各家方法受鹽度影響的情況

以本實驗室的試劑配方試驗後，驗證鹽度會干擾鎘銅還原法量測硝酸鹽，但 多數文獻中，皆未提及硝酸鹽的測定是否有鹽度效應，他人使用的鎘銅還原法是

12

否受到鹽度干擾？因此挑選了四種常被引用的配方，包含 Wood et al.( 1967 )、

Strickland and Parsons( 1972 )、Grasshoff( 1999 )和 APHA( 1992 )出版的標準方法 等，依循各家鎘銅還原法的測定方式，觀察鹽度與試劑配方之間的關係。

( 1 ) 實驗儀器設備

本實驗所用裝置有分光光度計、流動槽、鎘銅還原管、蠕動幫浦、幫浦管、

離心管、移液管與定量瓶，詳細內容請參考2.2.1( 1 )。

( 2 ) 試劑與標準品的配製

實驗所需浸鍍鎘金屬的 3N HCl 與 0.1% w/v CuSO4溶液，以及10 μM 硝酸鹽 標準品的調配方法同2.2.2( 2 )。

( a ) 0.1 M 乙二胺四乙酸試劑：溶解 0.94 g 的乙二胺四乙酸

( ethylenediaminetetraacetic acid, disodium salt dihydrate, EDTA, W=372.24 g/mol )於 少許二次蒸餾水中，定量至25 ml。

( b ) 0.625% w/v 氯化銨試劑：取 0.156 g 的氯化銨溶解於二次蒸餾水，再定量 至25 ml。

( c ) 1% w/v 的氯化銨緩衝試劑：溶解 5.00 g 的氯化銨於 500 ml 的定量瓶中，

加入二次蒸餾水至刻線，混合均勻後倒至塑膠瓶，添加少量的濃氨水( 25% ammonia solution, NH4OH )，調整酸鹼值至 8.5。

( d ) 氯化銨與乙二胺四乙酸混合試劑：量秤 6.50 g 的氯化銨以及 0.85 g 的乙 二胺四乙酸，先以二次蒸餾水溶解氯化銨於500 ml 的定量瓶，再加入乙二胺四乙 酸粉末，搖晃至溶液中無顆粒後，補充二次蒸餾水至瓶上刻線，將液體倒入塑膠 瓶中，再以氨水使酸鹼值提升至8.5。

( e ) 10% v/v 鹽酸溶液：量取約 10 ml 的濃鹽酸於燒杯中，在 100 ml 的定量瓶 盛裝半滿的二次蒸餾水，將鹽酸緩緩倒進瓶中，混合均勻後溶入( f )，再以二次蒸

13

餾水定容至100 ml。

( f ) 1% w/v 酸性磺胺試劑：將 1.0 g 的磺胺溶於 100 ml 的 10% v/v 的鹽酸溶 液裡。

( g ) 0.1% w/v 奈乙二胺試劑：秤取 0.10 g 的奈乙二胺粉末，先以二次蒸餾水 沖入定量瓶中，待其溶解完畢後，再添加二次蒸餾水至 100 ml，倒入塑膠瓶中，

且用鋁箔紙覆蓋瓶身以防光照。

( h ) 磺胺奈乙二胺混合試劑：先於 100 ml 的定量瓶中裝入一半的二次蒸餾 水，緩慢的加入10 ml 的濃磷酸( 85% phosphoric acid, H3PO4 )後，倒入 1 g 的磺胺，

混合完全後，再溶入0.1 g 的奈乙二胺，全數溶解後再定量至 100 ml，此時將試劑 轉移至不透光的瓶中保存。

( i ) 五種鹽度的 10 μM 亞硝酸鹽標準品：吸取 2 ml 的 5000 μM 亞硝酸鹽母液 至1000 ml 定量瓶中，補入比例為 0%, 25%, 50%, 75%, 100%的淡海水混合溶液至 瓶身上的刻線。

( 3 ) 步驟

本實驗因應各家方法使用的樣本試劑比不同( 見表 2.2 )，改以手動加藥測定，

唯還原步驟仍以蠕動幫浦為動力( 轉速使用 25 rpm )，使通過鎘銅管的速率一致。

第一步，將緩衝試劑與硝酸鹽標準品混合，體積約為100 ml，根據 Wood et al.和 Strickland and Parsons 的文章，分別以乙二胺四乙酸和氯化銨為緩衝錯合試劑，其 樣本與試劑添加比為 50：1；而 Grasshoff 使用氯化銨緩衝試劑( 調整酸鹼值至 8.5 )，比例為 1：1，APHA 的標準方法則採用氯化銨與乙二胺四乙酸混合試劑( 酸 鹼值為 8.5 )，添加比為 1：3。將上述樣本送入鎘銅還原管，前 40 ml 的液體潤洗 後丟棄，其餘的再收集至離心管，依據各家樣本與呈色試劑比盛裝25-50 ml 不等，

Wood et al.是 30：1：1，Strickland and Parsons 為 50：1：1，Grasshoff 採取 25：1：

1，APHA 用 25：2( 因使用磺胺奈乙二胺混合試劑，故添加一次 )，添加酸性磺胺

14

試劑後，等待二分鐘左右，再加入奈乙二胺試劑，約五分鐘後於分光光度計波長 543 nm 下測定。亞硝酸鹽也以同樣的試劑比例、步驟進行。

( 4 ) 數據討論

本實驗結果以兩種方式呈現，一為實際吸光值( 如表 2.3 )，理論上若是樣本中 的硝酸鹽百分之百被還原，其吸光值應為0.470 左右，但使用 Wood et al.( 1967 ) 和Strickland and Parsons( 1972 )兩種配方所得到的讀值偏低，應該是緩衝試劑對於 鎘管進行還原反應的助益有限所造成，而採用Grasshoff( 1999 )與 APHA( 1992 )的 結果，則受到試劑稀釋樣本的關係，造成吸光值較低。另一種以鎘銅管還原率隨 鹽度變化的關係圖作為表達，其中還原率( efficiency % )即相同濃度的硝酸鹽與亞 硝酸鹽標準品的吸光值比，目的是量化鎘銅管將硝酸鹽還原成亞硝酸鹽的比例，

觀察圖2.5 可以發現，選用純乙二胺四乙酸或低濃度氯化銨為試劑時，還原率變化 呈下凹型態，但使用1% w/v 氯化銨緩衝試劑得到的還原率卻隨鹽度增加而下降，

與本實驗室採用2% w/v 氯化銨試劑的結果相似，推測這三組結果的差異起因為銨 離子( NH4+ )濃度的影響，而添加氯化銨與乙二胺四乙酸混合試劑的測試，還原率 變化大幅減緩，可能是其樣本與試劑混合時已稀釋三倍，真實的鹽度變異已縮小 至0~8.5 之間，造成變化較平緩，或是此緩衝試劑真能降低鹽度干擾，總之，四種 不同的緩衝錯合試劑造成不同還原率的變化是一特殊現象，可再針對緩衝錯合試 劑設計實驗，釐清原因。