离子色谱法测定固体废弃物中氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮

摘要 建立离子色谱法测定固体废弃物中氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的方法。优化了前处理方法，取固体废 弃物样品 50.0 g，加入 0.01 mol／L CaCl2 溶液 250 mL，振荡浸提 60 min，静置 10 min，取上层清液 30 mL，以 3 000 r／min 离心 10 min，取上层清液经 0.22 μm 滤膜过滤，采用 Ion Pac CS12A 型阳离子和 Ion Pac AS19 型阴离子色 谱柱进行分析。待测物的质量浓度在 0.0～5.0 μg／mL 的范围内与色谱峰面积线性关系良好，线性相关系数不小 于 0.999 4，方法检出限为 0.004～0.007 mg／kg。样品加标回收率为 95.0%～100.1%，测定结果的相对标准偏差为 0.80%～4.78% （n=6）。该方法灵敏度高，重复性良好，优化了标准检测方法，为快速、准确、高效检测固体废弃物样品 提供了可靠的技术支撑。

关键词 固体废弃物；氨氮；亚硝酸盐氮；硝酸盐氮；离子色谱法

固体废弃物［1–2］包括生活废弃物、工业固体废 弃物和农业固体废弃物，已成为世界关注的热点环 境问题。目前我国城市固体废弃物生产量人均每天 0.6～1.1 kg，即 150 万人口的城市每天产生 1 200 吨 左右的生活垃圾［3–4］ 。生活垃圾中含有大量含氮固 体废弃物，而含氮固体废弃物由于雨水浸淋排入水 体进入土壤、水体、大气和生物系统，对土壤、水体、大气和生物系统造成一次污染，破坏生态环境，危害 人类身体健康［5］ 。

因此，及时了解固体废弃物动态， 快速分析固体废弃物中氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐 氮具有重要现实意义［6–7］ 。

氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的传统测定方法 是分光光度法［8–10］ ，此方法使用试剂量大且有剧毒， 样品溶液中的复杂组分及形成的缓冲体系对测定存在干扰，准确度和灵敏度较低，方法检出限较高，分 析效率低，难以满足批量快速分析测试的要求。 离子色谱法具有快速方便、灵敏度高、选择性 好等优点，在食品、矿产、环境等各个领域均有广泛 应用［11–17］ ，然而未见该方法应用于在固体废弃物检 测的相关报道。笔者在现有研究的基础上，优化了 前处理方式与色谱条件，采用离子色谱法测定固体 废弃物中氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。该方法操 作便捷，灵敏度高，重复性良好，能够实现多种成分 共同检测［14–15,18］ ，为快速、准确、高效检测固体废弃 物样品提供了可靠的技术支撑。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂 离子色谱仪：ICS–1100 型，赛默飞世尔科技（中 国）有限公司； 电子天平：BS224S 型，德国赛多利斯公司； 水浴恒温振荡器：SHZ–C 型，上海博讯医疗生物仪器有限公司； 台式离心机：TDL–5 型，上海安亭科学仪器厂； 聚丙烯微孔滤膜：孔径为 0.22 μm，海宁科维 过滤设备有限公司； 氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮标准溶液：均为 1 000 μg／mL，编 号 分 别 为 GSB 04–2833–2011， GSB 04–2840–2011，GSB 04–2837–2011(a)，国家有 色金属及电子材料分析测试中心； 硫酸钠、氯化钙、氯化钾、氯化钠、氢氧化钾、氨 基苯磺酸钠：优级纯，上海国药集团化学试剂公司； 实验用水：纯净水，杭州娃哈哈集团有限公司。

1.2 样品前处理 称取固体废弃物样品 50.0 g，置于 500 mL 具塞 锥形瓶中，加入 0.01 mol／L CaCl2 溶液 250 mL，塞紧瓶塞，摇匀，在恒温水浴振荡器上于 25℃振荡浸 提 60 min，静置 10 min，移取上层清液 30 mL 于离 心管中，以 3 000 r／min 离心 10 min，取上层清液经 孔径 0.22 μm 滤膜过滤，待测。

1.3 标准工作溶液的制备 分别移取 1 000 μg／mL 的氨氮、亚硝酸盐氮 和硝酸盐氮的标准溶液 10 mL 至 100 mL 容量瓶中， 用水稀释至标线，摇匀，制备成 100 μg／mL 的混合 标准溶液。 分别吸取 0，0.20，0.50，1.00，2.00，5.00 mL 上述 混合标准溶液于 6 只 100 mL 容量瓶中，用水稀释定容至标线，配制成氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮 质量浓度均分别为 0.00，0.20，0.50，1.00，2.00，5.00 μg／mL 的系列混合标准工作溶液。将系列混合标 准系列工作溶液和待测样分别置于自动进样器中， 依次进样，绘制标准工作曲线，计算样品浓度。

1.4 离子色谱条件 色谱柱：Ion Pac CS12A 型阳离子交换色谱柱 ［250 mm×4 mm，8 μm，赛默飞世尔科技（中国）有 限公司］，Ion Pac AS19 型阴离子交换色谱柱［250 mm×4 mm，7.5 μm，赛默飞世尔科技（中国）有限 公司］；阳离子淋洗液：20 mmol／L 甲烷磺酸；阴离 子淋洗液：25 mmol／L 氢氧化钾；淋洗液流量：1.0 mL／min ；进样体积：25μL ；检测器：电导检测器； 柱温：30℃。

2 结果与讨论

2.1 离子色谱柱的选择 根据每种离子色谱柱的特性及各种离子的出 峰时间和离子之间的相互干扰情况，试验对 Ion Pac CS12A（250 mm×4 mm，8 μm）和Ion Pac CS16（250 mm ×4 mm，5 μm）型阳离子色谱柱、Ion Pac AS19 （250 mm×4 mm，7.5 μm）和 Ion Pac AS11–HC（250 mm×4 mm，9 μm）型阴离子色谱柱进行了考察， 选取 4 种固废样品，平行处理 6 份，分别用上述色谱 柱进行测试。

2.1.1 阳离子色谱柱的选择 Ion Pac CS12A 型阳离子色谱柱用于各种样品 基质中的锂、钠、铵、钾、镁和钙的快速分离，一般在 15 min 内对各种基质中的阳离子以及铵进行等度 分离，主要用于水源水和饮用水、市政和工业废水、