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化学发光法测定海水中低浓度硝酸盐和亚硝酸盐含量的方法探究及应用

王燕  
【摘要】: 硝酸盐和亚硝酸盐的测定是海洋化学研究中的基本问题。传统NO2-的测定方法是重氮偶氮法,用分光光度计测定;NO3-先通过铜镉柱还原成NO2-后再进行分析,该方法对NO3-和NO2-的检测限分别为100nmol/L和20nmol/L。由于海洋中存在着很多寡营养盐海区,这些海区中NO3-和NO2-浓度仅为纳摩尔级,往往低于传统分光光度法的检测限,需要改进原有的分析方法,降低分析方法的检测限。 本文采用化学发光法作为测定低浓度硝酸盐和亚硝盐含量的方法,在实验室复现并优化了其测试条件。此法具有灵敏度高、检测限低、检测范围宽、样品用量少、不受悬浮物质及有色物质的影响、能够进行大批样品的测定等优点。取得的主要认识如下: 1、选择新的数据采集系统,调整氮氧化物分析仪内部自动调零阀门及限流孔等参数,使其适合实验室中测定硝酸盐和亚硝酸盐的条件; 2、在实验室优化了硝酸盐及亚硝酸盐的各项实验条件,选择0.1mol/L VCl3、2mol/L HCl、150℃高温和480mL/min载气流速作为硝酸盐的实验条件,2mol/L NaI、15%H3PO4、室温和480mL/min载气流速作为亚硝酸盐的实验条件。当样品用量为1mL时,此方法在测定硝酸盐及亚硝酸盐检测限均为10nmol/L;回收率多数在95%-105%之间;硝酸盐浓度为200nmol/L时相对标准偏差为5%, 400nmol/L时相对标准偏差为3%,亚硝酸盐浓度为200nmol/L时相对标准偏差为6%,400nmol/L时相对标准偏差为5%。 3、用化学发光法和传统分光光度法测定开放航次海水样品及部分消化样品并进行对比,结果证明用化学发光法测定海洋中硝酸盐、亚硝酸盐及总溶解氮可行。同时由于化学发光法检测限低,对于检测100nmol/L以下的低浓度样品比传统分析方法更有优势。 4、利用中国科学院海洋研究所2007年中国近海海洋科学考察开放共享航次对中国近海典型断面营养盐进行调查,分析了中国近海典型断面营养盐分布,并通过Redfield比值(Si:DIN:DIP)探讨海域中的限制性元素。结果表明,磷酸盐是中国近海大部分海域表层浮游植物生长的主要限制性元素,溶解无机氮及硅酸盐含量相对较高,不是海洋浮游植物生长的主要限制元素。 5、通过测定海水中硝酸盐及亚硝酸盐含量,分析硝酸盐、亚硝酸盐在中国近海典型断面的分布,可知夏季中国近海调查海域中有37.5%的硝酸盐营样品低于100nmol/L,这些站位主要集中在P1断面表层20m内、P4-3-P4-7站50m内及P5断面50m内。以上站位硝酸盐浓度低于传统分光光度法的检测限,因此选用检测限更低的化学发光法测定数据更加可信,准确。亚硝酸盐在整个调查海域中含量都很低,除P3断面亚硝酸盐浓度稍高外,其它站位中亚硝酸盐含量低于100nmol/L的样品占各站位样品的50%以上,这些样品可用化学发光法测定。


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