煮沸次數對11種水中亞硝酸鹽含量變化的研究

王雪梅，張 敏，葉玉棟，張 怡，童應凱，聶志巖

(1.天津恒基利得生物科技發展有限公司 天津 300384；2.天津農學院農學與資源環境學院生物技術系 天津 300392；3.天津科技大學微生態調控與分子藥理學系 天津 300457)

0 引 言

衡量飲用水安全重要的指標之一是亞硝酸鹽的含量[1]，一般是以亞硝酸根離子含量為準，根離子代表為亞硝酸鈉，在水體和各類食品中大量含有[2]。亞硝酸鹽和有機化合物反應會生成大量亞硝胺，其有毒和致癌性會對身體健康造成嚴重威脅[3-7]。因此，它已經成為我國飲用水質量變化監測系統中極為重要的幾個監測質量變化的項目之一[8]。在人體內產生的亞硝酸鹽與維生素、蛋白質相互分解之后產生的亞硝酸胺類化合物可直接形成多種亞硝基鹽類化合物，可在皮膚和體內產生強有毒致癌作用[9-10]。在一些適宜的條件下(如低溶解氧含量和低氧化還原電位)，無論在天然水體還是在人工環境中，硝酸鹽都可以直接轉化為亞硝酸鹽[11-12]。世界上大多數國家對于食品和工業飲用水中氨氮和亞硝酸鹽的最大生物殘留量已經制定了確切且嚴格的標準和規定。1984年，世界衛生組織的《飲用水水質準則》中建議生活飲用水中的放射性亞硝酸鹽化合物的濃度至少應該控制在低于 1mg/L[13-14]。現在，國家衛生標準明確規定生活飲用水中的 NO2-≤1.0mg/L、礦泉水中所含的 NO2-≤0.005mg/L、純凈水中的 NO2-≤0.002mg/L[15]。由此可見，其控制標準在逐漸提高，向著亞硝酸鹽含量逐漸減少甚至接近于 0的趨勢發展。亞硝酸鹽含量的檢測方法主要有紫外分光光度法、離子色譜法等[16]，其中紫外分光光度器的使用相對簡單，而且操作便捷。因此，紫外分光光度法是水中亞硝酸鹽含量測定的最佳方法之一[17-18]。

1 材料與方法

1.1 實驗樣品

1號，農夫山泉(包裝飲用天然礦泉水)；2號，怡寶(包裝飲用純凈礦泉水)；3號，百歲山(包裝飲用天然礦泉水)；4號，康師傅(包裝飲用水)；5號，自來水；6號，桶裝天然蒸餾水；7號，桶裝天然礦泉水(桶裝飲水機用水)；8號，桶裝鍋爐熱水；9號，桶裝水房熱水；10號，三級水；11號，一級水。

1.2 溶液的配制

對氨基苯磺酸溶液：取 4g無水對氨基苯磺酸固體粉末，使用1000mL 20%鹽酸溶解(鹽酸用38%濃鹽酸加一級水進行稀釋)置于容量瓶中混勻，儲存使用棕色瓶，置于黑暗處保存。

鹽酸萘乙二胺溶液：取 2g鹽酸萘乙二胺固體粉末，使用 1000mL一級水作為溶劑，使溶質充分溶解，置于容量瓶中混合均勻，使用棕色瓶置于黑暗處保存。

亞硝酸鈉溶液：用一級水對亞硝酸鈉進行稀釋，濃度分別為 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2mg/L。

1.3 亞硝酸鹽含量測定(鹽酸對氨基萘乙二胺法)

1.3.1 亞硝酸鹽標準曲線

取 0.1g對氨基亞硝酸鈉溶液加 100mL一級蒸餾水，稀釋成 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2mg/L，然后分別取2mL稀釋溶液加入2mL對氨基苯磺酸氫氧化鈉溶液，靜置3min，加入1mL鹽酸對氨基萘乙二胺氫氧化鈉溶液，振蕩混勻，靜置 15min，用紫外分光光度計測540nm下吸光度，并繪制標準曲線。

1.3.2 樣品亞硝酸鹽含量測定

分別取2mL待測11種水樣，加入2mL對氨基苯磺酸萘乙二胺溶液，靜置3min，再加入1mL鹽酸對氨基萘乙二胺溶液，充分混勻，靜置 15min，然后用紫外吸收分光光度計測定OD540nm值，利用標準曲線計算出亞硝酸鹽含量。

1.4 煮沸次數對水樣中亞硝酸鹽含量的影響

測定11種水樣在煮沸0～12次后的亞硝酸鹽含量(0次為不煮沸，直接測定)。煮沸后溫度降至30℃以下后測定亞硝酸鹽含量。

1.5 煮沸次數對亞硝酸鈉中亞硝酸鹽含量的影響

取0.2g亞硝酸鈉加入100mL三級水充分溶解，取其 1mL加入 99mL三級水中稀釋，取稀釋液 0、1、2、3、4、5mL 分別用三級水定容至 100mL 混勻，即濃度分別為 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg/L 的亞硝酸鈉溶液，分別煮沸 0～6次后測定其溶液中殘留亞硝酸鹽的含量。

1.6 煮沸次數對尿素中亞硝酸鹽含量的影響

稱取0.6g尿素加入100mL三級水充分溶解，取其1mL加入99mL三級水中稀釋，取稀釋液0、1、2、3、4、5mL分別用三級水定容至300mL混勻，即濃度分別為 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg/L 的尿素溶液，分別煮沸0～10次后測定尿素溶液中亞硝酸鹽的含量。

1.7 煮沸次數對磷酸氫二胺中亞硝酸鹽含量的影響

稱取 0.6g磷酸氫二胺加入 100mL三級水充分溶解，取其 1mL加入 99mL三級水稀釋，取稀釋液0、1、2、3、4、5mL 分別用三級水定容至 300mL 混勻，即濃度分別為 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg/L 的磷酸氫二胺鈉溶液，分別煮沸0～10次后測定磷酸氫二胺溶液中亞硝酸鹽的含量。

2 結果與分析

2.1 亞硝酸鈉標準曲線

根據亞硝酸鹽含量測定方法(鹽酸對氨基萘乙二胺法)繪制亞硝酸鈉的標準回歸曲線，并通過計算得出回歸方程和相關系數。

由圖1可知，當亞硝酸鈉濃度為0～1.2mg/L的吸光度范圍時，亞硝酸鈉的濃度與標準吸光度的比值之間呈正比例的線性回歸關系，標準曲線中的亞硝酸鈉吸光度值與標準吸光度曲線的回歸方程為：

圖1 亞硝酸鈉標準曲線Fig.1 Standard curve of sodium nitrite

y＝0.2786x+0.004,6，R2＝0.999,2

表明線性回歸方程關系良好，可以根據標準曲線計算得到樣品中亞硝酸鹽含量。

2.2 不同水樣中亞硝酸鹽含量的結果分析

對11種水樣進行0～12次煮沸處理后測定樣品中殘留的亞硝酸鹽含量，結果如圖2所示。

圖2 11種水樣在不同次數煮沸后的亞硝酸鹽含量變化Fig.2 Changes of nitrite content in 11 kinds of water samples after different times of boiling

測定結果表明，11種飲用水的原液除 8號樣品外，在煮沸 1次后亞硝酸鹽的含量均明顯下降，并且隨著煮沸次數的增加，亞硝酸鹽含量也逐步增加。1次煮沸后亞硝酸鹽含量下降率最高的為2號樣品，下降了98.64%。2次煮沸及以后，隨著煮沸次數不斷增加亞硝酸鹽含量較緩，上升趨勢一致。

12次煮沸后，6號樣品(桶裝蒸餾水)亞硝酸鹽含量增加了 17倍，雖然還遠未超過國家標準，但日常生活中尤其是宿舍飲水機反反復復對飲用水進行加熱會造成亞硝酸鹽含量持續增加。因此，這提示我們飲水機的水要盡快飲用，較長時間不使用時可以斷電，以此來減少加熱次數和控制亞硝酸鹽含量，幫助我們降低風險。

除8號樣品外，所有水樣在煮沸多次后均符合國家飲用水標準，均可放心飲用。8號樣品在第 7次煮沸后超出國家飲用水標準，分析其原因可能是由于鍋爐水是多次加熱水，其在實驗室煮沸前可能已經多次加熱，導致實驗室 0次煮沸數值較高，所以一般在飲用像鍋爐水這樣多次加熱的水時不建議再進行二次加熱飲用。1、2、3、7號樣品均屬于市面售賣的礦泉水，但是在原液(0次煮沸)測定中發現這4種樣品均不符合國家礦泉水亞硝酸鹽標準，只有2號樣品在經過1次煮沸后符合國家礦泉水亞硝酸鹽標準，所以在飲用礦泉水時最好煮沸1次，這樣可以相應降低亞硝酸鹽含量。

6號樣品煮沸 1～12次后亞硝酸鹽含量介于0.006～0.204mg/L，原液(0次煮沸)亞硝酸鹽含量是0.012mg/L，由于亞硝酸鹽含量相對其他種水樣較高，不選用蒸餾水作為試驗 1.5、1.6、1.7的藥品溶劑。10號樣品煮沸 1～12次后亞硝酸鹽含量介于0.018～0.172mg/L，原液(0次煮沸)亞硝酸鹽含量是0.059mg/L，均處于較低水平；11號樣品煮沸 1～12次后亞硝酸鹽含量介于 0.006～0.147mg/L，原液(0次煮沸)亞硝酸鹽含量是 0.042mg/L，也均處于較低水平。10號水樣和11號水樣中亞硝酸鹽含量均極低，11號原液亞硝酸鹽含量比 10號原液低，但是相差不大。由于試驗 1.5、1.6、1.7中需要考慮煮沸 1～6次后亞硝酸鹽情況，本文綜合選用三級水作為試驗1.5、1.6、1.7的藥品溶劑，以減小誤差。

2.3 不同濃度亞硝酸鈉中亞硝酸鹽含量的結果分析

不同濃度亞硝酸鈉煮沸0～6次后測定亞硝酸鹽殘余含量，嘗試探討煮沸對于亞硝酸鹽的影響，結果如圖3所示。

圖3 不同濃度亞硝酸鈉中亞硝酸鹽含量變化曲線Fig.3 Change curve of nitrite content in different concentrations of sodium nitrite

0.6～1 mg/L的樣品隨煮沸次數增加，各濃度亞硝酸鈉溶液中殘留亞硝酸鹽含量呈波動上升的趨勢，但上升趨勢不明顯；其他低濃度樣品隨煮沸次數增加，各濃度亞硝酸鈉溶液中殘留亞硝酸鹽含量呈波動下降的趨勢，但下降趨勢同樣不明顯。亞硝酸鈉有劇毒，嚴重的會導致人血壓下降，昏迷、死亡。測定結果表明，原有水中亞硝酸鹽含量過高的不宜再進行多次煮沸，以免使其含量增加。所以總得來看，日常生活中不建議飲用多次煮沸的水。

2.4 不同濃度尿素中亞硝酸鹽含量的結果分析

制作不同濃度的尿素溶液，分別煮沸0～10次后測定尿素轉化成亞硝酸鹽含量情況，結果如圖4所示。

圖4 不同濃度尿素中亞硝酸鹽含量變化曲線Fig.4 Change curve of nitrite content in different concentrations of urea

含尿素肥料是大多數菠菜化肥的主要成分，施用不同的尿素肥料對于菠菜中硝酸鹽、亞硝酸鹽含量的影響十分不同。長期施用與尿素相應的肥料會大幅增加菠菜中硝酸鹽、亞硝酸鹽的含量，同時其含量也隨尿素肥料施用量的增加而呈顯著上升的趨勢。亞硝酸鹽有機會隨著蔬菜來到餐桌上，所以有可能被我們食用。尿素煮沸不同次數和亞硝酸鹽含量的變化無明顯關系，說明尿素不會經過煮沸達到降低亞硝酸鹽的效果。

2.5 不同濃度磷酸氫二胺中亞硝酸鹽含量測定結果

制作不同濃度的磷酸氫二胺，分別煮沸0～10次后測定其轉化成亞硝酸鹽的含量，結果如圖5所示。

圖5 不同濃度磷酸氫二胺中亞硝酸鹽含量變化曲線Fig.5 Change curve of nitrite content in different concentrations of diamine hydrogen phosphate

可以看出水樣中亞硝酸鹽含量和磷酸氫二胺煮沸不同次數之間無明顯相關性，且亞硝酸鹽含量相對變化不大。磷酸氫二銨是一種無機化合物，在試驗中基本無明顯影響，說明在水樣中的磷酸氫二銨不會經加熱轉化成亞硝酸鹽。

3 討 論

3.1 應 用

水煮沸多次后亞硝酸鹽含量一般會稍微增加，這對生產和生活有一定的指導意義，如食品加工、高壓蒸汽滅菌等，可在保證生產過程同時做調整，使得亞硝酸鹽含量降低，以此來提高產品質量。

3.2 體系出現誤差問題

由于生產中不同批次水樣間有差異，導致試驗結果會存在一定誤差。其次誤差還有以下幾點可能：一是煮沸過程中水不斷流失，造成整體樣本減少，多次取樣也會使得樣品明顯減少；二是樣品混合可能不夠均勻；三是取樣量和試劑加入量存在微小誤差，移液槍雖然進行矯正，但不排除微小誤差。

3.3 數據波動性大原因

結果波動性大的原因：一是溶液中可能存在還原性物質或菌種將亞硝酸鹽還原為硝酸鹽；二是試驗存在誤差；三是亞硝酸鹽含量與水中某種微量物質有關。

4 結 論

11種水樣中的亞硝酸鹽含量均與煮沸次數有關。一般情況下，每煮沸 1次水就可以大幅降低其亞硝酸鹽含量，另考慮到總體亞硝酸鹽含量相對較低，所以隨著煮沸和脫水次數增加亞硝酸鹽含量雖有上升趨勢，但基本不明顯。11種樣品在0～12次煮沸期間只有8號樣品在7次煮沸后超出國家標準，這提示我們在生活中應盡可能將飲用水只煮沸1次，以保證攝入的亞硝酸鹽量足夠低。尿素和磷酸氫二胺煮沸后對亞硝酸鹽含量沒有顯著影響，但亞硝酸鈉的存在會因煮沸次數的增加而使亞硝酸鹽的含量波動上升，只要控制亞硝酸鈉濃度并控制煮沸次數就基本能保障我們的健康。