海蜇加工废水中硼酸含量的快速测定

2010-06-12陈温娴王文豪王朝瑾

湖南农业科学 2010年13期

陈温娴，王文豪，王朝瑾，郑蓉

（1.上海海洋大学食品学院，上海 201306；2.上海市质量监督检验技术研究院，上海 200233）

海蜇加工过程中经常会加入硼砂和硼酸作为防腐剂，这两种物质是国家不允许使用的食品添加剂，硼砂能使人产生中毒症状，包括恶心、呕吐、血痢和腹痛[1]。硼酸和硼砂的非法加入导致海蜇加工废水中含有大量的硼，这些废水不经处理就排放，对水质造成了严重污染。根据水质指标，硼在生活饮用水中的质量浓度限值为0.5 mg/L[2]，而海蜇加工废水中硼的含量严重超过此标准。这些硼污染水会影响饮用水的水质，同时污染水体中的水生物和土壤中的农作物，都会对人体的健康造成严重的危害。因此研究一种快速、准确、简便、易普及的检测废水中硼酸和硼砂的方法，并将这种方法推广应用于水质的检测，对确保水质和人类健康具有重要意义。本文比较研究了姜黄比色分光光度法[3]和萃取－姜黄比色分光光度法[4]应用于海蜇废水中硼酸含量的测定。并在此基础上，试图研究硼的快速测试方法，应用于生产实际。

1 材料和方法

1.1 试验材料

草酸（AR，上海凌峰化学试剂有限公司永华特种化学试剂厂）；盐酸（AR，上海凌峰化学试剂有限公司永华特种化学试剂厂）；95%乙醇（AR，国药集团化学试剂有限公司）；硼酸（AR，国药集团化学试剂有公司）；姜黄素（AR，国药集团化学试剂有限公司）；无水乙醇（AR，国药集团化学试剂有限公司）；硫酸（AR，上海凌峰化学试剂有限公司）；2-Ethylhexane-1，3-diol（AlfaAesar,A Johnson Matthey Company）。

姜黄素草酸溶液：称取0.04 g姜黄素和5.0 g草酸，溶于95%乙醇，加入4.2 mL盐酸，用95%乙醇稀释至100 mL。硼酸标准贮备溶液A（600.0 mg/L）：称取 0.300 0 g干燥无水硼酸（H3BO3）溶于纯水，并定容至500 mL，储存于聚乙烯瓶中；硼酸标准贮备溶液B（500 mg/L）：称取0.500 g干燥无水硼酸（H3BO3）溶于纯水，并定容至 1 000 mL，储存于聚乙烯瓶中。硼酸标准溶液A（6.0 mg/L）：吸取10.00 mL硼酸标准贮备溶液A，用蒸馏水定容1 000 mL，储存于聚乙烯瓶中；硼酸标准溶液B（5.0 mg/L）：取10.00 mL硼酸标准贮备溶液B，用蒸馏水定容1 000 mL，储存于聚乙烯瓶中。姜黄－冰乙酸溶液：称取姜黄0.10 g溶解于100 mL冰乙酸中，此溶液保存于塑料容器中；乙基己二醇三氯甲烷溶液（EHD-CHCl3）：取2-乙基-1,3-乙二醇10 mL，用三氯甲烷（CHCl3）稀释至100 mL，此溶液保存于塑料容器中。

1.2 试验仪器

UV-2000紫外可见分光光度计（UNICOTM公司）；数显恒温水浴锅HH-4型（国华电器有限公司）。

1.3 试验方法

标准曲线A制作：分别取硼酸标准溶液A 0.00，0.25，0.50，0.75，1.00 mL 于瓷蒸发皿上，各加纯水至1.00 mL。再向盛有溶液的蒸发皿中各加入姜黄素草酸溶液4 mL，轻轻旋转蒸发皿使之混合均匀。将蒸发皿置于80℃恒温水浴上，蒸干后继续维持15 min，取出冷却。用95%乙醇溶解蒸发皿内固体物，并完全移入25 mL容量瓶内，用95%乙醇溶液定容至25 mL，用1 cm比色皿在550 nm波长处，测定其吸光度。这个标准系列浓度为：0.00、0.06、0.12、0.18、0.24 mg/kg。以标准系列的硼酸浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标制作标准曲线。

标准曲线B制作：准确量取硼酸标准溶液B 0.00，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00 mL 于 25 mL 塑料试管中，各加水至5 mL，加硫酸（1+1）溶液1 mL，震荡混匀。然后加EHD-CHCl3溶液5 mL，盖上盖子，超声清洗仪超声约2 min，离心分层，吸取下层的EHD-CHCl3溶液并通过滤纸干燥过滤。各取1.00 mL过滤液于50 mL塑料试管中，依次加入姜黄－冰乙酸溶液1.0 mL、浓硫酸0.5 mL，摇匀，静置30 min，加无水乙醇25 mL，静置10 min后，于550 nm处测吸光度。这个标准系列的浓度为：0.00、0.04、0.08、0.12、0.16、0.20 mg/kg。以标准系列的硼酸浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标制作标准曲线。

姜黄直接比色法测样品：吸取样液1 mL，按标准曲线A的方法测定吸光值，同时作空白。

萃取－姜黄比色法测样品：吸取样液3 mL，按标准曲线B的方法测定吸光值，同时作空白。

2 结果与分析

2.1 姜黄直接比色法

2.1.1 最佳波长的选择取硼酸标准溶液A 0.50 mL，加纯水至1.00 mL，按照标准曲线A的方法处理，同时作对照，最后在不同的波长下测定吸光度，吸光值与波长的关系如图1，选择最佳波长为550 nm。

2.1.2 温度的选择取硼酸标准溶液A 0.50 mL于8个蒸发皿上，各加纯水至1.00 mL，按照标准曲线A的方法处理，同时作对照，水浴温度分别为50，55，60，65，70，80，90，100℃，最后得温度与吸光值的关系如图2，可知最佳温度为80℃。

图1 波长与吸光值的关系

图2 温度和吸光值的关系

2.1.3 姜黄草酸溶液加入量的选择取硼酸标准溶液A 0.50 mL于5个蒸发皿上，各加纯水至1.00 mL，同时作对照，再向盛有溶液的蒸发皿中分别加入 2，3，4，5，6 mL 姜黄素草酸溶液，其余按标准曲线A的方法处理，最后得到姜黄素草酸溶液加入量与吸光值的关系如图3，故最佳加入量为4 mL。

2.1.4 标准曲线A 以标准A系列的硼酸（0～0.24 mg/kg）制作硼酸标准曲线A，如图4，硼酸的回归方程为y=1.201 7 x+0.002 2，R2=0.999 6，相关性显著。

图3 姜黄加入量与吸光值的关系

图4 硼酸的浓度与吸光值的关系

2.2 萃取－姜黄比色法

2.2.1 最佳波长的选择准确量取硼酸标准溶液B 3.00 mL于25 mL塑料试管中，按标准曲线B的方法处理，同时作空白对照，最后在不同的波长下测定吸光度，吸光值与波长的关系如图5，故选择最佳波长为550 nm。

2.2.2 静置时间对吸光值的影响准确量取硼酸标准溶液B 3.00 mL于25 mL塑料试管中，按标准曲线B的方法处理，加入硫酸后分别静置10，20，30，40，50 min，同时作空白对照，然后于550 nm处测其吸光值，得静置时间与吸光值的关系如图6，静置30 min后吸光值基本不再增加，故选30 min。