海蜇加工廢水中硼酸含量的快速測定

陳溫嫻，王文豪，王朝瑾，鄭 蓉

（1.上海海洋大學食品學院，上海 201306；2.上海市質量監督檢驗技術研究院，上海 200233）

海蜇加工過程中經常會加入硼砂和硼酸作為防腐劑，這兩種物質是國家不允許使用的食品添加劑，硼砂能使人產生中毒癥狀，包括惡心、嘔吐、血痢和腹痛[1]。硼酸和硼砂的非法加入導致海蜇加工廢水中含有大量的硼，這些廢水不經處理就排放，對水質造成了嚴重污染。根據水質指標，硼在生活飲用水中的質量濃度限值為0.5 mg/L[2]，而海蜇加工廢水中硼的含量嚴重超過此標準。這些硼污染水會影響飲用水的水質，同時污染水體中的水生物和土壤中的農作物，都會對人體的健康造成嚴重的危害。因此研究一種快速、準確、簡便、易普及的檢測廢水中硼酸和硼砂的方法，并將這種方法推廣應用于水質的檢測，對確保水質和人類健康具有重要意義。本文比較研究了姜黃比色分光光度法[3]和萃取－姜黃比色分光光度法[4]應用于海蜇廢水中硼酸含量的測定。并在此基礎上，試圖研究硼的快速測試方法，應用于生產實際。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

草酸（AR，上海凌峰化學試劑有限公司永華特種化學試劑廠）；鹽酸（AR，上海凌峰化學試劑有限公司永華特種化學試劑廠）；95%乙醇（AR，國藥集團化學試劑有限公司）；硼酸（AR，國藥集團化學試劑有公司）；姜黃素（AR，國藥集團化學試劑有限公司）；無水乙醇（AR，國藥集團化學試劑有限公司）；硫酸（AR，上海凌峰化學試劑有限公司）；2-Ethylhexane-1，3-diol（AlfaAesar,A Johnson Matthey Company）。

姜黃素草酸溶液：稱取0.04 g姜黃素和5.0 g草酸，溶于95%乙醇，加入4.2 mL鹽酸，用95%乙醇稀釋至100 mL。硼酸標準貯備溶液A（600.0 mg/L）：稱取 0.300 0 g干燥無水硼酸（H3BO3）溶于純水，并定容至500 mL，儲存于聚乙烯瓶中；硼酸標準貯備溶液B（500 mg/L）：稱取0.500 g干燥無水硼酸（H3BO3）溶于純水，并定容至 1 000 mL，儲存于聚乙烯瓶中。硼酸標準溶液A（6.0 mg/L）：吸取10.00 mL硼酸標準貯備溶液A，用蒸餾水定容1 000 mL，儲存于聚乙烯瓶中；硼酸標準溶液B（5.0 mg/L）：取10.00 mL硼酸標準貯備溶液B，用蒸餾水定容1 000 mL，儲存于聚乙烯瓶中。姜黃－冰乙酸溶液：稱取姜黃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）稀釋至100 mL，此溶液保存于塑料容器中。

1.2 試驗儀器

UV-2000紫外可見分光光度計（UNICOTM公司）；數顯恒溫水浴鍋HH-4型（國華電器有限公司）。

1.3 試驗方法

標準曲線A制作：分別取硼酸標準溶液A 0.00，0.25，0.50，0.75，1.00 mL 于瓷蒸發皿上，各加純水至1.00 mL。再向盛有溶液的蒸發皿中各加入姜黃素草酸溶液4 mL，輕輕旋轉蒸發皿使之混合均勻。將蒸發皿置于80℃恒溫水浴上，蒸干后繼續維持15 min，取出冷卻。用95%乙醇溶解蒸發皿內固體物，并完全移入25 mL容量瓶內，用95%乙醇溶液定容至25 mL，用1 cm比色皿在550 nm波長處，測定其吸光度。這個標準系列濃度為：0.00、0.06、0.12、0.18、0.24 mg/kg。以標準系列的硼酸濃度為橫坐標，以吸光度為縱坐標制作標準曲線。

標準曲線B制作：準確量取硼酸標準溶液B 0.00，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00 mL 于 25 mL 塑料試管中，各加水至5 mL，加硫酸（1+1）溶液1 mL，震蕩混勻。然后加EHD-CHCl3溶液5 mL，蓋上蓋子，超聲清洗儀超聲約2 min，離心分層，吸取下層的EHD-CHCl3溶液并通過濾紙干燥過濾。各取1.00 mL過濾液于50 mL塑料試管中，依次加入姜黃－冰乙酸溶液1.0 mL、濃硫酸0.5 mL，搖勻，靜置30 min，加無水乙醇25 mL，靜置10 min后，于550 nm處測吸光度。這個標準系列的濃度為：0.00、0.04、0.08、0.12、0.16、0.20 mg/kg。以標準系列的硼酸濃度為橫坐標，以吸光度為縱坐標制作標準曲線。

姜黃直接比色法測樣品：吸取樣液1 mL，按標準曲線A的方法測定吸光值，同時作空白。

萃取－姜黃比色法測樣品：吸取樣液3 mL，按標準曲線B的方法測定吸光值，同時作空白。

2 結果與分析

2.1 姜黃直接比色法

2.1.1 最佳波長的選擇 取硼酸標準溶液A 0.50 mL，加純水至1.00 mL，按照標準曲線A的方法處理，同時作對照，最后在不同的波長下測定吸光度，吸光值與波長的關系如圖1，選擇最佳波長為550 nm。

2.1.2 溫度的選擇 取硼酸標準溶液A 0.50 mL于8個蒸發皿上，各加純水至1.00 mL，按照標準曲線A的方法處理，同時作對照，水浴溫度分別為50，55，60，65，70，80，90，100℃，最后得溫度與吸光值的關系如圖2，可知最佳溫度為80℃。

圖1 波長與吸光值的關系

圖2 溫度和吸光值的關系

2.1.3 姜黃草酸溶液加入量的選擇 取硼酸標準溶液A 0.50 mL于5個蒸發皿上，各加純水至1.00 mL，同時作對照，再向盛有溶液的蒸發皿中分別加入 2，3，4，5，6 mL 姜黃素草酸溶液，其余按標準曲線A的方法處理，最后得到姜黃素草酸溶液加入量與吸光值的關系如圖3，故最佳加入量為4 mL。

2.1.4 標準曲線A 以標準A系列的硼酸（0～0.24 mg/kg）制作硼酸標準曲線A，如圖4，硼酸的回歸方程為y=1.201 7 x+0.002 2，R2=0.999 6，相關性顯著。

圖3 姜黃加入量與吸光值的關系

圖4 硼酸的濃度與吸光值的關系

2.2 萃取－姜黃比色法

2.2.1 最佳波長的選擇 準確量取硼酸標準溶液B 3.00 mL于25 mL塑料試管中，按標準曲線B的方法處理，同時作空白對照，最后在不同的波長下測定吸光度，吸光值與波長的關系如圖5，故選擇最佳波長為550 nm。

2.2.2 靜置時間對吸光值的影響 準確量取硼酸標準溶液B 3.00 mL于25 mL塑料試管中，按標準曲線B的方法處理，加入硫酸后分別靜置10，20，30，40，50 min，同時作空白對照，然后于550 nm處測其吸光值，得靜置時間與吸光值的關系如圖6，靜置30 min后吸光值基本不再增加，故選30 min。

圖5 波長與吸光值的關系

圖6 靜置時間與吸光值的關系

2.2.3 標準曲線B 以標準B系列的硼酸濃度（0～0.20 mg/kg）制作硼酸標準曲線B，如圖7，硼酸的回歸方程為y=2.198 6 x-0.006 5，R2=0.996 8，相關性顯著。

圖7 硼酸的濃度與吸光值的關系

2.3 樣品測定

用兩種方法分別對樣品進行了8次測定，結果如表1所示，姜黃直接比色法的RSD%為3.73%，萃取－姜黃比色法的RSD%為2.35%。

表1 兩種方法測定結果對照

2.4 回收率試驗

用兩種方法分別對樣品進行了回收率試驗，結果如表2所示。姜黃直接比色法的加標回收率范圍為97.9%～102.2%，萃取－姜黃比色法的加標回收率范圍為84.2%～92.3%。

表2 回收率試驗

2.5 快速檢測試劑條

在萃取－姜黃比色法的基礎上，研制出硼酸快速檢測試劑條。試劑條制備及樣品檢測方法如下。

（1）由多種酸、醇、顯色劑和穩定劑制成浸泡液，將濾紙條放入上述浸泡液中浸泡10 h，取出晾干。

（2）樣品處理液：該液體含有酸、醇、鹵代烴等多種有機試劑，能夠同時處理固、液食品，并能很好的對硼酸進行萃取和富集。

（3）標準比色板的制作：用試劑條，結合處理液,對不同系列的標準濃度硼酸溶液進行顯色，進而得到系列色差的試劑條，用這些系列色差條制成標準比色板。

（4）樣品測定：用吸管吸取少量經處理過的樣品液體于快速檢測試劑條上，用吹風機吹1～2 min，看試劑條是否顯色，若含有硼酸，則試劑條顯示橙紅色或紅色，不含硼酸則不變色。每次檢測用凈水做一個空白對照。根據樣液與快速檢測試劑條反應顯色情況，比對標準比色卡，即可知道樣液中硼酸的大致含量。

3 結論

本文采用兩種方法比較測定了海蜇加工廢水中硼酸的含量，其中萃取－姜黃比色法能夠對硼酸進行富集、萃取，去除共存鹽類的干擾，同時處理方法較姜黃直接比色法簡單，適用于樣品的快速檢測。

[1] 中國預防醫學科學院標準處.食品衛生國家標準匯編（4）[G].北京：國家標準出版社，1997.324.

[2] 生活飲用水水質衛生規范[Z].2001.

[3] 鄭 彬，鄭春梅.分光光度法測定食品中硼砂[J].現代預防醫學，2004，31（3）：446-447.

[4] 黃華軍，余裕娟，奚星林，等.萃取-分光光度法快速測定醬油中硼酸含量[J].廣州食品工業科技，2004，20（2）：105-106，108.

[5] 任桂蘭，宋玉彤.分光光度法測定水溶液中硼酸的含量[J].齊齊哈爾大學學報（自然科學版），2000，16（2）：63-64.