盐氮含量测定结果的影响。若是水样中含有有机物，则会使最终的检测结果值偏大，而采用膜滤对水样进行预处理，会使水中有机物浓度减少10～50倍，水中的亚硝酸盐含量几乎没有变化。

9、进一步的，所述膜滤可以为超滤、微滤或纳滤中的任意一种。

10、进一步的，所述膜孔径为0.001～0.05μm。

11、进一步的，所述膜滤的膜材料为醋酸纤维素类、醋酸纤维素酯类、聚乙烯类、聚砜类或聚酰胺类中的任意一种。

12、进一步的，为避免水中氯离子干扰，在消解之前添加屏蔽剂hgso4溶液。浓度为0.1～100g/l。

13、本发明提供的适用于水中高浓度亚硝酸盐氮测定的方法，具体包括以下步骤：

14、s1标准曲线绘制：

15、s101配制亚硝酸钠标准溶液并进行标定，标定亚硝酸钠溶液的物质为芳伯氨基化合物或重铬酸钾中的任意一种；优选的，亚硝酸钠标准溶液的系列浓度范围为20～10000mg/l；优选的，亚硝酸钠标准溶液设置不少于5个浓度梯度。s102取上述标定后的亚硝酸钠标准溶液加入到消解容器中，然后加入屏蔽剂、强氧化剂和催化剂，密闭消解容器，摇匀混合溶液，擦净管外壁。

16、优选的，亚硝酸钠标准溶液的取样体积为0.5～5.0ml。

17、优选的，催化剂为硫酸银-硫酸溶液，浓度为1～50g/l，取样体积为0.5～5.0ml。

18、优选的，屏蔽剂为hgso4溶液，浓度为10～200g/l，取样体积为0.5～5.0ml。

19、优选的，强氧化剂浓度为0.1～20.0g/l，取样体积为0.5～5.0ml。

20、优选的，消解容器为耐酸玻璃，在50～400℃的环境下可以承受100～1000kpa的压力。

21、s103将消解容器放入已预热的快速消解设备中，待消解结束，冷却至室温，在400～700nm波长处，以水为参比液，用分光光度计测定吸光度值。

22、优选的，快速消解设备可以为cod快速消解仪、烘箱等具有加热功能的设备中的任意一种。

23、优选的，消解温度为75～300℃，消解时间为10～300min。

24、s104使用已知的亚硝酸钠标准溶液浓度与测得的对应吸光度，绘制标准曲线。

25、s2水样预处理：

26、对于含有机物的水样(水样即为含有亚硝酸盐的水体或废水)进行消解反应前，先使用膜滤进行预处理，以消除水样中有机物对亚硝酸盐氮测定的影响。

27、s3样品的测定：

28、向洗净并烘干的消解管中加入待测水样、屏蔽剂、氧化剂，和催化剂参照标准曲线绘制过程，以水为参比液，在400～700nm波长处，测定样品吸光度，并根据标准曲线计算亚硝酸盐氮含量。

29、优选的，在投加待测水样之前，可根据预估的浓度，将水样稀释。

30、本发明取得了以下有益效果：

31、1、本发明新建快速消解法测定亚硝酸盐氮的检测上限可达1000mg/l，远高于按照gb/t 7493-1987国家标准测定方法可检测的0.2mg/l，避免了高倍数稀释，提高测定结果的准确性。

32、2、本发明的检测过程操作简单，采用分光光度计进行检测，价格低廉，易获取，是水质检测必备的仪器之一，避免了繁琐的稀释过程，解决了用传统分光光度法测定亚硝酸盐氮工作量大的问题。

33、3、废水中氯离子、有机物等还原性物质是干扰测定结果的主要因素。本发明通过加入适量硫酸汞等可以控制氯离子的干扰；利用水样膜滤处理可以有效截留有机物，避免影响亚硝酸盐测定，从而有效控制干扰因素，提高了检测结果的准确性，避免测量结果偏差大。

34、4、本发明提出的检测方法避免了致癌物n-(1-萘基)-乙二胺二盐酸盐的使用。

技术特征：

1.一种适用于水中高浓度亚硝酸盐氮测定的方法，其特征在于，包括：在强酸性介质中，将催化剂和强氧化剂加入到含有亚硝酸盐的水中，经高温消解反应后，用分光光度法在400～700nm波长处测定强氧化剂的还原产物，所述还原产物与消耗的亚硝酸盐氮存在化学计量关系，以此实现亚硝酸盐氮含量的定量测定。

2.根据权利要求1所述的适用于水中高浓度亚硝酸盐氮测定的方法，其特征在于，所述含有亚硝酸盐的水中的亚硝酸盐的浓度为20～10000mg/l。

3.根据权利要求1所述的适用于水中高浓度亚硝酸盐氮测定的方法，其特征在于，所述强氧化剂为重铬酸钾溶液、高锰酸钾溶液、高铁酸盐、高氯酸盐中的任意一种或几种。

4.根据权利要求1所述的适用于水中高浓度亚硝酸盐氮测定的方法，其特征在于，所述催化剂为硫酸银-硫酸溶液。

5.根据权利要求1所述的适用于水中高浓度亚硝酸盐氮测定的方法，其特征在于，所述消解反应的温度为75～300℃，消解时间为10～300min。

6.根据权利要求1所述的适用于水中高浓度亚硝酸盐氮测定的方法，其特征在于，当含有亚硝酸盐的水中含有机物时，在进行消解之前，需采用膜滤对水样进行预处理，以消除有机物对亚硝酸盐氮含量测定结果的影响。

7.根据权利要求6所述的适用于水中高浓度亚硝酸盐氮测定的方法，其特征在于，所述膜滤可以为超滤、微滤或纳滤中的任意一种；

8.根据权利要求1-7任一项所述的适用于水中高浓度亚硝酸盐氮测定的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的适用于水中高浓度亚硝酸盐氮测定的方法，其特征在于，所述步骤s1中的亚硝酸钠标准溶液设置不少于5个浓度梯度。

10.根据权利要求8所述的适用于水中高浓度亚硝酸盐氮测定的方法，其特征在于，所述步骤s1中，标定亚硝酸钠溶液的物质为芳伯氨基化合物或重铬酸钾中的任意一种。

技术总结
本发明公开一种适用于水中高浓度亚硝酸盐的检测方法，涉及水质检测技术领域。本发明公开的适用于水中高浓度亚硝酸盐氮的检测方法包括：在强酸性介质中，将催化剂和强氧化剂加入到含有亚硝酸盐的水样中，经高温消解反应后，用分光光度法测定强氧化剂的还原产物，所述还原产物能在400～700nm波长处通过分光光度法定量检出，且与消耗的亚硝酸盐氮存在化学计量关系，以此实现亚硝酸盐氮含量的定量测定；并且通过膜滤预处理有效避免水中有机物对测定结果的干扰。本发明提供的高浓度亚硝酸盐氮测定的方法，检测上限高可达1000mg N/L，准确度高，操作简单，涉及设备易获取，干扰因素易控制。

技术研发人员：唐睿,张雨玥,周振,徐向东,吕雪儿,马子航,李兆维,庞亦麟,朱鸿华
受保护的技术使用者：上海电力大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16