水体中亚硝酸盐的光降解

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1、水体中亚硝酸盐的光降解李培峰李文帅刘春颖收稿日期：2010-4-国家自然科学基金(40706040）、山东省中青年科学家科研奖励基金（2007BS08015）和山东省自然科学基金（Y2008E04）资助作者简介：李培峰（1975-），女，工程师，E-mail：lipeifeng75@163.com*通讯联系人,刘春颖（1972-），女，副教授，Email:roseliu@mail.ouc.edu.cn朱逊驰张强（中国海洋大学化学化工学院海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室，山东青岛，266100）摘要：本研究旨在探索溶液中的

2、亚硝酸盐经光化学反应的变化规律。一定浓度的亚硝酸盐溶液经Suntest-CPS+太阳光模拟器照射一定时间后，采用盐酸萘乙二胺分光光度法测量水中亚硝酸盐的含量变化。改变溶液条件（浓度、温度、介质、pH）和光照条件（时间、光强）等实验条件，同时进行黑暗对照实验，探求影响亚硝酸盐光解的因素。结果表明，光照时间越长亚硝酸盐的降解率越大；温度越高溶液中的亚硝酸盐降解程度越大；不同介质相同时间内，亚硝酸盐降解程度分别为Milli-Q水>去离子水>海泊河表层水>人工海水>海泊河河口表层海水；光强越大亚硝酸盐的降解程度越大；pH越小越有利于亚

3、硝酸盐光解。关键字：亚硝酸盐；光降解；水溶液；模拟太阳光；NO中图分类号：O657.32　0引言亚硝酸离子(NO2-)是自然环境中氮循环的中间产物，其性质十分活泼，它是一种对人类健康有害的污染物，溶液中NO2-的化学及光化学反应受到人们的广泛关注[1]。目前被大部分科学家们所接受的一种观点是NO2-的光解作用产生寿命极短的一氧化氮(nitricoxide,NO)，OH自由基[2]。NO是氮氧化物(NOx)的主要的前体，在大气和生物地球化学循环中起着不可估量的作用，是破坏臭氧层、导致酸雨和温室效应的主要气体之一[3-4]。海水中

4、的亚硝酸氮（NO2-N）是无机氮化合物的存在形式之一，它是硝化与反硝化过程的中间产物，非常不稳定，但对水环境的化学、生物性质起着重要的作用[5]。Zafiriou等早在上世纪80年代初在赤道太平洋中部海面白天检测到海水中的NO，并且发现表层海水中的NO主要是由光化学反应NO2-光解而成[6]。研究证实一定量的海水中，由于光化学作用每日引起的亚硝酸盐降解度可达到10%[7]。因此探究海洋中亚硝酸盐的光降解过程对进一步认识全球氮循环、研究亚硝酸盐的环境生态效应有重大意义。不少文献对亚硝酸盐的降解机理进行了探验，例如：通过一定的方法

5、检测淡水和海水中OH自由基的生成率和稳定状态时的浓度[1,8]，通过监测亚硝酸盐光解时氧气的消耗[9]。本实验利用模拟太阳光，从测定亚硝酸盐的光降解率入手，分析水体中影响亚硝酸盐光降解的影响因素。1实验部分1.1仪器与试剂1.1.1仪器Suntest-CPS+太阳光模器（德国ATLAS公司），循环制冷机（日本EYELA），UNICO2000分光光度计（尤尼柯（上海）仪器有限公司），电子分析天平（德国sartorius赛多利斯），微量进样器（上海安亭微量进样器厂），精密pH计，移液枪（20~200μL，100~1000μL），M

6、illi-Q超纯水器（美国MILLIPORE公司），比色管（25mL），采样瓶（无色窄口瓶，美国），0.45μm醋酸纤维滤膜（上海医药工业研究院）。1.1.2试剂磺胺（A.R.），N-1-萘乙二胺盐酸盐（A.R.），亚硝酸钠（A.R.），盐酸（A.R.），NaCl（A.R.），MgCl2·7H2O（A.R.）。1.1.3亚硝酸钠贮备溶液的配制称取0.0851g亚硝酸钠经110℃下烘干，溶于少量Milli-Q水后全量转移至100mL容量瓶中，加入0.1mL三氯甲烷，贮备溶液的浓度为10.00mmol/mL,，避光保存于4℃冷藏中

7、待用，有效期两个月。1.1.4磺胺溶液的配制称取1g磺胺，溶于70mL盐酸（1:5），用Milli-Q水稀释至100mL，避光保存于4℃冷藏中待用，有效期两个月。1.1.5N-1-萘乙二胺盐酸盐溶液的配制称取0.1gN-1-萘乙二胺盐酸盐溶于100mLMilli-Q水中，避光保存于4℃冷藏中待用，有效期一个月。1.1.6人工海水的配制称取31gNaCl和10gMgCl2·7H2O溶于1L去离子水中，贮存在玻璃瓶中。1.2天然水样的采集方法按照溶解氧样品的采集方法采集河水、海水样品。现场用河水或海水冲洗体积为500mL的玻璃瓶3

8、次，然后将虹吸管插到瓶底让河水或海水快速注入，取满500mL水样于玻璃瓶中至溢出约瓶体积的一半时，慢慢抽出虹吸管，滴加约0.5mL饱和HgCl2溶液，迅速密封好，测定前用0.45μm醋酸纤维滤膜过滤。1.3实验方法将多支装有亚硝酸钠溶液的25mL比色管竖直放入Suntest-