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海洋水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的硝酸鹽測(cè)量方法
發(fā)布時(shí)間:2022-06-08 07:37:04

隨著國(guó)家對(duì)海洋環(huán)境的重視,國(guó)內(nèi)沿海地區(qū)在相關(guān)入海河流和近岸海域投放了大量的海洋水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。硝酸鹽是海水中的三大營(yíng)養(yǎng)成分之一,也是氮元素在海洋中的主要存在形式,其濃度與赤潮的暴發(fā)有著密切的關(guān)系。因此,硝酸鹽是海洋水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中重要的監(jiān)測(cè)指標(biāo)。根據(jù)不同水質(zhì)特征選擇合適的測(cè)量方法,提高硝酸鹽濃度在線監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)性,對(duì)于赤潮的預(yù)警和海洋生態(tài)系統(tǒng)的研究具有重要意義。

不同的海洋水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以搭載的硝酸鹽監(jiān)測(cè)儀器的類(lèi)型不同。目前,海洋水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要分為水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)浮標(biāo)系統(tǒng)和岸基站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)浮標(biāo)系統(tǒng)的特點(diǎn)是空間結(jié)構(gòu)緊湊、集成度很高,監(jiān)測(cè)儀器搭載于浮標(biāo)體上漂浮于水面,可以對(duì)水質(zhì)進(jìn)行原位監(jiān)測(cè),其搭載的硝酸鹽監(jiān)測(cè)儀器一般是原位營(yíng)養(yǎng)鹽分析儀;岸基站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是將監(jiān)測(cè)儀器安裝在陸地上固定的站房?jī)?nèi)部,將水樣用水泵輸送至站房?jī)?nèi),經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)念A(yù)處理后,供儀器進(jìn)行分析測(cè)試。其特點(diǎn)是站房?jī)?nèi)部空間大,系統(tǒng)工作環(huán)境穩(wěn)定,儀器的測(cè)量環(huán)境較好,其搭載的硝酸鹽監(jiān)測(cè)儀器一般是體積較大的柜式分析儀。

硝酸鹽在線分析儀采用的分析方法一般是二乙烯三胺五乙酸( DTPA)還原比色法、氯化釩還原比色法和紫外分光光度法。通過(guò)浙江省近岸海域的某些水質(zhì)生態(tài)浮標(biāo)和岸基站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)硝酸鹽的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室人工比對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)海水的鹽度以及海水硝酸鹽的背景值高低等因素對(duì)不同硝酸鹽測(cè)量方法的結(jié)果有較大影響。針對(duì)該問(wèn)題,現(xiàn)比較分析了這2個(gè)因素對(duì)DTPA還原比色法、氯化釩還原比色法和紫外分光光度法3種硝酸鹽測(cè)量方法結(jié)果的影響,為海洋在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中硝酸鹽的準(zhǔn)確測(cè)量提供技術(shù)支持。

(1)紫外法硝酸鹽分析儀采用的測(cè)量方法具有一定優(yōu)勢(shì),其測(cè)量結(jié)果幾乎不會(huì)受到鹽度的影響,但是對(duì)于硝酸鹽質(zhì)量濃度<0.5mg/L的水樣,測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性較差,不適宜采用。該分析儀只需要純水作參比,不需要其他化學(xué)試劑,對(duì)環(huán)境友好。因此在水樣背景值>0.5mg/L時(shí),可優(yōu)先采用該分析儀測(cè)定水中硝酸鹽。

(2)DTPA法硝酸鹽分析儀采用的測(cè)量方法受鹽度影響較大,鹽度越大,硝酸鹽測(cè)量值偏低幅度越大。但是在水質(zhì)沒(méi)有鹽度、硝酸鹽背景值較低的情況下,該儀器的測(cè)定結(jié)果比較準(zhǔn)確,數(shù)據(jù)穩(wěn)定。因此對(duì)于硝酸鹽背景值<0.5mg/L的入海河流,適合采用該分析儀測(cè)定水中硝酸鹽。

(3)氯化釩法硝酸鹽分析儀的測(cè)量方法也會(huì)受到鹽度的影響,但由于其采用的還原劑的還原能力很強(qiáng),相比于DTPA法硝酸鹽分析儀,鹽度影響相對(duì)較小,在鹽度達(dá)到30時(shí),硝酸鹽的還原率仍然可達(dá)70%以上。該分析儀采用的還原劑三氯化礬是一種毒性較高的化學(xué)物質(zhì),所以在能選擇其他分析儀的情況下盡量選擇其他分析儀,但在硝酸鹽背景值<0.5mg/L的海洋水域,可以選擇該分析儀測(cè)定水中硝酸鹽,但同時(shí)應(yīng)做好廢液回收工作。

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