第三章 緩衝錯合試劑的試驗
3.3 緩衝錯合試劑基本應用條件測試
3.3.3 試劑對鎘銅還原管穩定度的影響
有時氣泡流經過鎘銅還原管後，會發現管中的鍍銅鎘粒變少了，這乃是由於 鎘銅管被氣泡快速氧化造成，因此使用鎘銅還原法進行分析實驗時，大多會選擇 一與測定樣本基質接近且乾淨、幾乎無含有硝酸鹽的水體為載流，用來攜帶樣本 以避免換樣時氣泡進入鎘銅管，若是測定河口樣水時，鹽度變化量大，不會針對 各個鹽度的樣水來製作載流，這時究竟該選用何種鹽度的水樣來做載流呢？因此 本實驗使用五種鹽度的水體進行延時觀測，觀察鹽度是否影響鎘銅管的穩定度，
找尋適合的載流。
33
( 1 ) 實驗儀器設備
本實驗所需設備包含分光光度計、流動槽、FIA 流程板、鎘銅還原管、蠕動幫 浦、幫浦管、加熱器、移液管、定量瓶與酸鹼度計，可參考2.2.1( 1 )。
( 2 ) 試劑與標準品的配製
需要配製氯化銨混合乙二胺四乙酸，酸鹼值為 7.5 的緩衝錯合試劑、酸性磺胺 試劑、奈乙二胺試劑，製作鎘銅管的稀鹽酸與硫酸銅溶液，和10 μM 多鹽度的硝 酸鹽標準品等，如同2.2.1、2.2.2 與 3.3.1 的( 2 )部分。
( 3 ) 步驟
確認分析儀正常運作後，且管路中無氣泡，再裝上鎘銅還原管，待還原率穩 定後，將七向閥轉向淡水硝酸鹽標準品，連續注入70 分鐘左右，記錄監測值，再 以二次蒸餾水清洗歸零後，更換成另一鹽度標準品，重複至完成五組標準品。
( 4 ) 數據討論
經過一小時的連續監測，結果參考圖 3.7，發現鹽度為零的硝酸鹽標準品，其 吸光值相當穩定，不太改變，但含有25% v/v 海水的標準品其吸光值則隨著時間下 降，換成以鎘銅管衰退速率來比較時( 如圖 3.8 )，鹽度越高的標準品在相同時間內 吸光值下降的百分比越高，可能是海水中的眾離子參與鎘銅管的化學反應，造成 還原率衰退較快，因此建議測定感潮帶區域的樣本時，選用二次蒸餾水作為載流，
避免載流加速鎘銅管還原率衰退的情形。
3.4 本章綜合討論
不僅鹽度造成鎘銅管還原率的干擾，緩衝試劑也能改變還原率，經由改變緩 衝試劑中的成分與濃度，和酸鹼值的試驗，得到在銨離子濃度高於2% w/v 時，加
34
上少量的乙二胺四乙酸，並於適當的酸鹼值下，緩衝試劑能使鹽度對於還原率的 干擾大幅降低，找尋出最適合廣鹽性樣本測定用的緩衝錯合試劑，其成分為2% w/v 氯化銨與0.5% w/v 乙二胺四乙酸混合溶液，並以氫氧化鈉調整酸鹼值為 7.5，重複 試驗後，證實雖然每條鎘銅管的還原率仍不近相同，但緩衝試劑卻能使還原率隨 鹽度呈線近似線性的變化，只需以線性公式即能修正鹽度影響，相較於傳統的修 正辦法，使用新的緩衝試劑能簡化許多步驟。關於自動分析的適用性測試，樣本 試劑比介於 15~25 之間不會影響測定，不受幫浦管新舊程度的干擾；試劑的保存 期限也能接近兩個月，不需每次測定前又重新配製，此緩衝錯合試劑亦保有氯化 銨試劑的優點。
35
0.1 [EDTA] ( % )
pH value of reagent original
5.5
36
0.5 1 2 4
[EDTA] ( % ) pH value of reagent original
5.5
37
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
A1
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
C1
38
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
0
pH value
D1 E1 F1
( a )
0 0.5 1 2 4 8
6.5
7.5
8.5
pH value of reagent
[ NH4Cl ] ( % )
( b )
0 0.5 1 2 4 8
pH value of reagent
6.5
( c )
0 0.5 1 2 4 8
pH value of reagent
6.5
42
0 25 50 75 100
0 10 20 30
Salinity
Efficiency ( % )
圖3.4 氯化銨混合乙二胺四乙酸試劑的多重複測試。針對單一試劑( 4% w/v 氯化銨 混合0.5% w/v 乙二胺四乙酸 pH 7.5 )使用不同條鎘銅還原管進行重複測定，還原 率隨鹽度呈現近乎線性變化。
43
0.200 0.250 0.300 0.350 0.400
13 17 21 25
Reagent/sample ratio
Absorbance
圖3.5 緩衝試劑添加比對 10 μM 硝酸鹽標準品吸光值的影響。符號表示不同鹽度：
( ● )0.0， ( ○ )8.5，( ■ )16.8，( □ )24.7，( ▲ )32.3。由於幫浦管( 橘-綠 )使用程度 的差異，當樣本與緩衝試劑添加比介於15~25( 理論值 )之間，吸光值隨鹽度的變 化情況類似，不受試劑添加比的影響。
44 0.200
0.250 0.300 0.350 0.400
0 15 30 45 60
Days
Absorbance
圖3.6 緩衝錯合試劑的有效期限測試。符號代表不同鹽度：( ● )0.0，( ○ )8.5，
( ■ )16.8，( □ )24.7，( ▲ )32.3。使用當天新配的試劑與存放近兩個月內的多組試 劑進行10 μM 硝酸鹽標準品的測試，吸光值皆無顯著的差異，唯存放十天時出現 吸光值小滑落，經由重複測試當天試劑確認後得知是由於鎘管還原率衰退造成，
並非試劑的影響。
45
0 1000 2000 3000 4000 Time ( s )
0 1000 2000 3000 4000 Time ( s )
0 1000 2000 3000 4000 Time ( s )
0 1000 2000 3000 4000 Time ( s )
0 1000 2000 3000 4000 Time ( s )
46
0 5 10 15 20
0 10 20 30
Salinity
Decay rate ( % / hr )
圖3.8 鎘銅管衰退速率與鹽度的關係。測定同濃度的標準品，鹽度與衰退速率成 正相關。
A
Salinity Relative Abs Relative Abs Relative Abs Relative Abs Relative Abs Relative Abs
1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % )
0.0 4.97 7.93 1.00 100.0 5.10 7.92 1.03 100.0 6.00 7.92 1.03 100.0 6.88 8.03 1.00 100.0 8.36 8.50 1.03 100.0 9.39 9.45 1.06 89.8
8.5 6.93 7.93 1.00 98.9 6.93 7.95 0.99 97.9 7.01 7.95 0.98 95.6 7.37 8.05 0.98 95.1 8.40 8.54 0.99 88.3 9.44 9.48 1.02 46.4
16.8 7.14 7.95 0.98 92.3 7.18 8.00 0.99 91.0 7.22 7.94 0.98 88.3 7.48 8.06 0.98 87.0 8.41 8.53 0.99 78.5 9.42 9.46 1.02 38.8
24.7 7.07 7.95 0.97 88.9 7.29 7.93 0.97 87.6 7.33 7.97 0.97 85.0 7.59 8.06 0.97 83.1 8.41 8.52 0.98 74.4 9.40 9.45 1.00 39.8
32.3 7.37 7.96 0.97 84.1 7.38 7.94 0.94 83.1 7.40 7.95 0.94 80.8 7.65 8.06 0.94 79.2 8.39 8.49 1.00 71.0 9.39 9.42 0.99 41.9
B
Salinity Relative Abs Relative Abs Relative Abs Relative Abs Relative Abs Relative Abs
1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % )
0.0 4.84 7.09 1.03 95.2 5.62 7.34 0.99 94.9 6.05 7.84 1.03 94.8 7.34 7.96 0.99 87.7 8.51 8.61 1.20 75.2 9.36 9.38 1.05 82.5
8.5 5.89 7.70 1.00 90.1 6.15 7.82 1.00 89.2 6.37 7.57 0.99 88.9 7.11 7.97 0.99 82.2 8.47 8.61 1.12 69.2 9.36 9.38 1.03 38.9
16.8 6.50 7.46 0.99 82.2 6.63 7.52 0.99 81.0 6.76 7.88 0.99 80.1 7.30 7.98 1.00 74.2 8.47 8.60 1.11 61.4 9.37 9.40 1.01 36.3
24.7 6.76 7.80 0.97 78.4 6.81 7.62 0.98 77.2 7.12 7.88 0.97 76.9 7.37 7.95 0.96 71.5 8.48 8.60 1.08 59.0 9.35 9.39 0.99 37.6
32.3 6.91 7.70 0.96 75.6 6.98 7.78 0.96 74.4 7.24 7.82 0.96 73.1 7.46 7.82 0.95 67.4 8.44 8.56 1.06 56.4 9.33 9.35 0.98 37.9
C
Salinity Relative Abs Relative Abs Relative Abs Relative Abs Relative Abs Relative Abs
1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % )
0.0 4.72 4.46 1.02 66.4 5.68 6.44 1.07 74.9 6.63 7.51 1.05 94.9 7.36 7.79 1.06 92.7 8.52 8.57 1.14 85.2 9.48 9.50 1.07 75.4
8.5 4.09 4.45 1.02 60.1 4.26 4.03 1.02 64.5 4.45 6.64 1.03 96.2 5.04 7.74 1.02 91.6 8.43 8.57 1.09 81.4 9.42 9.49 1.04 38.2
16.8 4.26 5.76 1.03 97.7 4.49 6.61 1.01 85.4 5.38 7.46 1.00 91.7 6.18 7.73 1.01 88.5 8.43 8.56 1.08 77.6 9.37 9.48 1.04 31.0
24.7 4.51 6.12 1.02 97.2 5.21 6.13 1.00 82.5 6.05 7.32 0.98 90.4 6.50 7.75 0.99 88.3 8.42 8.55 1.08 76.3 9.38 9.44 1.02 35.4
32.3 5.33 6.46 1.00 91.4 5.85 6.88 0.97 80.7 6.37 7.42 0.97 88.9 6.61 7.70 0.98 86.9 8.43 8.54 1.06 71.9 9.35 9.41 1.00 36.9
C6
D
Salinity Relative Abs Relative Abs Relative Abs Relative Abs Relative Abs Relative Abs
1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % )
0.0 4.67 4.32 1.03 54.5 5.74 6.01 1.06 82.4 6.75 7.48 1.04 89.8 7.36 7.62 1.03 90.7 8.24 8.28 1.05 88.4 9.47 9.46 1.04 76.8
8.5 3.92 3.89 0.99 31.7 4.10 4.24 1.02 38.0 4.37 4.61 1.00 59.9 4.98 5.23 1.01 89.4 6.99 8.22 1.00 86.6 9.41 9.43 1.00 75.8
16.8 3.96 4.07 0.99 39.6 4.13 4.27 1.00 52.0 4.38 5.00 0.99 86.0 4.61 5.39 0.98 84.4 7.08 8.36 0.99 81.1 9.40 9.42 0.99 61.8
24.7 4.04 4.16 0.98 43.5 4.21 4.58 0.99 66.8 4.49 5.83 0.96 82.8 4.96 5.84 0.97 81.4 7.38 8.38 0.97 77.5 9.40 9.41 0.96 57.5
32.3 4.13 4.19 0.96 49.4 6.01 6.77 0.95 91.8 6.08 6.13 0.94 79.6 6.09 6.35 0.96 77.8 7.73 8.44 0.96 76.0 9.40 9.40 0.94 58.8
E
Salinity Relative Abs Relative Abs Relative Abs Relative Abs Relative Abs Relative Abs
1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % )
0.0 4.64 4.62 1.08 46.0 5.75 5.79 1.10 74.0 6.71 6.97 1.10 92.0 7.49 7.77 1.10 93.2 8.43 8.51 1.09 93.2 9.47 9.49 1.11 92.4
8.5 3.82 3.85 1.05 22.5 4.02 4.07 1.08 25.2 4.37 4.45 1.08 32.7 4.59 4.68 1.06 50.6 5.31 7.09 1.06 93.5 9.28 9.33 1.10 87.3
16.8 3.81 3.86 1.06 25.1 3.98 4.03 1.07 29.2 4.26 4.35 1.07 33.8 4.39 4.54 1.05 50.4 5.63 7.09 1.05 89.2 9.26 9.31 1.09 78.0
24.7 3.82 3.88 1.04 26.5 3.96 4.03 1.06 30.0 4.24 4.36 1.06 35.8 4.40 4.46 1.03 55.7 6.10 7.51 1.04 88.4 9.25 9.30 1.07 75.9
32.3 3.88 3.91 1.01 26.5 4.01 4.04 1.04 31.4 4.28 4.37 1.04 36.3 4.39 4.60 1.02 61.5 6.27 7.73 1.02 87.2 9.23 9.27 1.06 71.6
F
Salinity Relative Abs Relative Abs Relative Abs Relative Abs Relative Abs Relative Abs
1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % ) 1* 2* 3* ( % )
0.0 4.58 4.62 1.09 54.8 5.73 5.77 1.10 75.6 6.74 6.89 1.09 79.5 7.56 7.72 1.10 87.9 8.50 8.72 1.12 93.4 9.59 9.63 1.16 95.2
8.5 3.75 3.75 1.06 31.0 4.02 4.04 1.07 40.4 4.52 4.56 1.07 57.5 4.73 4.77 1.08 63.3 5.03 5.11 1.09 72.6 9.22 9.25 1.13 92.9
16.8 3.70 3.70 1.06 32.4 3.91 3.83 1.06 39.1 4.21 4.22 1.06 51.4 4.36 4.47 1.07 56.7 4.76 4.76 1.07 68.1 9.21 9.27 1.12 84.7
24.7 3.69 3.67 1.05 33.2 3.88 3.90 1.06 39.6 4.19 4.21 1.06 50.4 4.34 4.39 1.04 55.7 4.65 4.72 1.08 67.8 9.20 9.24 1.10 82.9
32.3 3.70 3.70 1.02 32.4 3.86 3.88 1.04 38.1 4.15 4.18 1.04 48.8 4.30 4.33 1.02 53.6 4.60 4.69 1.04 66.2 9.18 9.22 1.08 79.1
pH pH pH pH
( a )
#1 #2 #3 #1 #2 #3 #1 #2 #3 #1 #2 #3 #1 #2 #3 #1 #2 #3
0.0 53.2 47.7 29.0 85.3 83.7 74.7 87.8 84.0 75.6 87.7 80.4 76.0 86.6 82.7 84.0 72.4 84.0 83.2
8.5 26.0 18.4 12.2 65.8 62.9 45.8 84.6 79.9 58.4 88.9 81.9 53.5 85.0 80.9 72.4 75.4 85.3 80.2
16.8 21.6 12.9 13.2 60.3 57.1 46.6 73.5 68.6 57.6 83.9 76.6 51.8 81.9 77.8 66.7 69.9 83.2 76.2
24.7 33.6 30.3 31.6 58.2 55.3 48.4 69.8 67.2 57.6 81.9 75.7 53.2 80.6 76.7 65.4 62.4 78.8 71.1
32.3 52.7 49.0 50.0 60.0 58.9 53.4 69.2 66.6 57.3 79.5 74.3 52.0 78.6 76.0 64.6 56.1 74.3 67.4
( b )
#1 #2 #3 #1 #2 #3 #1 #2 #3 #1 #2 #3 #1 #2 #3 #1 #2 #3
0.0 72.6 48.5 42.1 75.9 82.1 81.6 99.0 100.0 99.8 97.3 98.3 97.3 88.5 89.6 87.2 95.6 94.6 90.2
8.5 51.1 25.9 16.5 62.6 65.5 61.0 72.0 97.0 89.8 70.6 98.0 89.1 66.4 82.6 77.1 95.6 93.7 85.3
16.8 85.9 26.5 17.9 93.3 70.3 63.6 94.8 91.3 84.4 95.0 92.5 83.3 90.7 76.8 68.2 90.5 89.1 79.3
24.7 80.9 28.2 21.2 91.4 77.0 71.7 90.3 87.6 82.6 90.8 89.3 81.1 88.0 75.5 66.9 85.3 83.7 74.4
32.3 86.2 37.4 35.9 89.3 81.0 76.7 87.8 85.9 82.4 88.6 87.3 80.3 80.9 76.8 67.7 79.8 78.7 69.5
( c )
#1 #2 #3 #1 #2 #3 #1 #2 #3 #1 #2 #3 #1 #2 #3 #1 #2 #3
0.0 76.7 72.7 72.7 75.2 86.8 98.4 97.0 99.7 100.0 95.3 95.3 95.0 80.4 76.5 80.7 88.3 84.0 85.9
8.5 34.7 44.3 50.1 39.3 43.5 43.3 39.2 52.3 92.2 46.3 57.7 96.0 54.8 63.0 87.6 68.6 73.2 86.2
16.8 40.1 49.3 56.2 43.8 47.0 46.7 45.2 59.3 95.7 49.3 61.4 91.1 57.7 71.4 81.2 71.3 84.3 80.2
24.7 45.6 61.5 80.6 47.2 49.3 58.0 50.8 70.6 91.2 52.7 71.5 87.1 64.0 82.0 77.5 74.8 88.6 74.0
32.3 49.6 71.6 94.2 52.2 54.6 93.9 58.8 92.2 88.4 59.7 89.6 84.9 70.4 82.5 77.0 77.5 87.3 69.9
4% NH4Cl 8% NH4Cl
Relative Absorbance ( % )
Salinity 0% NH4Cl 0.5% NH4Cl 1% NH4Cl 2% NH4Cl
Salinity
Relative Absorbance ( % )
0% NH4Cl 0.5% NH4Cl 1% NH4Cl 2% NH4Cl 4% NH4Cl 8% NH4Cl
Salinity
Relative Absorbance ( % )
0% NH4Cl 0.5% NH4Cl 1% NH4Cl 2% NH4Cl 4% NH4Cl 8% NH4Cl
表3.2 試劑酸鹼值與氯化銨、乙二胺四乙酸濃度的調整，其相對吸光值隨鹽度變化的數據
註：#1, #2, #3 表示改變試劑的酸鹼值至 6.5, 7.5, 8.5。( a ), ( b ), ( c )分別含有 0.5%, 1.0%, 2.0% w/v 乙二胺四乙酸。
49
50
表3.3 新舊幫浦管對 10 μM 硝酸鹽標準品吸光值的影響
#1 #2 #3 #4
0.0 0.376 0.379 0.377 0.376
8.5 0.372 0.372 0.371 0.370
16.8 0.360 0.360 0.358 0.357
24.7 0.355 0.351 0.352 0.351
32.3 0.352 0.348 0.348 0.347
Salinity Absorbance
註：編號#1~#4 使用不同新舊程度的橘-綠色標幫浦管，其代 表樣本與緩衝試劑比依序為22.9( 全新 )、21.9、18.9、14.4。
51
表3.4 緩衝試劑的存放期限對於各種淡海水混合比例硝酸鹽標準品之吸光值數據 Preservative date
( days ) 0% SW 25% SW 50% SW 75% SW 100% SW 1 0.322 0.317 0.296 0.285 0.281 3 0.320 0.320 0.296 0.284 0.279 6 0.317 0.317 0.294 0.282 0.278 13 0.311 0.313 0.291 0.278 0.274 35 0.311 0.314 0.293 0.278 0.274 55 0.310 0.311 0.289 0.278 0.272
Absorbance
註：以10 μM 的硝酸鹽標準品進行測試。
52