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硝酸盐（硝酸盐氮）检测

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发布时间：2025-06-07 22:25:36 更新时间：2025-06-06 22:25:36

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

硝酸盐（硝酸盐氮）检测

硝酸盐（通常以硝酸盐氮计）是环境水质、饮用水、农业灌溉水、食品及工业废水中广泛存在的重要无机污染物指标之一。其主要来源于含氮有机物的分解、化肥施用、工业排放及生活污水。过量的硝酸盐氮不仅会导致水体富营养化，破坏水生生态系统，更重要的是，它可通过饮用水或食物链进入人体，在体内被还原成亚硝酸盐，进而与胺类物质结合形成强致癌物亚硝胺，对婴幼儿（尤其是6个月以下）可引发高铁血红蛋白血症（蓝婴症），严重威胁人类健康。因此，准确检测硝酸盐（硝酸盐氮）的含量，对于保障饮用水安全、评估环境质量、控制农业面源污染、治理工业废水以及确保食品安全具有极其重要的现实意义。

检测项目

硝酸盐（硝酸盐氮）检测的核心项目就是定量测定样品中硝酸根离子（NO₃⁻）或折算后的硝酸盐氮（NO₃⁻-N）的含量。常见的检测场景和关注点包括：

饮用水安全：监测是否符合国家生活饮用水卫生标准（如中国GB 5749）的限值要求（通常为10 mg/L NO₃⁻-N）。
地表水/地下水环境质量评价：评估水体受氮污染程度，判断是否符合相应水环境功能区划标准（如中国GB 3838）。
污水排放监管：控制工业废水和城市污水处理厂出水中的硝酸盐浓度，满足排放标准（如中国GB 18918）。
农业土壤与灌溉水监测：防止硝酸盐淋失污染地下水，评估化肥施用效率及环境影响。
食品质量安全：监测蔬菜、水果、肉类制品、乳制品等食品中硝酸盐/亚硝酸盐残留量（如中国GB 5009.33）。

主要检测仪器

硝酸盐（硝酸盐氮）的检测依赖于多种现代化分析仪器，依据方法的灵敏度和精度要求进行选择：

紫外可见分光光度计：这是最常用的仪器，尤其适用于酚二磺酸法、镉柱还原法、紫外分光光度法等比色或吸光度检测。
离子色谱仪（IC）：能够同时分离和定量多种阴离子（包括硝酸根），灵敏度高，选择性好，干扰少，是测定硝酸盐的标准方法之一。配备电导检测器。
连续流动分析仪/流动注射分析仪（CFA/FIA）：自动化程度高，分析速度快，适用于大批量样品的分析，常基于镉还原或化学显色反应。
硝酸盐电极（离子选择性电极）：操作简便快捷，适合现场快速检测或在线监测，但易受其他离子干扰，精度相对较低。
高效液相色谱仪（HPLC）：有时与紫外检测器联用测定硝酸盐，但不如离子色谱常用。
气相分子吸收光谱仪（GPMAS）：基于特定原理（如锑还原），具有较好的抗干扰能力和灵敏度。

常用检测方法

根据不同的应用场景、精度要求、设备条件和标准规定，可选择多种检测方法：

酚二磺酸分光光度法：
- 原理：硝酸盐在无水条件下与酚二磺酸反应生成硝基二磺酸酚，在碱性溶液中生成黄色化合物，于410nm波长处比色测定。
- 特点：灵敏度较高，是经典方法，适用于较清洁的水样（如饮用水、地下水）。需注意消除氯离子、亚硝酸盐等干扰。
- 标准：GB 7480-87 《水质硝酸盐氮的测定酚二磺酸分光光度法》、EPA Method 352.1。
镉柱还原法（或锌镉还原法）：
- 原理：水样通过镉还原柱（或锌镉还原柱），将硝酸盐还原为亚硝酸盐，然后通过重氮-偶联反应生成紫红色染料，于540nm波长处比色测定总亚硝酸盐氮，减去原有亚硝酸盐氮即为硝酸盐氮含量。
- 特点：灵敏度高，适用于低浓度硝酸盐测定。还原柱的活性和维护是关键。
- 标准：GB 17378.4-2007 《海洋监测规范第4部分：海水分析》中方法，HJ/T 346-2007 《水质硝酸盐氮的测定气相分子吸收光谱法》（也包含流动注射-镉柱还原法）。
紫外分光光度法：
- 原理：硝酸根离子在紫外光区220nm波长处有特征吸收峰，可直接测定吸光度。但溶解性有机物、亚硝酸盐等在275nm也有吸收，需进行双波长校正（A_校正 = A_220nm - 2*A_275nm）。
- 特点：无需试剂，操作简便快速，成本低，适用于较清洁且有机物含量低的地表水或地下水。对水样纯净度要求高。
- 标准：HJ/T 346-2007 《水质硝酸盐氮的测定气相分子吸收光谱法》（附录也包含此方法），EPA Method 353.2。
离子色谱法（IC）：
- 原理：利用离子交换色谱分离水样中的阴离子（如Cl⁻, NO₂⁻, Br⁻, NO₃⁻, PO₄³⁻, SO₄²⁻等），通过电导检测器检测。硝酸根在特定保留时间流出并被定量。
- 特点：选择性好，灵敏度高，抗干扰能力强，可同时测定多种阴离子，自动化程度高。是国际和国内标准推荐的首选方法之一。
- 标准：GB/T 5750.5-2023 《生活饮用水标准检验方法第5部分：无机非金属指标》（5.1 离子色谱法）、HJ 84-2016 《水质无机阴离子（F⁻, Cl⁻, NO₂⁻, Br⁻, NO₃⁻, PO₄³⁻, SO₃²⁻, SO₄²⁻）的测定离子色谱法》、EPA Method 300.0, 300.1。
气相分子吸收光谱法（GPMAS）：
- 原理：在酸性介质中，利用特定的还原剂（如三氯化钛-盐酸）将水样中的硝酸盐瞬间还原为一氧化氮（NO）气体，用载气将NO载入气相分子吸收光谱仪的测量系统，测定其在特定波长（如214.4nm）的吸光度。
- 特点：抗干扰能力强（尤其能消除有机物、浊度、色度干扰），灵敏度高，线性范围宽，自动化操作。
- 标准：HJ/T 195-2005 《水质氨氮的测定气相分子吸收光谱法》（也适用于硝酸盐氮，配套试剂不同）、HJ/T 346-2007 《水质硝酸盐氮的测定气相分子吸收光谱法》。
快速检测法（试纸/试剂盒/便携式仪器）：
- 原理：基于显色反应（类似分光光度法原理，但目视比色或简易光电比色）。
- 特点：操作极其简便、快速、成本低，适用于现场快速筛查或半定量测定。精度通常低于实验室方法。
- 标准：HJ/T 346-2007 （附录包含硝酸盐试带法）。