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海洋水質在線監測系統中的硝酸鹽測量方法
發布時間:2022-06-08 07:37:04

隨著國家對海洋環境的重視,國內沿海地區在相關入海河流和近岸海域投放了大量的海洋水質在線監測系統。硝酸鹽是海水中的三大營養成分之一,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有著密切的關系。因此,硝酸鹽是海洋水質在線監測系統中重要的監測指標。根據不同水質特征選擇合適的測量方法,提高硝酸鹽濃度在線監測的精準性,對于赤潮的預警和海洋生態系統的研究具有重要意義。

不同的海洋水質在線監測系統可以搭載的硝酸鹽監測儀器的類型不同。目前,海洋水質在線監測系統主要分為水質在線監測浮標系統和岸基站在線監測系統。水質在線監測浮標系統的特點是空間結構緊湊、集成度很高,監測儀器搭載于浮標體上漂浮于水面,可以對水質進行原位監測,其搭載的硝酸鹽監測儀器一般是原位營養鹽分析儀;岸基站在線監測系統是將監測儀器安裝在陸地上固定的站房內部,將水樣用水泵輸送至站房內,經過適當的預處理后,供儀器進行分析測試。其特點是站房內部空間大,系統工作環境穩定,儀器的測量環境較好,其搭載的硝酸鹽監測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。通過浙江省近岸海域的某些水質生態浮標和岸基站在線監測系統對硝酸鹽的監測數據與實驗室人工比對數據進行初步對比分析,發現海水的鹽度以及海水硝酸鹽的背景值高低等因素對不同硝酸鹽測量方法的結果有較大影響。針對該問題,現比較分析了這2個因素對DTPA還原比色法、氯化釩還原比色法和紫外分光光度法3種硝酸鹽測量方法結果的影響,為海洋在線監測系統中硝酸鹽的準確測量提供技術支持。

(1)紫外法硝酸鹽分析儀采用的測量方法具有一定優勢,其測量結果幾乎不會受到鹽度的影響,但是對于硝酸鹽質量濃度<0.5mg/L的水樣,測量的準確性和穩定性較差,不適宜采用。該分析儀只需要純水作參比,不需要其他化學試劑,對環境友好。因此在水樣背景值>0.5mg/L時,可優先采用該分析儀測定水中硝酸鹽。

(2)DTPA法硝酸鹽分析儀采用的測量方法受鹽度影響較大,鹽度越大,硝酸鹽測量值偏低幅度越大。但是在水質沒有鹽度、硝酸鹽背景值較低的情況下,該儀器的測定結果比較準確,數據穩定。因此對于硝酸鹽背景值<0.5mg/L的入海河流,適合采用該分析儀測定水中硝酸鹽。

(3)氯化釩法硝酸鹽分析儀的測量方法也會受到鹽度的影響,但由于其采用的還原劑的還原能力很強,相比于DTPA法硝酸鹽分析儀,鹽度影響相對較小,在鹽度達到30時,硝酸鹽的還原率仍然可達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物質,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定水中硝酸鹽,但同時應做好廢液回收工作。

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