重氮偶合分光光度法測量水中痕量亞硝酸鹽含量

崔淑娜 史興彪

（1.河南省產品質量監督檢驗院，河南鄭州 450000；

2.河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院濮陽分院，河南濮陽 457000）

重氮偶合分光光度法測量水中痕量亞硝酸鹽含量

崔淑娜1史興彪2

（1.河南省產品質量監督檢驗院，河南鄭州 450000；

2.河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院濮陽分院，河南濮陽 457000）

水中亞硝酸鹽含量的測定一般采用的是重氮偶合分光光度法，因為其測量范圍大，顯色比較穩定。通過單因素試驗和正交試驗得到最優條件是：時間90min，對氨基苯磺酸量1.25mL，鹽酸N-(1-萘)-乙二胺量1.25mL。此方法測定亞硝酸鹽的回收率在97.0%～103.0%，相對標準偏差小于1.980%。

亞硝酸鹽；重氮偶合分光光度法；對氨基苯磺酰胺；鹽酸N-(1-萘)-乙二胺

亞硝酸鹽主要指亞硝酸鈉，主要是白色至淡黃色粉末或顆粒狀，易溶于水，外觀及滋味都與食鹽相似，在工業、建筑業中應用廣泛。亞硝酸鹽是一種強烈的血液毒素，大量進入人體后能將血紅蛋白中的二價鐵氧化成三價鐵，使血液失去攜氧能力，導致人體缺氧窒息，引起呼吸困難，循環衰竭［1，2］；中樞神經系統損壞亞硝酸鹽還有另一種危險的潛在毒性，其在胃中可與胺類物質化合成亞硝胺［3］，亞硝胺是一種強致癌物質，因此國家對亞硝酸鹽的使用進行了嚴格的控制，對于瓶裝純凈水的標準規定為亞硝酸鹽（以NO2-計）小于0.002mg/L，并在有關飲用水中將亞硝酸鹽列為污染物進行限量控制［4，5］。而對飲用水中痕量亞硝酸根的測定方法很多，主要有直接顯色法、色譜法、重氮偶合分光光度法等［6］。其中，直接顯色法操作簡單、耗時少，但此方法精確度不高，應用范圍小；色譜法雖然檢測范圍大，但是測定結果不準確，容易造成誤差［7，8］；重氮偶合分光光度法，該方法簡單、快捷，測量范圍大，是測定最重要的一類方法［9，10］。

重氮偶合分光光度法在實際測量中受時間因素影響較大［11］，隨著時間的增長和光密度的增高，其準確度降低。因此，研究加入2種不同顯色劑的量及測定時間的選擇三者之間的關系，對提高單位時間內測定效率與正確判斷測定結果具有重大意義［12］。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 主要試劑。樣品水，用高純水配置，儲存于聚乙烯桶內；對氨基苯磺酰胺，分析純，購于上海研域生物工程有限公司；鹽酸N-(1-萘)-乙二胺溶液，分析純，購于天津市光復精細化工研究所；亞硝酸鹽，分析純，購于天津市瑞金特化學品有限公司；三氯甲烷，分析純，購于天津市福晨化學試劑廠；鹽酸，分析純，購于北京化工廠；試驗用水均由超純水設備制備。

1.1.2 主要儀器。SPECORD 200PLUS紫外分光光度計，購于德國耶拿儀器有限公司；50mL比色管，購于上海暢輝化工儀器有限公司；ME104E分析天平（d=0.000 1g），購于梅特勒-托利多儀器公司；超純水設備，購于湖南科爾頓水務有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 試劑的配制

1.2.1.1 鹽酸（1∶6）。量取50mL濃鹽酸，溶于300mL純水中。

1.2.1.2 對氨基苯磺酸溶液（10g/L）。稱5.028 5g對氨基苯磺酰胺（NH2C6H4SO2NH2），溶于鹽酸溶液（1∶6）中，用純水稀釋至500mL，裝入棕色瓶保存備用。此溶液可穩定數月。

1.2.1.3 鹽酸N-(1-萘)-乙二胺溶液（1.0g/L）。稱0.5g鹽酸N-(1-萘)-乙二胺溶液，純水定容至500mL，貯存于棕色瓶，在冰箱內可穩定數周。如變成深棕色則應重配。

1.2.2 標準溶液的配制

1.2.2.1 亞硝酸鹽標準儲備液［ρ（NO2-）=165μg/mL］。取約1g的亞硝酸鈉于小鋁盒中置于105℃恒溫烘箱中進行干燥24h，稱取0.246 3g干燥完成的亞硝酸鈉，用少量純水溶解，移至1 000mL容量瓶，純水定容。1L中加2mL三氯甲烷保存。

1.2.2.2 亞硝酸鹽標準使用液［ρ（NO2-）=0.33μg/mL］。吸取亞硝酸鈉標準儲備液（1.2.2.1）10.00mL，移至500mL容量瓶，純水定容。再吸取10.00mL稀釋后溶液，移至100mL容量瓶，用純水定容至100mL，待用。

1.2.2.3 亞硝酸鹽標準使用液1。吸取亞硝酸鹽標準使用液（1.2.2.2）0.50mL于50mL比色管中，加約40mL純水，加入1mL對氨基苯磺酸溶液（1.2.1.2），搖勻后放置2～10min，加入1.0mL鹽酸N-(1-奈)-乙二胺溶液（1.2.1.3），用高純水定容到50mL，混勻，臨用時現用現配。

1.2.2.4 亞硝酸鹽標準使用液2。吸取亞硝酸鹽標準使用液（1.2.2.2）1.00mL于50mL比色管中，加約40mL純水，加入1mL對氨基苯磺酸溶液（1.2.1.2），搖勻后放置2～10min，加入1.0mL鹽酸N-(1-奈)-乙二胺溶液（1.2.1.3），用高純水定容到50mL，混勻，臨用時現用現配。

1.2.2.5 亞硝酸鹽標準使用液3。吸取亞硝酸鹽標準使用液（1.2.2.2）2.50mL于50mL比色管中，加約40mL純水，加入1mL對氨基苯磺酸溶液（1.2.1.2），搖勻后放置2～10min，加入1.0mL鹽酸N-(1-奈)-乙二胺溶液（1.2.1.3），用高純水定容到50mL，混勻，臨用時現用現配。

1.2.2.6 亞硝酸鹽標準使用液4。吸取亞硝酸鹽標準使用液（1.2.2.2）5.00mL于50mL比色管中，加約40mL純水，加入1mL對氨基苯磺酸溶液（1.2.1.2），搖勻后放置2～10min，加入1.0mL鹽酸N-(1-奈)-乙二胺溶液（1.2.1.3），用高純水定容到50mL，混勻，臨用時現用現配。

1.2.2.7 亞硝酸鹽標準使用液5。吸取亞硝酸鹽標準使用液（1.2.2.2）7.50mL于50mL比色管中，加約40mL純水，加入1mL對氨基苯磺酸溶液（1.2.1.2），搖勻后放置2～10min，加入1.0mL鹽酸N-(1-奈)-乙二胺溶液（1.2.1.3），用高純水定容到50mL，混勻，臨用時現用現配。

1.2.2.8 亞硝酸鹽標準使用液6。吸取亞硝酸鹽標準使用液（1.2.2.2）10.00mL于50mL比色管中，加約40mL純水，加入1mL對氨基苯磺酸溶液（1.2.1.2），搖勻后放置2～10min，加入1.0mL鹽酸N-(1-奈)-乙二胺溶液（1.2.1.3），用高純水定容到50mL，混勻，臨用時現用現配。

1.2.2.9 亞硝酸鹽標準使用液7。吸取亞硝酸鹽標準使用液（1.2.2.2）12.50mL于50mL比色管中，加約40mL純水，加入1mL對氨基苯磺酸溶液（1.2.1.2），搖勻后放置2～10min，加入1.0mL鹽酸N-(1-奈)-乙二胺溶液（1.2.1.3），用高純水定容到50mL，混勻，臨用時現用現配。

1.2.3 單因素試驗

1.2.3.1 時間的確定。取樣品水約40mL于50mL比色管中，加入1mL對氨基苯磺酰胺溶液，搖勻后放置2～10min后，加入1.0mL鹽酸N-(1-奈)-乙二胺溶液，立即混勻，用純水定容到50mL，此時開始計時，以10min為間隔，在波長540nm處用1cm比色皿，以純水作對照，于10min時開始測定，一直測定到120min結束。

1.2.3.2 對氨基苯酰胺量的選擇。分別取8份樣品水約40mL于50mL比色管中，對氨基苯磺酰胺的用量設置如下：0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50、1.75mL和2.00 mL，搖勻后放置2～10min后，加入1.0mL鹽酸N-(1-奈)-乙二胺溶液，立即混勻，用純水定容到50mL，在波長540nm處用1cm比色皿，以純水作參比，于90min測定。

1.2.3.3 鹽酸N-(1-奈)-乙二胺溶液量的選擇。分別取8份樣品水約40mL于50mL比色管中，對氨基苯磺酰胺的量采用1.0mL，搖勻后放置2～10min后，鹽酸N-(1-奈)-乙二胺溶液的用量設置如下：0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50、1.75mL和2.00mL，立即混勻，用純水定容到50mL，在波長540nm處用1cm比色皿，以純水作參比，于90min測定。

1.2.4 正交試驗。在單因素試驗的基礎上，選擇時間、對氨基苯酰胺的量、鹽酸N-(1-奈)-乙二胺的量3個因素，采用L9（34）正交設計表設計試驗。以水中亞硝酸鹽的含量為指標，對重氮偶合分光光度法測定水中痕量亞硝酸鹽的條件進行優化，以確定最佳的測定條件。因素水平見表1。

1.2.5 標準曲線的繪制。取用亞硝酸鹽標準使用液，在取一支50mL比色管作為零管，與波長540nm處，用1cm的比色皿，以純水做參比，測定吸光度，以亞硝酸鹽的含量做橫坐標，吸光度做縱坐標，作標準曲線。根據管中亞硝酸鹽的含量（μg）和吸光值（A）的關系，建立線性回歸方程（見圖1）：y=0.023 8x+0.003，R2=0.999 4。回歸方程在0.5～4.0μg范圍內，線性關系良好。

表1 正交試驗因素水平表

圖1 亞硝酸鹽含量的標準曲線

1.2.6 精密度與回收率的測定

1.2.6.1 精密度的測定。取空白試樣2支，加入4.0mL的亞硝酸鹽標準使用液［ρ（NO2-）=0.33μg/mL］為試樣1，加入10.0mL的亞硝酸鹽標準使用液［ρ（NO2-）= 0.33μg/mL］為試樣2，按照優化后的方案進行試驗，結果重復測定6次。進行方法的精密度試驗，計算其相對標準偏差。

1.2.6.2 回收率的測定。取空白試樣6份，3份加入4mL的亞硝酸鹽標準使用液［ρ（NO2-）=0.33μg/mL］，另外3份加入10mL的亞硝酸鹽標準使用液［ρ（NO2-）= 0.33μg/mL］，按照優化后的方案進行試驗，測定其加標回收率。

圖2 時間對測定吸光度的影響

2 結果與討論

2.1 時間的選擇

不同時間對測定吸光度的影響見圖2。吸光度的整體趨勢開始隨著時間的增長在迅速增長，隨后隨著時間的進一步增長，吸光度慢慢趨于平緩最后稍有下降。在50～90 min時間段任意時間點測定亞硝酸鈉溶液的吸光度值均相對穩定，而且在70min達到最大值，測定效果更好。之所以有這個趨勢可能是隨著時間的增長反應慢慢完成，完成之后會相對穩定一段時間，而后因為誤差等各方面的原因會稍稍有所下降。因此，測定的時間選擇70min。

2.2 對氨基苯磺酰胺的量的選擇

對氨基苯磺酰胺的量對吸光度測定的影響見圖3。吸光度在慢慢增加是因為隨著對氨基苯磺酰胺的量增加，水中的亞硝酸鹽逐漸與對氨基苯磺酰胺重氮化完全，由圖3可知，當用量在1.25mL時，吸光度已經相對穩定并達到最大值，即水中的亞硝酸鹽基本重氮化完成；當繼續增加對氨基苯磺酰胺的量時，吸光度基本平穩且沒有繼續增加，所以對于對氨基苯磺酰胺的量選定為1.25mL最佳。

圖3 對氨基苯磺酰胺的用量對測定吸光度的影響

2.3 鹽酸N-(1-奈)-乙二胺溶液量的選擇

鹽酸N-(1-奈)-乙二胺溶液的用量對吸光度測定結果的影響見圖4。由圖4可知，隨著鹽酸N-(1-奈)-乙二胺溶液用量的增加，吸光度在逐漸增加，因為隨著鹽酸N-(1-奈)-乙二胺量的增加，生成的紫紅色偶氮染料也在逐漸增加，至1.25mL開始趨于平穩吸光度最高，之后增加用量也沒有明顯的波動。因此，鹽酸N-(1-奈)-乙二胺溶液的最佳用量為1.25mL。

圖4 鹽酸N-(1-奈)-乙二胺溶液的用量對吸光度測定的影響

2.4 正交試驗

以亞硝酸鹽的含量為指標，對重氮偶合分光光度法測水中痕量亞硝酸鹽試驗進行優化。正交試驗設計及結果見表2，方差分析結果見表3。

從表2可知，結合R值可看出，3個因素的影響順序依次為A＞B＞C，即時間的選擇＞對氨基苯磺酰胺量的選擇＞鹽酸N-(1-奈)-乙二胺量的選擇；結合k值可以看出，重氮偶合分光光度法測水中痕量亞硝酸鹽的最佳組合為A3B2C2，即：時間90min，對氨基苯磺酰胺的量1.25mL，鹽酸N-(1-奈)-乙二胺溶液的量1.25mL。

表2 正交試驗表

表3 正交試驗方差分析表

從表3可知，時間、對氨基苯磺酰胺量的選擇對測定結果的影響均顯著，鹽酸N-(1-奈)-乙二胺量的選擇對測定結果影響不顯著。

2.5 加標回收率及準確度的驗證

取空白樣品6份（不含亞硝酸鹽），3份加入4mL的亞硝酸鹽標準使用液［ρ（NO2-）=0.33μg/mL］，另外3份加入10mL的亞硝酸鹽標準使用液［ρ（NO2-）=0.33μg/mL］，按照優化后的方案進行試驗，結果見表4。由表4數據分析可得到回收率在97.0%～103.0%范圍內，保證了此試驗數據的可靠性。

2.6 精密度

取空白樣品（不含亞硝酸鹽）2份，加入4mL的亞硝酸鹽標準使用液［ρ（NO2-）=0.33μg/mL］位樣品1，加入10mL的亞硝酸鹽標準使用液［ρ（NO2-）=0.33μg/mL］，按照結論方案進行試驗，結果重復測定6次，結果見表5。由表5可知，相對標準偏差小于1.980%，說明其重復性和重現性高。

表4 加標回收率

表5 精密度試驗

3 結語

本文采用重氮偶合分光光度法測定飲用水中痕量亞硝酸鹽的含量。試驗經優化后所選用的條件是：時間為90min，對氨基苯磺酸用量為1.25mL，鹽酸N-(1-萘)-乙烯二胺用量為1.25mL。在此試驗條件下，上述亞硝酸鹽的回收率在97.0%～103.0%，標準偏差小于1.980%，優化后的方法操作簡便，而且準確度高，極大地提高了檢測效率。

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Determination of Trace Nitrite in Water by Diazo Coupled Spectrophotometric

Cui Shuna1Shi Xingbiao2
（1.Henan Province Product Quality Supervision and Inspection Center，Zhengzhou Henan 450000；2.Puyang Branch of the Boiler &Pressure Vessel Safety Inspection and Research Institute of Henan Province，Puyang Henan 457000）

Nitrite in water is generally determined by using the method of diazo coupled spectrophotometry,because of its large measurement range and chomogennic stable.The optimal condition was obtained by single factor test and orthogonal test∶time was 90 min,sulfanilic amount was 1.25 mL,hydrochloride N-(1-naphthyl)-ethylenediamine amount was 1.25 mL.The recovery rate of nitrite was 97%～103%by this test method,and the relative standard deviation was less than 1.980%.

nitrite；diazo coupled spectrophotometric；sulfanilic；hydrochloride N-(1-naphthyl)-ethylenediamine

O657.3

A

1003-5168（2016）11-0133-04

2016-10-10

崔淑娜（1986-），女，本科，助理工程師，研究方向：食品理化檢測。