漁業(yè)水質(zhì)中尿素檢測(cè)方法的研究

謝世紅 歐陽(yáng)敏 陶志英 周輝明 鄧勇輝 章海鑫 鄧宏奎 袁嘉欣

摘要： 建立了一種檢測(cè)漁業(yè)水質(zhì)中尿素的方法。方法檢出限為0.031mg/L，當(dāng)尿素含量在0.1～5.0mg/L范圍時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)曲線線性關(guān)系良好，r=0.9992。分別測(cè)定高、中、低3個(gè)濃度的加標(biāo)樣品，回收率為86.0～109.0%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.9～2.9%，加標(biāo)回收和精密度均符合要求。該方法簡(jiǎn)單、靈敏、干擾少、準(zhǔn)確度高，線性范圍廣，能滿足對(duì)漁業(yè)水質(zhì)中尿素的檢測(cè)要求。

關(guān)鍵詞： 漁業(yè)水質(zhì)；尿素；檢測(cè)方法；研究

中圖分類號(hào)： ［S949］ ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

尿素（CH 4N 2O）是一種構(gòu)成簡(jiǎn)單的有機(jī)小分子化合物，在脊椎動(dòng)物體內(nèi)，尿素是氨代謝的最終產(chǎn)物，是動(dòng)物機(jī)體排泄銨離子的重要形式 ?［1］ 。魚體中產(chǎn)生的尿素大多通過(guò)腎臟隨尿液排出，尿素本身并不會(huì)對(duì)魚體造成很大的健康危害，但當(dāng)尿素含量過(guò)高時(shí)，尿素被水中尿素酶等分解產(chǎn)生非離子氨，非離子氨對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物是劇毒物質(zhì)，它會(huì)破壞水產(chǎn)動(dòng)物的皮、胃、腸道的粘膜，造成體表和內(nèi)部器官出血，甚至?xí)毙灾卸径劳?。因此，尿素可作為評(píng)價(jià)漁業(yè)水質(zhì)衛(wèi)生的一項(xiàng)重要指標(biāo)。目前漁業(yè)水質(zhì)中尿素含量暫無(wú)檢測(cè)方法，通過(guò)查找文獻(xiàn)，參考游泳池水中尿素測(cè)定方法 ?［2］ ，建立了一種實(shí)用、靈敏、準(zhǔn)確的漁業(yè)水質(zhì)中尿素的檢測(cè)方法。

1 材料與方法

1.1 原理 尿素與二乙酰一肟及安替比啉反應(yīng)呈現(xiàn)黃色，在波長(zhǎng)460nm處有最大吸收峰。

1.2 儀器 TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì)（北京普析）；恒溫水浴鍋；25mL棕色具塞比色管。

1.3試劑

1.3.1 二乙酰一肟溶液（20g/L）

稱取2g二乙酰一肟［CH 3COC（NOH）CH 3］溶于10%乙酸中，并稀釋至100mL，保存于棕色瓶中備用。

1.3.2 安替比林溶液（2g/L） 取0.2g安替比林［C 6H 5NN（CH 3）CHCOCHCO］溶于1+1硫酸中并用1+1硫酸稀釋至100mL，保存于棕色瓶中備用。

1.3.3 尿素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液（100μg/mL） 準(zhǔn)確稱取尿素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)［GBW09201］0.1000g于小燒杯中，加少量純水溶解后轉(zhuǎn)入1000mL容量瓶中，加0.1mL三氯甲烷并用純水定容，此溶液每毫升含0.1mg尿素。冷藏保存。

1.3.4 尿素標(biāo)準(zhǔn)使用溶液（10μg/mL） ?準(zhǔn)確吸取尿素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液（1.3.3）10.00mL于100mL容量瓶中，用純水定容，此液每毫升含10μg尿素。

1.4分析步驟

吸取澄清水樣10mL（漁業(yè)水質(zhì)比較混濁，在實(shí)驗(yàn)前用濾紙過(guò)濾再用于檢測(cè)）于25mL棕色具塞試管中，另取棕色具塞試管加入尿素標(biāo)準(zhǔn)使用液（1.3.4）0mL、0.25mL、0.50mL、1.00mL、1.50mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL，于上述各管加入1.0mL二乙酰一肟溶液（1.3.1），混勻。再加2.0mL安替比林溶液（1.3.2），混勻。用純水稀釋至約20.00mL。將上述試管用紗布蓋住試管口綁在一起以防塞子崩開，放入沸水浴中加熱50min，取出在流動(dòng)的自來(lái)水中冷卻2min。用純水定容至25.00mL，混勻。

立即以試劑空白（0mL標(biāo)準(zhǔn)液）為對(duì)照，在460nm處，用1cm比色血，測(cè)定各管吸光度。以濃度對(duì)照吸光度，制備標(biāo)準(zhǔn)曲線，以水樣吸光值從曲線上查出尿素含量。

1.5計(jì)算

C=M/V；C-水樣中尿素濃度，mg/L；M-從曲線上查得水樣中含尿素的質(zhì)量，μg；V-水樣體積，mL。

2 結(jié)果與討論

2.1 吸收波長(zhǎng)確定

將經(jīng)過(guò)1.4.1處理的10μg尿素標(biāo)準(zhǔn)溶液，按0.1nm間隔在400～700nm區(qū)間多次進(jìn)行光譜掃描，掃描結(jié)果最大吸收波長(zhǎng)為460nm。

2.2 二乙酰一肟試劑濃度及體積用量確定

在其他條件不變情況下，對(duì)10μg尿素標(biāo)準(zhǔn)溶液分別用濃度2g/L、5g/L、10g/L、15g/L、20g/L、25g/L、30g/L、40g/L二乙酰一肟1mL進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果顯示，二乙酰一肟的濃度與吸光度在一定范圍內(nèi)成正比關(guān)系。在2～20g/L區(qū)間，隨著二乙酰一肟濃度的升高，吸光度增幅明顯，高于20g/L，吸光度無(wú)明顯增幅（見圖1）。綜合考慮，選擇用濃度為20g/L二乙酰一肟溶液1mL，其吸光度較大，試驗(yàn)靈敏度高，同時(shí)體積1mL能滿足線性范圍最高點(diǎn)50g/L需要。

2.3 安替比林試劑濃度及體積用量確定

在其他條件不變情況下，對(duì)10μg尿素標(biāo)準(zhǔn)溶液分別用不同安替比林濃度、體積進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)吸光度隨試劑用量的增加變化不明顯?？紤]到該試劑中是高濃度的硫酸（1+1），容易對(duì)操作人員造成傷害并對(duì)實(shí)驗(yàn)操作帶來(lái)一些不便，同時(shí)能滿足儀器使用的合理性與線性范圍的需要，選擇用濃度為2g/L安替比林溶液2ml。

2.4 加熱時(shí)間的確定

對(duì)10μg尿素標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用不同的煮沸時(shí)間10min、20min、30min、40min、50min、60min、70min進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)吸光度隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，時(shí)間在10～40min之間，吸光度不穩(wěn)定，重現(xiàn)性差，導(dǎo)致線性關(guān)系不好；時(shí)間至50～70min時(shí)，吸光度穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，線性關(guān)系良好?？紤]到操作方便和低碳節(jié)能的需求，采取加熱時(shí)間50min做法。

2.5 定容方法和取樣體積的確定

定容方式有兩種，一是先定容再加熱煮沸（總體積28mL），二是先加熱煮沸再定容（總體積25mL）。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用先定容再加熱煮沸方式，即使用紗布蓋住試管口蓋子沒(méi)有崩掉，試管中的溶液體積都不一致，有的經(jīng)過(guò)回流溶液體積增大，有的水分蒸發(fā)溶液體積減少，導(dǎo)致線性關(guān)系差。本方法采用先加熱煮沸再定容方式，即用純水稀釋溶液至約20mL，加熱煮沸冷卻后再定容至25mL，既不會(huì)降低酸和顯色劑的有效濃度，又能保證試管中體積一致，穩(wěn)定性明顯增強(qiáng)且線性關(guān)系好。

水樣取樣體積為25mL，不適用于本方法的加熱煮沸后定容步驟，故不采用；取樣體積10mL，比5mL靈敏度高一倍，檢出限低，故選擇取水樣體積10mL。

2.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍與檢出限

實(shí)驗(yàn)證明，尿素含量在1.0～50.0ug范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，y=0.016x-0.0021（y是吸光度，x是尿素質(zhì)量，ug），r=0.9992。當(dāng)取10.00mL水樣測(cè)定時(shí)，方法的檢測(cè)范圍為0.1～5.0mg/L.。按分光光度法中檢出限的計(jì)算方法，以連續(xù)20次測(cè)定試劑空白響應(yīng)值，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差σ為0.006679，根據(jù)檢出限D(zhuǎn)L=4.6σ（空白測(cè)定次數(shù)n≥20） ?［3］ ，計(jì)算檢出限為0.031mg/L。本方法線性范圍廣，可以大大減少檢測(cè)后因?yàn)榻Y(jié)果超出方法的線性范圍而需要重新減量取樣再測(cè)定的麻煩。

2.7 回收率與精密度試驗(yàn)

分別在蒸餾水和有本底的漁業(yè)水質(zhì)樣品中添加3個(gè)不同濃度的尿素溶液，每個(gè)濃度做6平行，按照分析步驟1.4.1與1.4.2進(jìn)行試驗(yàn)，回收率與精密度（相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差）計(jì)算結(jié)果見表1。由表1可知，方法回收率在86.0～109.0%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.9～2.9%之間（均小于5%），本方法能夠滿足漁業(yè)水質(zhì)中尿素含量的測(cè)定。

2.8 方法應(yīng)用

在養(yǎng)魚試驗(yàn)中，養(yǎng)殖不同密度的羅非魚并做平行對(duì)照，每天定時(shí)取樣檢測(cè)水中尿素、pH值、氨氮和亞硝酸鹽含量，連續(xù)監(jiān)測(cè)二十多天。結(jié)果顯示，尿素含量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)平行結(jié)果穩(wěn)定，回收率和重現(xiàn)性良好。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，羅非魚的活動(dòng)代謝是養(yǎng)殖水體中尿素的主要來(lái)源，養(yǎng)殖羅非魚時(shí)間越長(zhǎng)，水中尿素含量越高，當(dāng)尿素達(dá)到一定濃度時(shí)，尿素含量趨于穩(wěn)定，處于動(dòng)態(tài)平衡；隨著魚體排泄物增多，平衡被打破，尿素含量又緩慢升高，水質(zhì)惡化，出現(xiàn)死魚現(xiàn)象。

3 小結(jié)

本方法根據(jù)漁業(yè)水質(zhì)特性，不斷優(yōu)化試驗(yàn)條件，建立了一種檢測(cè)漁業(yè)水質(zhì)中尿素的方法。方法檢出限為0.031mg/L，當(dāng)尿素含量在0.1～5.0mg/L范圍時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)曲線線性關(guān)系良好，r=0.9992。分別測(cè)定高、中、低3個(gè)濃度的加標(biāo)樣品，回收率為86.0～109.0%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.9～2.9%，加標(biāo)回收和精密度均符合要求。該方法簡(jiǎn)單、靈敏、干擾少、準(zhǔn)確度高，線性范圍廣，能滿足對(duì)漁業(yè)水質(zhì)中尿素的檢測(cè)要求，可應(yīng)用于對(duì)漁業(yè)水質(zhì)的監(jiān)測(cè)，為科學(xué)調(diào)控水質(zhì)提供重要依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

［1］顧建華，何鵬妍.二乙酰一肟-安替比林法測(cè)定游泳水中尿素的方法研究和確認(rèn)［J］.中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2012，22（1）：177-178.

［2］GB/T 18204.2-2014公共場(chǎng)所衛(wèi)生檢驗(yàn)方法 第二部分 化學(xué)污染物 ［S］.

［3］GB/T 5750 3-2006生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法水質(zhì)分析質(zhì)量控制.