異煙酸-巴比妥酸分光光度法測(cè)定礦泉水中 氰化物的方法改進(jìn)

莊文蘭

（泉港區(qū)疾病預(yù)防控制中心檢驗(yàn)科，福建泉州 362801）

氰化物具有較強(qiáng)的毒性，可經(jīng)呼吸道、消化道及皮膚進(jìn)入人體，與高鐵細(xì)胞色素氧化酶結(jié)合，生成氰化高鐵細(xì)胞色素氧化酶，從而使其失去傳遞氧的作用，造成組織缺氧窒息，嚴(yán)重時(shí)可致人死亡[1]。依據(jù)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法》（GB 8538—2016）中異煙酸-巴比妥酸分光光度法測(cè)定水中氰化物[2]。在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)氰化物成分復(fù)雜、狀態(tài)不穩(wěn)定，試劑氯胺T易揮發(fā)、易變質(zhì)溶解為渾濁液，為了確保氯胺T有效氯要求，應(yīng)先檢測(cè)其有效氯含量是否高于22%，既耗時(shí)又耗力；由于礦泉水中的氰化物含量極低，若沒(méi)有控制好實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵因素，將影響結(jié)果的準(zhǔn)確度。因此，結(jié)合實(shí)驗(yàn)并參考其他文獻(xiàn)中的方法，主要對(duì)氫氧化鈉濃度、消毒液及顯色溫度與時(shí)間等影響因素進(jìn)行改進(jìn)驗(yàn)證，優(yōu)化最佳實(shí)驗(yàn)條件，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠、準(zhǔn)確并具有良好的重現(xiàn)性，實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)便、快速。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

TU-1900紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（北京普析）；酒石酸固體（國(guó)藥）；乙酸鋅溶液（100 g/L）；氫氧化鈉溶液（20 g/L）；氫氧化鈉（2 g/L）；氫氧化鈉 （12 g/L）；乙酸溶液（3+97,V/V）；磷酸二氫鉀溶液 （136 g/L）；氯胺T溶液（10 g/L）；異煙酸-巴比妥酸試劑；甲基橙溶液（0.5 g/L）；氰化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液 （50 μg/mL，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院）；酚酞溶液（1 g/L）；利爾康84消毒液（次氯酸鈉的含量為4.3%±0.6%，有效期內(nèi)，從未開(kāi)封）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 原理

水樣中的氰化物經(jīng)蒸餾后被堿性溶液吸收，與氯胺T的活性氯作用生成氯化氫，再與異煙酸-巴比妥酸試劑反應(yīng)生成紫藍(lán)色化合物，于波長(zhǎng)600 nm處比色定量。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法GB 8538—2016[2]操作。

1.2.2 比色定量

取9根25 mL的具塞比色管，分別加入1.00 mg/L氰化鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液0、0.10、0.20 mL、0.40 mL、 0.60 mL、0.80 mL、1.00 mL、1.50 mL和2.00 mL，加12 g/L氫氧化鈉溶液至10 mL，另取10 mL餾出液，向標(biāo)準(zhǔn)管和制備的水樣內(nèi)加入1滴酚酞溶液，用乙酸溶液（3+97,V/V）調(diào)至紅色剛好消失；向各管加入 3 mL磷酸二氫鉀緩沖溶液混勻，再加入0.25 mL氯胺T溶液，混勻；加入5.0 mL異煙酸-巴比妥酸顯色液，混勻，在25 ℃常溫下顯色15 min；于600 nm波長(zhǎng)，用3 cm比色皿，以純水為參比，測(cè)量吸光度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上求得并計(jì)算出對(duì)應(yīng)氰化物的含量[2]。

1.3 改進(jìn)方法及實(shí)驗(yàn)條件分析

①將標(biāo)準(zhǔn)曲線稀釋液的氫氧化鈉濃度12 g/L稀釋為2 g/L。②以消毒液代替氯胺T。③顯色溫度與時(shí)間的選擇分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氫氧化鈉濃度的稀釋

蒸餾過(guò)程中用5 mL的20 g/L氫氧化鈉作吸收液，蒸餾水樣所得50 mL餾出液含有氫氧化鈉濃度為2 g/L。而國(guó)標(biāo)方法配制標(biāo)準(zhǔn)曲線系列溶液用 12 g/L氫氧化鈉作稀釋液，樣品與標(biāo)準(zhǔn)曲線的氫氧化鈉濃度不一致，在調(diào)節(jié)pH值時(shí)兩者加的乙酸溶液（3+97,V/V）的量不同，并且標(biāo)準(zhǔn)曲線系列各管用 12 g/L氫氧化鈉稀釋液量不同，乙酸溶液（3+97,V/V）加入量不同，比色管內(nèi)液體的總體積不同，即使含有相同濃度的氰化物其吸光度也不同[3]。因此，標(biāo)準(zhǔn)曲線線性、樣品的準(zhǔn)確性差。將12 g/L氫氧化鈉稀釋液濃度降為2 g/L，使樣品和標(biāo)準(zhǔn)曲線的氫氧化鈉濃度一致，標(biāo)準(zhǔn)曲線系列各管中的氫氧化鈉含量比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中低，加入的乙酸溶液（3+97,V/V）量也相應(yīng)的減小，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，能更容易得到良好的線性關(guān)系，同時(shí)提高了樣品的準(zhǔn)確性。以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和改進(jìn)后方法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線、相關(guān)系數(shù)、精密度和準(zhǔn)確度進(jìn)行比較。在1.2.2的基礎(chǔ)上，將標(biāo)準(zhǔn)曲線稀釋液的氫氧化鈉濃度（12 g/L）降到（2 g/L），測(cè)試自配水樣濃度為0.050 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，結(jié)果見(jiàn)表1和表2，結(jié)果表明國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性關(guān)系不如改進(jìn)后的，且測(cè)試結(jié)果相對(duì)誤差較大，即與真值之間誤差 較大。

表1 改進(jìn)前、后的回歸方程及相關(guān)系數(shù)

表2 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法與改進(jìn)后方法比較

2.2 以消毒液代替氯胺T

氯胺T的有效氯含量對(duì)方法影響很大，其作用為將氰化物轉(zhuǎn)變?yōu)槁然瑁倥c異煙酸-巴比妥酸作用生成藍(lán)色染料比色定量。氯胺T試劑易揮發(fā)，存儲(chǔ)不當(dāng)易變質(zhì)。查看文獻(xiàn)以消毒液（主要成分為次氯酸鈉）代替氯胺T將氰化物轉(zhuǎn)變?yōu)槁然璧姆椒ǎ瑢?duì)國(guó)標(biāo)方法進(jìn)行改良驗(yàn)證[4]。

在1.2.2的基礎(chǔ)上，將氯胺T試劑用消毒液替代（取含有效氯4.3%的利爾康84消毒液6 mL稀釋至100 mL，備用。即配制成含有效氯略大于2.2 g/L的84消毒液）。進(jìn)行精密度與準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)：取氰化物含量已知的蒸餾液，加入一定量標(biāo)準(zhǔn)液，按1.3實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定氰化物含量，計(jì)算精密度和加標(biāo)回收率，數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。結(jié)果表明消毒液可以代替氯胺T測(cè)定礦泉水中的氰化物。

表3 精密度與回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果（n=7）

2.3 顯色溫度與時(shí)間的選擇分析

顯色溫度與時(shí)間對(duì)吸光度值有影響[5]。結(jié)果見(jiàn)表4，在10 ℃顯色時(shí)間約需30 min，顯色后30～ 50 min測(cè)定，吸光度值較穩(wěn)定；在20 ℃顯色時(shí)間約需25 min，在顯色后25～40 min測(cè)定，吸光度值較穩(wěn)定；在25 ℃顯色約需10 min，在顯色后10～ 30 min測(cè)定吸光度值較穩(wěn)定；在30 ℃顯色，吸光度值不穩(wěn)定。顯色溫度越高，顯色時(shí)間和吸光度值的穩(wěn)定時(shí)間越短[6]。結(jié)果顯示，選擇25 ℃水浴10～ 30 min吸光度值基本穩(wěn)定，此條件作為最佳顯色溫度和時(shí)間。

表4 顯色溫度和時(shí)間對(duì)吸光度值的影響

2.4 線性范圍、檢出限

方法改進(jìn)后的氰化物含量為0～2.0 mg/L線性關(guān)系較好，相關(guān)系數(shù)為0.999 9，其回歸方程為y=0.547 8x+0.011 4；最低檢測(cè)質(zhì)量為0.10 μg，若水樣取250 mL蒸餾測(cè)定，其最低檢測(cè)質(zhì)量濃度為 0.002 mg/L。

2.5 回收率與精密度實(shí)驗(yàn)

為了檢驗(yàn)改進(jìn)后方法的準(zhǔn)確性和精密度，取3份樣品分別加入低、中、高不同含量的氰化物，按以上方法操作，結(jié)果見(jiàn)表5。從加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD可以看出，回收率在96.0%～98.0%，RSD在0.76%～2.02%，實(shí)驗(yàn)有較好的回收率和精密度。

表5 方法準(zhǔn)確性與精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果（n=7）

3 討論

3.1 氫氧化鈉濃度的一致性

標(biāo)準(zhǔn)曲線稀釋液的氫氧化鈉濃度（12 g/L）改為 2 g/L的氫氧化鈉定容，與蒸餾水樣一致。在利用標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定物質(zhì)的濃度時(shí)，要保證標(biāo)準(zhǔn)系列的測(cè)試環(huán)境和測(cè)試的水樣一致[3]。

3.2 消毒液可以代替氯胺T

氯胺T易揮發(fā)，不易保存，使用之前必須用碘量法檢測(cè)氯胺T有效氯是否在22%以上，既耗時(shí)又耗力，實(shí)驗(yàn)表明可以用消毒液代替氯胺T。市面上有售的消毒液（金星消毒液、84消毒液等）次氯酸鈉的含量大約為1%～5%，直接稀釋便可使用。如果生產(chǎn)日期較久，則有效氯試液應(yīng)多加0.2～ 1.0 mL[4]。

3.3 顯色溫度與時(shí)間的控制點(diǎn)

采用異煙酸-巴比妥酸分光光度法測(cè)定礦泉水中氰化物時(shí)，顯示溫度和時(shí)間均是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的控制點(diǎn)，是實(shí)驗(yàn)效果的主要影響因素[6]。實(shí)驗(yàn)表明，選擇最佳顯色溫度25 ℃、顯色時(shí)間為10～30 min，其吸光度值最大且穩(wěn)定。

4 結(jié)論

礦泉水中氰化物含量采用改進(jìn)后的方法測(cè)定，可以得到準(zhǔn)確性高和精密度好的測(cè)定結(jié)果。用含次氯酸鈉的消毒液代替氯胺T，解決了氯胺T易分解失去有效成分而影響測(cè)定結(jié)果的問(wèn)題。改進(jìn)后的方法簡(jiǎn)便，易于操作，實(shí)用性強(qiáng)。