第二章 鹽度對鎘銅還原法測定硝酸鹽的干擾
2.4 本章綜合討論
總括以上實驗結果得知:亞硝酸鹽的呈色結果不會受到鹽度影響,但鎘銅還 原法測定硝酸鹽的吸收值卻會受到干擾,即使用相同試劑對同條鎘管或不同鎘管 進行重複測試,吸光值的變化趨勢仍不盡相同,無法找出一條修正公式符合每次 測定時鹽度的影響,只能以最基本的方式,於量測水樣時,調配多鹽度的標準品,
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用以求得當下的鹽度修正公式,方法複雜且耗時,有待尋求簡化的辦法。另一面 觀察到鹽度真正影響的部分是在硝酸鹽通過鎘管被還原成亞硝酸鹽的區間,推測 是半鹹水物理化學特性的差異,使鹽度與鎘銅管還原率之間有一微妙關係,且使 用各家配方試驗後,還原率隨鹽度變化的趨勢相當特殊,雖然還不能完全解釋原 因,但是可以得知緩衝錯合試劑的成分亦會改變鹽度對還原率的影響,或許是解 決鹽度效應的契機。
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圖2.1 無動力汲樣系統裝置圖。以鐵氟龍管連接高處的蒸餾水瓶、樣本以及低處 的廢液桶,使用三向閥做為連接通路的裝置,當鐵氟龍管中充滿水即可利用虹吸 原理汲樣、清洗光槽,廢液亦會自動流入回收桶。
圖2.2 硝酸鹽流動注入分析儀示意圖。左上角為七向閥,可以藉由轉閥快速更換標準品,且能持續注入,增加便利性。
蠕動幫浦將液體向右推動,其上數字表示轉速15 rpm 時的理論流量( ml/min ),樣本試劑添加比約為 25:1;實際分析時 轉速更改為25 rpm。迴圈下的數字表示混合路徑的長度,加熱槽控溫為 40 ℃,D 為偵測器,在此使用分光光度計,波 長設定為543 nm。
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18 0.000
0.100 0.200 0.300 0.400 0.500
0 10 20 30
Salinity
Abs
圖2.3 亞硝酸鹽標準品其吸光值隨鹽度的變化圖。( ● )手動加藥的方式,( ○ )使用 硝酸鹽流動注入分析儀。自行配製10 μM 亞硝酸鹽標準品的呈色結果不受鹽度影 響,單以本實驗使用的自動分析儀來說,可以忽略鹽度對呈色反應速率造成的影 響。
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0.000 0.100 0.200 0.300 0.400
0 10 20 30
Salinity
Abs
圖2.4 多重複測試之硝酸鹽標準品其吸光值與鹽度的關係圖。圖中 30 條線段代表 半年來利用自行配製的10 μM 標準品對不同條鎘管或是同條鎘管在不同時間下測 定的結果,吸光值皆隨鹽度增加而下降,受干擾的情形有線性與曲線並無一致性。
20 0
25 50 75 100
0 10 20 30
Salinity
Efficiency ( % )
圖2.5 在不同緩衝錯合試劑中,鎘銅管還原率與鹽度變化圖。符號代表不同文獻 的配方:( ● )Wood et al. ( 1967 ),( ○ )Strickland and Parsons( 1972 ),
( ■ )Grasshoff( 1999 ),( □ )APHA, Standard Method ( 1992 )。還原率( Efficiency % ) 為量化硝酸鹽經過鎘銅管被還原成亞硝酸鹽的比例,計算方法利用同濃度硝酸鹽 與亞硝酸鹽的標準品,通過還原管後得到的吸光值比為之。圖中顯示改變緩衝試 劑的成分與酸鹼值會影響還原率隨鹽度變化的走向,使用0.625% w/v 氯化銨( ○ ) 與0.1 M 純乙二胺四乙酸( ● )其結果類似,出現下凹走勢,當氯化銨含量增高至 1% w/v( ■ )轉為隨鹽度提高而下降的曲線,氯化銨混合乙二胺四乙酸的試劑結果較 平緩。
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表2.1 重複試驗之硝酸鹽標準品受鹽度干擾的吸光值數據
#1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9 #10
0 0.383 0.367 0.379 0.389 0.376 0.354 0.396 0.398 0.394 0.392 8.5 0.368 0.315 0.375 0.372 0.341 0.304 0.391 0.385 0.356 0.392 16.8 0.347 0.282 0.363 0.357 0.317 0.277 0.382 0.368 0.329 0.378 24.7 0.331 0.269 0.355 0.350 0.315 0.271 0.376 0.360 0.321 0.370 32.3 0.312 0.259 0.345 0.341 0.303 0.260 0.350 0.332 0.300 0.342 Salinity Abs
#11 #12 #13 #14 #15 #16 #17 #18 #19 #20
0 0.391 0.384 0.384 0.388 0.385 0.381 0.392 0.398 0.401 0.393 8.5 0.389 0.365 0.374 0.383 0.358 0.350 0.385 0.380 0.375 0.365 16.8 0.375 0.344 0.365 0.373 0.320 0.308 0.364 0.356 0.344 0.333 24.7 0.362 0.330 0.357 0.366 0.305 0.295 0.351 0.345 0.331 0.321 32.3 0.333 0.300 0.330 0.334 0.289 0.281 0.342 0.328 0.314 0.301 Salinity Abs
#21 #22 #23 #24 #25 #26 #27 #28 #29 #30
0 0.392 0.393 0.383 0.393 0.393 0.401 0.368 0.362 0.372 0.380 8.5 0.388 0.366 0.372 0.378 0.381 0.384 0.334 0.330 0.326 0.320 16.8 0.362 0.330 0.339 0.363 0.368 0.366 0.315 0.297 0.298 0.299 24.7 0.347 0.312 0.317 0.350 0.364 0.344 0.294 0.267 0.271 0.277 32.3 0.330 0.298 0.304 0.342 0.339 0.323 0.275 0.236 0.256 0.274 Salinity Abs
註:表中顯示累積長達半年的數據,利用10 μM 硝酸鹽標準品對同條鎘管,以及 不同鎘銅管的試驗。
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表2.2 各家方法之樣本緩衝試劑比與呈色試劑添加量
Wood et al. Strickland and Parsons Grasshoff APHA Sample : Buffer reagent 50 : 1 50 : 1 1 : 1 1 : 3
Sample+Buffer reagent ( ml ) 30 50 25 50
SUL ( ml ) 1 1 1 2
NED ( ml ) 1 1 1 x
註:各家採用的緩衝試劑:( Wood et al., 1967 )0.1 M 乙二胺四乙酸試劑,( Strickland and Parsons, 1972 ) 0.625% w/v 氯化銨試劑,( Grasshoff, 1999 ) 1% w/v 的氯化銨緩 衝試劑和( APHA, Standard Method, 1992 )氯化銨與乙二胺四乙酸混合試劑。又前三 項添加相同的呈色試劑,唯APHA 的 SUL 與 NED 為混合試劑,故添加一次。
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表2.3 依照文獻方法測定不同鹽度 10 μM 硝酸鹽標準品的吸光值比較
Wood et al. Strickland and Parsons Grasshoff APHA
0 0.293 0.110 0.244 0.102
8.5 0.252 0.020 0.225 0.103
16.8 0.281 0.056 0.206 0.098
24.7 0.307 0.079 0.188 0.096
32.3 0.347 0.083 0.190 0.095
Salinity Absorbance
註:文獻分別參考Wood et al.( 1967 ),Strickland and Parsons( 1972 ),
Grasshoff( 1999 ),APHA Standard Method( 1992 )。
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