[发明专利]铵态氮、硝酸根、亚硝酸根及氮氧化物测定的样品前处理方法

说明书

技术领域

本发明属于分析化学技术领域，特别是涉及一种水溶液中铵态氮、硝酸根和亚硝 酸根的连续快速测定样品前处理方法。

背景技术

铵态氮、硝酸盐和亚硝酸根广泛存在于自然水体中,尤其在深层地下水中硝酸根 含量较高。这些离子摄入人体,经肠道中微生物的作用,能转变成亚硝酸盐而出现毒性作 用,是环境监测必测项目之一。而亚硝酸根是水中铵态氮短期氧化的中间产物，具有很高的 毒害性。另外亚硝酸根也常用于食品防腐剂。也是环境检测和食品检验中必检的项目。

目前测定水溶液中硝酸盐亚硝酸根主要采用的有酚二磺酸法、镉柱还原法、离子 色谱法、气相分子吸收光谱法、麝香草酚(百里酚)分光光度法、紫外分光光度法等。上述方 法测定手续比较麻烦，尤其是镉柱还原法，操作条件比较苛刻，每次的镉柱均需要重新制 作。同时，样品中的共存离子和色度也干扰测定，因此每种方法的前处理都很耗时，不利于 快速测定。

近来，本发明人在使用国产的原子荧光进行铵态氮测定时意外发现，在碱性条件 并有某些金属离子催化下，使用硼氢化钠做还原剂，能很容易将水溶液中的硝酸根和亚硝 酸根还原成氨。进一步实验发现，该反应生成的氨，在溶液体积比较小的情况下，很容易被 载气分离出来并进行在线测定。通过进一步拓展实验研究，本发明人对相关实验结果进行 了归纳和总结，从而完成了本发明。

发明内容

为实现上述目的，本发明公开了如下的技术内容：

一种铵态氮、硝酸根或（和）亚硝酸根及气体中氮氧化物的快速测定样品前处理方法， 其特征在于：

（一）当测定对象是铵态氮、硝酸根或（和）亚硝酸根时，该方法由如下步骤组成：（1）向 密闭体系中的待测溶液加入无机碱，使铵态氮转化成氨，通入载气使氨从溶液中挥发，进行 氨态氮的分离及在线或离线测定；（2）继续向待测溶液加入催化剂和还原剂溶液，使溶液中 的硝酸根或（和）亚硝酸根被还原成氨，通过测定氨进而获得硝酸根或（和）亚硝酸根的含 量。

（二）当测定对象是气态氮氧化物时，该方法由如下步骤组成：（1）向密闭体系中加 入催化剂、无机碱及还原剂溶液，（2）将含有待测的氮氧化物的载气通入密闭体系的溶液 中，使氮氧化物转化为氨并被载气载出测定。通过测定氨进而获得氮氧化物的含量。

本发明中所用的催化剂只是针对硝酸根或（和）亚硝酸根及气态氮氧化物测定使所用， 该催化剂包括副族元素和部分主族元中的金属或非金属离子。不同的离子转化硝酸根或 （和）亚硝酸根为氨的能力不同，因此测定时应根据具体含量和溶液环境来确定。优选的催 化剂是钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、硒、铝、碘、钇、锆、钼、镉、锡、锑、镧、钨、铋、铈、和贵 金属元素的离子；更加优选的催化剂是铁、钴、镍、铜、钛和贵金属离子。

本发明所用的还原剂是碱金属及碱土金属的硼氢化物。优选硼氢化钠和硼氢化 钾。

本发明所用无机碱性溶液是指氢氧化钠（钾）、碳酸钠（钾），优选氢氧化钠（钾），

其摩尔浓度优选在0.025—12M之间，更加优选在4-10M之间。

本发明样品溶液中的铵态氮、硝酸根或（和）亚硝酸根及气态氮氧化物转化为氨的 反应及气态氨分离温度是室温-99℃，这主要取决测定的项目。当测定的是铵态氮时，可选 择在室温下进行但此时灵敏度比较低；因此当测定含量比较低的铵态氮时，最好将溶液加 热到60-90℃，此时灵敏度比较高。当测定硝酸根或（和）亚硝酸根时，这两项的转化为氨的 反应及气态氨分离温度也可以在室温下进行，但最好是60-90℃，此时此时灵敏度比较高。

测定硝酸根或(和)亚硝根时，混合后催化剂离子浓度在毫0.001-100克/毫升，优 选0.5-10毫克/毫升。

本发明所用的载气可以是净化后的空气，也可以是惰性气体。优选使用高纯的氮 气或氩气。也可以使用负压进行溶液的搅拌及气态氨的分离测定。载气的流量最好在20— 500毫升/分钟之间，优选50—400毫升每分钟。

本发明可与任一测定氨的仪器对接，这包括电极法，比色法。但优选与气相分子吸 收法，气相光散射法对接。