海水中氨的熒光檢測(cè)

　　海水中氨的監(jiān)測(cè)是海洋監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要部分。隨著海洋環(huán)境,尤其是近岸海水水質(zhì)的日益惡化,氨含量測(cè)定的研究越來(lái)越為人們所重視。水體中氨的主要測(cè)定方法有奈氏試劑法、氣體擴(kuò)散法、電測(cè)法、離子交換色譜法和光纖傳感檢測(cè)法等。1989年Zhang等提出了利用鄰苯二甲醛(OPA)熒光-流動(dòng)注射分析測(cè)定銨離子法,但由于需要對(duì)反應(yīng)體系進(jìn)行加熱而使方法的應(yīng)用受到一定的限制。陸賢昆等改進(jìn)了Sadok的反流動(dòng)注射方法,利用次溴酸鈉氧化體系測(cè)定海水中的NH₄⁺-N,方法檢測(cè)限為0.13μmoL/L。

為實(shí)現(xiàn)海水中氨的熒光檢測(cè),本文利用在堿性介質(zhì)中和在非離子表面活性劑TritonX-100存在下,鄰苯二甲醛(OPA)與氨反應(yīng),生成具有熒光性的異吲哚衍生物,進(jìn)行水體中氨含量的檢測(cè),實(shí)驗(yàn)過(guò)程無(wú)需加熱等操作,方法簡(jiǎn)便。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)在體系中加入少量的非離子表面活性劑TritonX-100時(shí),熒光強(qiáng)度有明顯的增強(qiáng),體系中TritonX-100的含量、介質(zhì)的pH值以及共存物質(zhì)等因素對(duì)熒光強(qiáng)度均有影響。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1　儀器及試劑

F-4500型熒光光度計(jì)(Hitachi,Japan),國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)次溴酸鈉氧化測(cè)定法實(shí)驗(yàn)使用752型紫外分光光度計(jì)。熒光法中所用鄰苯二甲醛和TritonX-100購(gòu)自Sigma公司。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法實(shí)驗(yàn)所用試劑均按標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行。氨標(biāo)準(zhǔn)液購(gòu)自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量局[GBW(E)080220],并用無(wú)氨蒸餾水依次稀釋,實(shí)驗(yàn)用水為無(wú)氨蒸餾水,其處理步驟按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行。其它試劑均為分析純?cè)噭?/SPAN>

1.2　實(shí)驗(yàn)方法

于10mL容量瓶中分別依次加入1.0mL0.01moL/L鄰苯二甲醛、2mLpH9.4的硼砂緩沖液、1.0mL0。003moL/L亞硫酸鈉、1.8mL5%(υ/υ)TritonX-100和0.1μg/mL氨標(biāo)準(zhǔn)溶液或海水樣品,加無(wú)氨蒸餾水稀釋至10mL。溶液配置后于F-4500型熒光計(jì)上,用1cm石英液池測(cè)量各自的熒光強(qiáng)度,激發(fā)波長(zhǎng)為334nm,發(fā)射波長(zhǎng)為455nm。。

2結(jié)果與討論　

2.1　TritonX-100對(duì)熒光體系的影響

鄰苯二甲醛(OPA)在堿性條件下與氨反應(yīng),生成具有熒光性的異吲哚衍生物。當(dāng)體系中加入非離子型表面活性劑TritonX-100后,體系的熒光強(qiáng)度增大,激發(fā)波長(zhǎng)仍為334nm,發(fā)射波長(zhǎng)則由476nm移至455nm(圖1)。體系中表面活性劑TritonX-100是作為一種增敏劑,它的加入改變了異吲哚衍生物熒光激發(fā)的外環(huán)境,引起該化合物的發(fā)射波長(zhǎng)的移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)加入濃度為5%(v/v)的TritonX-100溶液的量從0.0mL增至1.6mL時(shí),體系的熒光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng),當(dāng)TritonX-100加入量大于1.6mL時(shí),體系的熒光強(qiáng)度增至最大且保持不變,因此,本實(shí)驗(yàn)選擇加入5%(v/v)的TritonX-100溶液1.8mL,稀釋至10mL。

2.2　pH對(duì)熒光強(qiáng)度的影響

    當(dāng)體系的pH從8.0改變至9.2,熒光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng),當(dāng)pH為9.2～9.6時(shí),熒光強(qiáng)度不變(圖2),本實(shí)驗(yàn)選擇pH為9.4。

2.3　亞硫酸鈉對(duì)熒光體系的影響

由于OPA的還原性,為減少海水樣品中氧化物質(zhì),以及測(cè)定體系溶液中氧對(duì)OPA熒光測(cè)定的影響,熒光體系選用Na₂SO₃作為抗氧化劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明測(cè)定體系不含有Na₂SO₃時(shí),測(cè)定的重現(xiàn)性較差。加入少量Na₂SO₃溶液,測(cè)定重現(xiàn)性得到改善,同時(shí)體系的熒光強(qiáng)度增大。當(dāng)Na₂SO₃濃度為3mmoL/L時(shí),熒光強(qiáng)度達(dá)到最大,過(guò)量的Na₂SO₃會(huì)略微降低熒光強(qiáng)度。本實(shí)驗(yàn)選擇Na₂SO₃的濃度為3mmoL/L。

2.4　鹽誤效應(yīng)的影響

Zhang等發(fā)現(xiàn)OPA與NH₃反應(yīng)中,體系的離子強(qiáng)度對(duì)反應(yīng)生成物的熒光強(qiáng)度影響不大。分別以無(wú)氨蒸餾水和3.5%NaCl為介質(zhì),考察不同日期獲得的一系列標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),求其斜率。結(jié)果表明,鹽誤效應(yīng)為負(fù)值,引起測(cè)定的平均誤差在3%范圍內(nèi)。

2.5　工作曲線(xiàn)和回收率

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,體系的熒光強(qiáng)度與氨濃度在0.02～0.5μg-NH₃/mL范圍內(nèi)呈良好的線(xiàn)性關(guān)系,本方法測(cè)定氨的變動(dòng)系數(shù)為3%(n=11),氨的最低檢出濃度為0.013μg-NH₃/mL。以100μg/L的NH₄⁺作為內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn),加入到實(shí)際海水樣品(珍珠灣,高潮水位)中,重復(fù)測(cè)定11次,其回收率在92%～104%之間。

2.6　干擾試驗(yàn)

    根據(jù)熒光反應(yīng)機(jī)理,主要考察氨基酸,特別是常見(jiàn)伯型氨基酸對(duì)測(cè)定的影響(表1)。結(jié)果表明,所選氨基酸對(duì)測(cè)定造成±5%誤差時(shí),其多數(shù)濃度均為待測(cè)氨濃度的10倍左右,各種伯型氨基酸累加的最高允許量為待測(cè)氨濃度的8倍。因此可以認(rèn)為在一般的自然海水中,氨基酸對(duì)本方法沒(méi)有造成嚴(yán)重干擾。

2.7　樣品分析

分別采取廈門(mén)大學(xué)白城、胡里山、珍珠灣海邊3個(gè)采樣點(diǎn)不同潮位的海水,樣品經(jīng)定性濾紙和0.45μm濾膜過(guò)濾后,各取5.0mL海水樣品,按實(shí)驗(yàn)方法的步驟測(cè)量455nm處的熒光強(qiáng)度,所得結(jié)果與國(guó)標(biāo)法檢測(cè)結(jié)果的最大偏差值為+6.8%(表2)。

3　結(jié)論

利用本方法進(jìn)行實(shí)際海水樣品中氨含量的檢測(cè)結(jié)果,與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法(海洋調(diào)查規(guī)范/海水化學(xué)要素觀(guān)測(cè)/1992實(shí)施)比較,證明本文所建立的熒光檢測(cè)法可以適用于實(shí)際海水中氨含量的檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果同時(shí)表明低潮水位海水中氨的含量普遍高于高潮水位,這與外海海水的稀釋有很大關(guān)系,說(shuō)明近海岸的氨污染可能多來(lái)源于生活或工業(yè)排污。對(duì)比居住人口密度較高的生活區(qū)(白城、胡里山)和人口密度較低的珍珠灣地區(qū),可以明顯發(fā)現(xiàn)前者海水中氨的含量(無(wú)論高潮或低潮水位)要比后者高出許多。不難看出,生活排污已成為近岸海水中營(yíng)養(yǎng)鹽——氨氮含量增加的重要因素之一。由此,加強(qiáng)對(duì)海洋排污的管理已成為當(dāng)務(wù)之急。