硼

硼(B)是植物生長的營養(yǎng)素.植物種類不同,需硼量有很大差異.對一般作物來說,硼缺乏的臨界濃度是0.50ml/L,但灌溉用水含硼量超過2.0mg/L時(shí),對某些植物又是有害的.天然水中含硼很少,其量一般不超過1.0mg/L,這種濃度對人體是有害的,而在鹽湖水、鹵水及某些礦泉水中有少量或較高量的硼存在.作為飲用水要求硼含量不超過1mg/L,因?yàn)槿藬z入大量硼會(huì)影響**神經(jīng)系統(tǒng),長期攝入可引起硼中毒的臨床綜合癥狀.

⒈方法選擇

水中的硼含量低于1mg/L,常采用光度法:姜黃素光度法,適用于0.10～1.0mg/L硼濃度范圍(相當(dāng)于0.50～10.0mg/LHBO2)甲亞胺-H酸光度法,適用于0.10～5.0mg/L硼濃度范圍(相當(dāng)于0.50～10.0mg/LHBO2).在有條件的情況下,亦可選用簡便、快速的等離子體發(fā)射光譜法.這里只對姜黃素光度法進(jìn)行介紹.

⒉樣品保存

水樣應(yīng)貯存在聚乙烯瓶中.

㈠姜黃素光度法

⒈方法原理

姜黃素(Curcumin)是由植物中提取的黃色色素,以酮型和烯醇型存在.

姜黃素不溶于水,但能溶于甲醇、丙酮和冰乙酸中呈黃色.在酸性介質(zhì)中,與硼結(jié)合呈玫瑰紅色的絡(luò)合物,因反應(yīng)條件不同可形成兩種有色絡(luò)合物,即玫瑰花青苷(Rosocyanin)和紅色姜黃素(Rubrocurcumin).前者是兩個(gè)姜黃素分子和一個(gè)硼原子絡(luò)合而成,檢出靈敏度高(其摩爾吸光系數(shù)=1.80×105)*大吸收峰在555nm.

紅色姜黃素則為一個(gè)姜黃素分子、一個(gè)草酸分子與硼的絡(luò)合物,靈敏度較低(=4.0×104),*大吸收峰在540nm.玫瑰花青苷溶于乙醇后,在室溫下1～2h穩(wěn)定.

⒉干擾及消除

硝酸鹽氮含量大于20mg/L時(shí),產(chǎn)生干擾,必須除去.可取適量水樣,加氫氧化鈣使呈堿性后,在水浴上蒸發(fā)至干,再慢慢灼燒以破壞硝酸鹽.再用一定量的0.1mol/L鹽酸溶解殘?jiān)?并定容,吸取1.00ml溶液進(jìn)行測定.當(dāng)鈣和鎂的硬度超過100mg/L(以CaCO3計(jì))時(shí),分析結(jié)果可能偏高,可將樣品通過陽離子交換樹脂消除去累試驗(yàn),10mg的Al3+、Fe3+、k+、Na+、Mg2+、Mn2+、PO等對1mg的硼未見干擾.

⒊方法的適用范圍

本方法的*低檢出濃度為0.02mg/L,測定上限為1.0mgL(相當(dāng)于5.0mg/L HBO2),適用于飲用水、地表水、生活污水和廢水中硼的測定.

⒋儀器

① 分光光度計(jì),10mm比色皿.

② 恒溫水浴鍋:溫度為55℃±3℃.

③ 聚乙烯燒杯:50ml.標(biāo)準(zhǔn)系列和水樣所用全部蒸發(fā)皿,其大小、形狀均應(yīng)用相同,為塑料容器.

④ 攪棒:塑料棒或在玻璃棒外套以聚乙烯管,并使管端封閉,其長短和蒸發(fā)皿相適應(yīng).

⒌試劑

① 硼標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液:準(zhǔn)確稱取1.4111g硼酸(H3BO3)溶于去離子水中,轉(zhuǎn)入1000ml容量瓶中并稀釋至標(biāo)線.此溶液每毫升含1.00mg的HBO2.

② 硼標(biāo)準(zhǔn)使用溶液:由上述標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液稀釋200倍,即得每毫升含0.005mgHBO2,移入聚乙烯瓶中貯存.

③ 姜黃素-草酸溶液:稱取0.040g姜黃素(C21H20O6)和5.0g草酸(H2C2O4·2H2O)于小燒杯內(nèi),用95%乙醇分次溶于100ml容量瓶中,加入4.2ml6mol/L鹽酸溶液,以95%乙醇定容,貯存在暗冷處.姜黃素容易分解,*好當(dāng)天配制.

⒍步驟

⑴樣品預(yù)處理

對于含硼量為0.10～1.0mg/L的水樣,取1.00ml,若水樣含硼量過高,則應(yīng)先行稀釋.若含硼量過低,可吸取較多的水樣,移入蒸發(fā)皿中,加少許飽和氫氧化鈣溶液,使之呈堿性后,在水浴上蒸發(fā)至干.加入適當(dāng)體積(例如5ml)的0.1mol/L鹽酸溶液使溶解,吸取1.00ml進(jìn)行測定.若水樣渾濁,可過濾.

⑵樣品測定

① 顯色:吸取1.00ml水樣于50ml聚乙烯杯內(nèi),加入4.0ml姜黃素-草酸溶液,輕輕旋動(dòng)聚乙烯杯使之混合,在55℃±3℃的水浴上蒸發(fā)至干后,繼續(xù)在水浴上保留15min,取出冷卻.用95%乙醇將杯內(nèi)固體物溶解,并用塑料棒擦洗杯壁,將溶液移入25ml容量瓶內(nèi),用95%乙醇稀釋至標(biāo)線.

② 測量:用10mm比色皿,在540nm波長處,以蒸餾水代替水樣,以相同操作步驟進(jìn)行的空白試液為參比,測量吸光度.用乙醇稀釋至標(biāo)線后,在1h內(nèi)進(jìn)行測定.

⑶校準(zhǔn)曲線的繪制

分別吸取相當(dāng)于每毫升含HBO20.005mg的標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.10、0.20、0.30、0.40、0.60、0.80、1.00ml于50ml聚乙烯杯內(nèi),補(bǔ)加水至1.0ml,以下按樣品測定步驟進(jìn)行顯色和測量.

⒎計(jì)算

                      硼(HBO2,mg/L)=×1000

式中:m        由校準(zhǔn)曲線查得的HBO2量(mg);

     V        水樣體積(ml).

8.精密度和準(zhǔn)確度

對含HBO21.00mg/L的天然水樣,經(jīng)五個(gè)實(shí)驗(yàn)室分析,得室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.91%;室間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.84%,相對誤差為0.12%;加標(biāo)回收率為99.1%±14.6％。

9．注意事項(xiàng)

①用本法測定硼時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制顯色條件,姜黃素與硼結(jié)合形成玫瑰花青苷,需要在無水條件下進(jìn)行,有水殘余會(huì)使絡(luò)合物顏色強(qiáng)度降低.顯色時(shí)的蒸發(fā)條件,如蒸發(fā)速度和蒸發(fā)時(shí)的溫度等因素都必須保持一致,否則重現(xiàn)性變差.蒸發(fā)至干后繼續(xù)在同一溫度下保持15min，使脫水.蒸發(fā)和脫水時(shí)的常用溫度是55℃±3℃,溫度更高時(shí),可能導(dǎo)致硼的損失.

② 質(zhì)玻璃中常含有硼,試樣的預(yù)處理和顯色操作不能用含硼的玻璃器皿.所使用的玻璃器皿不應(yīng)與試樣溶液作長時(shí)間接觸.用其他下班器皿時(shí),應(yīng)*行全程序空白試驗(yàn),用扣除空白的方法以消除玻璃器皿的影響.

③ 配制試劑用的水均需用石英蒸餾器重蒸餾過的水或用去離子水.

④ 蒸發(fā)皿從水浴上取下后,擦干皿外壁水跡,隨即放于干燥器內(nèi),加乙醇定容,比色時(shí)再取出.蒸發(fā)皿不應(yīng)長時(shí)間暴露在空氣中,以免玫瑰花青苷因吸收空氣中的水分而發(fā)生水解,使測定結(jié)果不準(zhǔn)確.

⑤ 顯色測定中,*好不要中途停頓,否則會(huì)使結(jié)果不準(zhǔn)確.比色過程中,由于乙醇的蒸發(fā)損失,使溶液的吸光度值發(fā)生改變,故測定應(yīng)盡可能迅速,或使用帶蓋的比色皿.