FHZDZHS0064 海水 硝酸盐的测定 镉柱还原法
F-HZ-DZ-HS-0064
海水—硝酸盐的测定—镉柱还原法
1 范围
本方法适用于大洋和近岸海水、河口水中硝酸盐氮的测定。
2 原理
水样通过镉还原柱，将硝酸盐定量地还原为亚硝酸盐，然后按重氮-偶氮光度法测定亚硝酸盐氮的总量，扣除原有亚硝酸盐氮，得硝酸盐氮的含量。
铁、铜或其他金属浓度过高时会降低还原效率，向水样中加入EDTA即可消除此干扰。油和脂会覆盖镉屑的表面，用有机溶剂预先萃取水样可排除此干扰。
3 试剂
除非另作说明，本法中所用试剂均为分析纯.水为二次去离子水或等效纯水。
3.1 镉屑∶直径为1mm的镉屑、镉粒或海绵镉。
3.2 盐酸溶液，2mol/L。
3.3 硫酸铜溶液，10g/L：称取10g硫酸铜(CuSO4·5H2O)溶于水并稀释至1000mL，搅匀。
3.4 氯化铵缓冲溶液：称取10g氯化铵(NH4Cl，优级纯)溶于1000mL水中，用约1.5mL氨水（NH3·H2O，ρ0.90g/mL）调节pH至8.5(用精密pH试纸检验)。此液用量较大，可一次配5L。
3.5 磺胺溶液：称取5.0g磺胺(NH2SO2C6H4NH2)，溶于350mL盐酸溶液（1+6），用水稀释至500mL，搅匀。盛于棕色试剂瓶中。有效期为2个月。
3.6盐酸萘乙二胺溶液：称取0.50g盐酸萘乙二胺(C10H7NHCH2NH2·2HCl)，溶于500mL水中，搅匀。盛于棕色试剂瓶中，于冰箱中保存。有效期为1个月。
3.7 活化溶液：量取14mL硝酸盐标准贮备溶液（100μg/mL）于1000mL容量瓶中，加氯化铵缓冲溶液至刻度，摇匀。
3.8 硝酸盐标准溶液
3.8.1 硝酸盐标准贮备溶液，100μg/mL：称取0.7218g硝酸钾(KNO3，光谱纯，预先在110℃烘1h，置于干燥器中冷至室温)溶于水中，移入1000mL容量瓶中并稀释到刻度，摇匀。加1mL三氯甲烷（CHCl3），摇匀。贮于1000mL棕色试剂瓶中，于冰箱内保存。此溶液1.00mL含100μg硝酸盐氮。有效期为半年。
3.8.2 硝酸盐标准使用溶液，10.0μg/mL：量取10.0mL硝酸盐标准贮备溶液（100μg/mL）于100mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。此溶液1.00mL含10.0μg硝酸盐氮。现用现配。 4 仪器设备
4.1 分光光度计。
4.2 镉柱：1～6支，(见图1)。
图1 还原柱
5 试样制备
5.1 海水样品可用有机玻璃或塑料采水器采集。用0.45μm滤膜过滤，贮于聚乙烯瓶中。分析工作不能延迟3h以上，如果样品采集后不能立即分析，应快速冷冻至-20℃。样品溶化后应立即分析。详见GB17378.3—1998。
注∶水样中的悬浮物会影响水样的流速，如吸附在镉屑上能降低硝酸盐的还原率，水样要预先通过0.45μm滤膜过滤.滤膜应预先在0.5mol/L盐酸中浸泡12h，用纯水冲洗至中性，密封待用。
5.2 试样量
测定水样用量50mL。
6 操作步骤
6.1 镉柱的制备
6.1.1 镉屑镀铜：称取40g镉屑(或镉粒)于150mL锥形分液漏斗中，用盐酸溶液（2mol/L）洗涤，除去表面氧化层，弃去酸液，用水洗至中性，加入100mL硫酸铜溶液（10g/L）振摇约3min，弃去废液，用水洗至不含有胶体铜时为止。
6.1.2 装柱：将少许玻璃纤维塞入还原柱底部并注满水，然后将镀铜的镉屑装入还原柱中，在还原柱的上部也塞入少许玻璃纤维，已镀铜的镉屑要保持在水面之下以防接触空气，为此，柱中溶液即液面，在任何操作步骤中不得低于镉屑。
注1：还原柱可用蝴蝶夹固定在滴定台上，并配备可插比色管的塑料底座，在船上工作时可用自由夹固定比色管。
注2∶水样通过还原柱时，液面不能低于镉屑，否则会引进气泡，影响水样流速，如流速达不到要求，可在还原柱的流出处用乳胶管连接一段细玻璃管，即可加快流速。
6.1.3 还原柱的活化∶用250mL活化溶液，以每分钟7mL～10mL的流速通过还原柱使之活化，然后再用氯化铵缓冲溶液过柱洗涤3次，还原柱即可使用。
6.1.4 还原柱的保存∶还原柱每次用完后，需用氯化铵缓冲溶液洗涤2次，尔后注入氯化铵缓冲溶液保存。如长期不用，可注满氯化铵缓冲溶液后密封保存。
注∶海绵镉还原柱的处理过程及其他要求，可按产品特性说明书作调整。
6.1.5 镉柱还原率的测定
配制温度为100μg /mL的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮标准溶液，硝酸盐氮按本法6.2.2～6.2.6
−)。同时测量分析空白，其双份平均各操作步骤测量其吸光度，其双份平均吸光度记为A(NO3
−吸光度记为Ab（NO3）。亚硝酸盐氮的测定除了不通过还原柱外，其余各步骤均按硝酸盐氮的
−测定步骤进行，其双份平均吸光度记为A（NO2）。同时测定空白吸光度，其双份平均值记为
−Ab（NO2）。按公式（1）计算硝酸盐还原率R。
R=ANO3−AbNO3
−−ANO2−AbNO2(−)(−)×100%………………………（1） 当R＜95%时，还原柱须按上述6.1.2～6.1.3条操作步骤重新装柱重新进行活化。
6.2 工作曲线的绘制
6.2.1 取6个100mL容量瓶，分别加入0、0.25、0.50、1.00、1.50、2.00mL硝酸盐标准使用溶液（10.0μg /mL）用水稀释至刻度，摇匀。此标准系列溶液的硝酸盐氮浓度分别为0、0.025、0.050、0.100、0.150、0.200mg/L。
6.2.2 分别量取50.0mL上述各浓度溶液于相应的125mL具塞锥形瓶中，再各加50.0mL氯化铵缓冲溶液，混匀。
6.2.3 将混合后的溶液逐个倒入还原柱中约30mL，以每分钟6mL～8mL的流速通过还原柱直至溶液接近镉屑上部界面，弃去流出液。然后重复上述操作，接取25.0mL流出液于50 mL带刻度的具塞比色管中，用水稀释至50.0mL，混匀。
注∶水样通过还原柱时，液面不能低于镉屑，否则会引进气泡，影响水样流速，如流速达不到要求，可在还原柱的流出处用乳胶管连接一段细玻璃管，即可加快流速。
6.2.4 各加入1.0mL磺胺溶液，混匀，放置2min。
6.2.5 各加入1.0mL盐酸萘乙二胺溶液，混匀。放置20min。
注∶水样加盐酸萘乙二胺溶液后，须在2h内测量完毕。并避免阳光照射。
6.2.6 用5cm吸收皿，以二次去离子水作参比，于波长543nm处测量吸光度Ai和Ao（标准空白）。
6.2.7 以吸光度（Ai－Ao）为纵坐标，硝酸盐氮浓度（mg/L）为横坐标，绘制标准曲线。
6.3 水样测量
6.3.1 量取50.0mL已过滤的水样。置于125mL具塞锥形瓶中，加入50.0mL氯化铵缓冲溶液，混匀。
6.3.2 以下按第6.2.3～6.2.6条操作步骤测定水样吸光度Aw。
6.3.3 量取50.0mL二次去离子水于125mL具塞锥形瓶中，加入50mL氯化铵缓冲溶液，混匀。以下按第6.2.3～6.2.6各操作步骤测定试样空白吸光度Ab。
注∶船用分光光度计的两个吸收皿(测定皿与参比皿)两者之间的吸光度(Ac)可能有显著差异，应在Aw及Ai中扣除。
7 结果计算
由Aw－Ab，查工作曲线或用线性回归方程计算得硝酸盐氮和亚硝酸盐氮总浓度C总（mg/L）。将测得数据C总和水样中原有亚硝酸盐氮浓度cNO-2-N（mg/L）记入原始记录，并按公式（2）计算水样中硝酸盐氮浓度：
NO-3-N（mg/L）=C总－cNO2-N………………………（2） -
8 精密度和准确度
硝酸盐氮浓度为25μg/L、100μg/L、200μg/L的人工合成水样。重复性相对标准偏差为
1.1%。
硝酸盐氮浓度为210μg/L的人工合成水样，再现性相对标准偏差为2.4%，相对误差：1.4%。 9 参考文献
[1] GB17378.4—1998 中华人民共和国国家标准 海洋监测规范 第4部分：海水分析[S]. 北
京：中国标准出版社. 1999，156—158.
FHZDZHS0064 海水 硝酸盐的测定 镉柱还原法
F-HZ-DZ-HS-0064
海水—硝酸盐的测定—镉柱还原法
1 范围
本方法适用于大洋和近岸海水、河口水中硝酸盐氮的测定。
2 原理
水样通过镉还原柱，将硝酸盐定量地还原为亚硝酸盐，然后按重氮-偶氮光度法测定亚硝酸盐氮的总量，扣除原有亚硝酸盐氮，得硝酸盐氮的含量。
铁、铜或其他金属浓度过高时会降低还原效率，向水样中加入EDTA即可消除此干扰。油和脂会覆盖镉屑的表面，用有机溶剂预先萃取水样可排除此干扰。
3 试剂
除非另作说明，本法中所用试剂均为分析纯.水为二次去离子水或等效纯水。
3.1 镉屑∶直径为1mm的镉屑、镉粒或海绵镉。
3.2 盐酸溶液，2mol/L。
3.3 硫酸铜溶液，10g/L：称取10g硫酸铜(CuSO4·5H2O)溶于水并稀释至1000mL，搅匀。
3.4 氯化铵缓冲溶液：称取10g氯化铵(NH4Cl，优级纯)溶于1000mL水中，用约1.5mL氨水（NH3·H2O，ρ0.90g/mL）调节pH至8.5(用精密pH试纸检验)。此液用量较大，可一次配5L。
3.5 磺胺溶液：称取5.0g磺胺(NH2SO2C6H4NH2)，溶于350mL盐酸溶液（1+6），用水稀释至500mL，搅匀。盛于棕色试剂瓶中。有效期为2个月。
3.6盐酸萘乙二胺溶液：称取0.50g盐酸萘乙二胺(C10H7NHCH2NH2·2HCl)，溶于500mL水中，搅匀。盛于棕色试剂瓶中，于冰箱中保存。有效期为1个月。
3.7 活化溶液：量取14mL硝酸盐标准贮备溶液（100μg/mL）于1000mL容量瓶中，加氯化铵缓冲溶液至刻度，摇匀。
3.8 硝酸盐标准溶液
3.8.1 硝酸盐标准贮备溶液，100μg/mL：称取0.7218g硝酸钾(KNO3，光谱纯，预先在110℃烘1h，置于干燥器中冷至室温)溶于水中，移入1000mL容量瓶中并稀释到刻度，摇匀。加1mL三氯甲烷（CHCl3），摇匀。贮于1000mL棕色试剂瓶中，于冰箱内保存。此溶液1.00mL含100μg硝酸盐氮。有效期为半年。
3.8.2 硝酸盐标准使用溶液，10.0μg/mL：量取10.0mL硝酸盐标准贮备溶液（100μg/mL）于100mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。此溶液1.00mL含10.0μg硝酸盐氮。现用现配。 4 仪器设备
4.1 分光光度计。
4.2 镉柱：1～6支，(见图1)。
图1 还原柱
5 试样制备
5.1 海水样品可用有机玻璃或塑料采水器采集。用0.45μm滤膜过滤，贮于聚乙烯瓶中。分析工作不能延迟3h以上，如果样品采集后不能立即分析，应快速冷冻至-20℃。样品溶化后应立即分析。详见GB17378.3—1998。
注∶水样中的悬浮物会影响水样的流速，如吸附在镉屑上能降低硝酸盐的还原率，水样要预先通过0.45μm滤膜过滤.滤膜应预先在0.5mol/L盐酸中浸泡12h，用纯水冲洗至中性，密封待用。
5.2 试样量
测定水样用量50mL。
6 操作步骤
6.1 镉柱的制备
6.1.1 镉屑镀铜：称取40g镉屑(或镉粒)于150mL锥形分液漏斗中，用盐酸溶液（2mol/L）洗涤，除去表面氧化层，弃去酸液，用水洗至中性，加入100mL硫酸铜溶液（10g/L）振摇约3min，弃去废液，用水洗至不含有胶体铜时为止。
6.1.2 装柱：将少许玻璃纤维塞入还原柱底部并注满水，然后将镀铜的镉屑装入还原柱中，在还原柱的上部也塞入少许玻璃纤维，已镀铜的镉屑要保持在水面之下以防接触空气，为此，柱中溶液即液面，在任何操作步骤中不得低于镉屑。
注1：还原柱可用蝴蝶夹固定在滴定台上，并配备可插比色管的塑料底座，在船上工作时可用自由夹固定比色管。
注2∶水样通过还原柱时，液面不能低于镉屑，否则会引进气泡，影响水样流速，如流速达不到要求，可在还原柱的流出处用乳胶管连接一段细玻璃管，即可加快流速。
6.1.3 还原柱的活化∶用250mL活化溶液，以每分钟7mL～10mL的流速通过还原柱使之活化，然后再用氯化铵缓冲溶液过柱洗涤3次，还原柱即可使用。
6.1.4 还原柱的保存∶还原柱每次用完后，需用氯化铵缓冲溶液洗涤2次，尔后注入氯化铵缓冲溶液保存。如长期不用，可注满氯化铵缓冲溶液后密封保存。
注∶海绵镉还原柱的处理过程及其他要求，可按产品特性说明书作调整。
6.1.5 镉柱还原率的测定
配制温度为100μg /mL的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮标准溶液，硝酸盐氮按本法6.2.2～6.2.6
−)。同时测量分析空白，其双份平均各操作步骤测量其吸光度，其双份平均吸光度记为A(NO3
−吸光度记为Ab（NO3）。亚硝酸盐氮的测定除了不通过还原柱外，其余各步骤均按硝酸盐氮的
−测定步骤进行，其双份平均吸光度记为A（NO2）。同时测定空白吸光度，其双份平均值记为
−Ab（NO2）。按公式（1）计算硝酸盐还原率R。
R=ANO3−AbNO3
−−ANO2−AbNO2(−)(−)×100%………………………（1） 当R＜95%时，还原柱须按上述6.1.2～6.1.3条操作步骤重新装柱重新进行活化。
6.2 工作曲线的绘制
6.2.1 取6个100mL容量瓶，分别加入0、0.25、0.50、1.00、1.50、2.00mL硝酸盐标准使用溶液（10.0μg /mL）用水稀释至刻度，摇匀。此标准系列溶液的硝酸盐氮浓度分别为0、0.025、0.050、0.100、0.150、0.200mg/L。
6.2.2 分别量取50.0mL上述各浓度溶液于相应的125mL具塞锥形瓶中，再各加50.0mL氯化铵缓冲溶液，混匀。
6.2.3 将混合后的溶液逐个倒入还原柱中约30mL，以每分钟6mL～8mL的流速通过还原柱直至溶液接近镉屑上部界面，弃去流出液。然后重复上述操作，接取25.0mL流出液于50 mL带刻度的具塞比色管中，用水稀释至50.0mL，混匀。
注∶水样通过还原柱时，液面不能低于镉屑，否则会引进气泡，影响水样流速，如流速达不到要求，可在还原柱的流出处用乳胶管连接一段细玻璃管，即可加快流速。
6.2.4 各加入1.0mL磺胺溶液，混匀，放置2min。
6.2.5 各加入1.0mL盐酸萘乙二胺溶液，混匀。放置20min。
注∶水样加盐酸萘乙二胺溶液后，须在2h内测量完毕。并避免阳光照射。
6.2.6 用5cm吸收皿，以二次去离子水作参比，于波长543nm处测量吸光度Ai和Ao（标准空白）。
6.2.7 以吸光度（Ai－Ao）为纵坐标，硝酸盐氮浓度（mg/L）为横坐标，绘制标准曲线。
6.3 水样测量
6.3.1 量取50.0mL已过滤的水样。置于125mL具塞锥形瓶中，加入50.0mL氯化铵缓冲溶液，混匀。
6.3.2 以下按第6.2.3～6.2.6条操作步骤测定水样吸光度Aw。
6.3.3 量取50.0mL二次去离子水于125mL具塞锥形瓶中，加入50mL氯化铵缓冲溶液，混匀。以下按第6.2.3～6.2.6各操作步骤测定试样空白吸光度Ab。
注∶船用分光光度计的两个吸收皿(测定皿与参比皿)两者之间的吸光度(Ac)可能有显著差异，应在Aw及Ai中扣除。
7 结果计算
由Aw－Ab，查工作曲线或用线性回归方程计算得硝酸盐氮和亚硝酸盐氮总浓度C总（mg/L）。将测得数据C总和水样中原有亚硝酸盐氮浓度cNO-2-N（mg/L）记入原始记录，并按公式（2）计算水样中硝酸盐氮浓度：
NO-3-N（mg/L）=C总－cNO2-N………………………（2） -
8 精密度和准确度
硝酸盐氮浓度为25μg/L、100μg/L、200μg/L的人工合成水样。重复性相对标准偏差为
1.1%。
硝酸盐氮浓度为210μg/L的人工合成水样，再现性相对标准偏差为2.4%，相对误差：1.4%。 9 参考文献
[1] GB17378.4—1998 中华人民共和国国家标准 海洋监测规范 第4部分：海水分析[S]. 北
京：中国标准出版社. 1999，156—158.