實驗七－ 硝 酸 氮 ＆ 亞 硝 酸 氮 (分光光度計法) 報告組別：Ｂ６ 　官良　　彭義強 　康慧賢　黃威銘

實 驗 目 的

硝 酸 鹽 氮 硝酸鹽的來源可能是農業化肥、生活污水、化糞池污水 等含氮物質。 硝 酸 鹽 氮 硝酸鹽的來源可能是農業化肥、生活污水、化糞池污水 等含氮物質。 飲水中含硝酸鹽所造成的危害，於高濃度（>10 mg/L、以 氮計）時，可能造成孕婦流產及新生兒藍嬰症；中濃度 （1~10 mg/L）時可能會致癌。 ∴須藉由檢測硝酸鹽氮的濃度來控制生物處理淨化的程度。

亞 硝 酸 鹽 氮 亞硝酸鹽會和食物中的二級胺形成亞硝基化合物（Nitroso），是致癌因子:如魷魚中含有高量二甲基胺（Dimethylamine，DMA）、三甲胺（Trimethylamine，TMA）、氧化三甲胺（Trimethylamine-N-oxide，TMAO）會與亞硝酸鹽作用而有致癌之可能。 ∴須藉由檢測亞硝酸鹽氮的濃度來控制生物處理淨化的程度。

實 驗 原 理

水 中 的 氮 組 成 總氮(TN)＝有機氮＋無機氮 有機氮：胺基酸類 無機氮：亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、氨氮 ◎凱氏氮=有機氮＋氨氮

硝酸鹽氮-分光光度計法 ∵在220 nm 有吸光現象:有機物質、硝酸鹽 在275 nm 無吸光現象:硝酸鹽 ∴淨吸光值= 220nm 吸光度─ 2×275 nm 吸光度 配出多種不同濃度 並測出其吸光值 再做出檢量線， 搭配內插法 以此求得水樣濃度 濃度 淨吸光值

亞硝酸鹽氮測定原理 磺胺(sulfanilamide)與水中亞硝酸鹽在 pH 2.0 至 2.5 之條件下，起偶氮化反應(diazotation)而形成偶氮化合物

亞硝酸鹽氮測定原理 此偶氮化合物與 N-1-萘基乙烯二胺二鹽酸鹽 [N -(1- naphthyl)-ethylenediamine dihydrochloride] (NED) 偶合，形成紫紅色偶氮化合物，以分光光度計在波長 543 nm 處測其吸光度而定量之，並以亞硝酸鹽氮之濃度表示之 紫 紅 色

亞硝酸鹽氮測定原理 同前面硝酸之步驟，做出吸光度對濃度之檢量線，以此求得水樣之濃度 濃度 543nm吸光值

實 驗 器 材

濾紙 分光光度計 天平

實 驗 流 程 與 步 驟

硝 酸 鹽 氮

水 樣 前 處 理 在測定水樣中硝酸氮or亞硝酸氮的濃度前，需先祛除水 中的干擾物質 溶解性有機物、界面活性劑、亞硝酸鹽及六價鉻等皆會對本方法造成干擾 自然水體中不常見的無機離子及有機物，如次氯酸鹽及氯酸鹽等亦可能造成干擾 針對無機離子之干擾，可製作含此一無機離子相當濃度之硝酸鹽氮檢量線，以修正其干擾。

水 樣 前 處 理 水中氫氧根（OH-）or 1000 mg/L 以下之碳酸根(CO32-)干擾。 可以加入 1M 的鹽酸酸化水樣將之排除。 水中之懸浮固體會對測定造成干擾 以 0.45 μm 孔徑濾紙過濾去除之。 謝 謝 辛 苦 的 助 教 們 囉~

適 用 範 圍 　　本方法僅適用於有機物及干擾性無機離子含量低之飲用水中硝酸鹽氮的檢測。若溶解性有機物干擾之校正值（275 nm 處之兩倍吸光度）大於 220 nm 處吸光度的 10 %，則此方法不適用。

實 驗 步 驟 STEP1-製作檢量線 分別稀釋成 開心拿去給分光光度計測量吸光值 拿取 標準硝酸鹽氮的溶液 0.2 mg/L 1 mg/L 2 mg/L 4 mg/L 6 mg/L 加入 1 ml 1M的鹽酸(HCl) 開心拿去給分光光度計測量吸光值 (225 nm & 275 nm)

實 驗 步 驟 STEP2-水樣 開開心心分別拿去給分光光度計測量 吸光值 按感覺 拿取 待測水樣 加入1M的鹽酸(HCl) 稀釋水樣(10倍） 加入1M的鹽酸(HCl) 開開心心分別拿去給分光光度計測量 吸光值 (220 nm & 275 nm)

實 驗 步 驟 STEP3-製作檢量線 將step1的濃度對淨吸光值做圖 淨吸光值= 220nm 吸光度─ 2×275 nm 吸光度

實 驗 步 驟 STEP4-求出未知水樣中硝酸鹽氮的濃度 運用內插法 即可求得硝酸鹽度濃度 硝酸鹽氮濃度(mg/L)= 淨吸光值 硝酸鹽氮濃度(mg/L)= 檢量線測得之濃度(mg/L) × 50 mL 水樣體積(mL)

亞 硝 酸 鹽 氮

水 樣 中的 干 擾 物 由於化學性質不相容，亞硝酸根、自由氯(free chlorine)及 三氯化氮(NCl3)不太可能同時存在。當加入呈色試劑時， 三氯化氮的存在會產生誤導性的紅色。 Sb3+、Au3+、Bi3+、Fe3+、Pb2+、Hg2+、Ag+、Pt Cl62- 及 VO32- 在檢驗時會產生沈澱，而造成干擾。 銅離子會催化偶氮鹽之分解，而降低測定值。 有色離子會改變呈色系統，而造成干擾。 懸浮固體應先過濾去除之。

適 用 範 圍 　　本方法適用於飲用水水質、飲用水水源水質、地面水體、地下水、放流水及廢(污)水中亞硝酸鹽氮之檢驗，適用範圍為 10 至 1,000 μg/L 之亞硝酸鹽氮。如使用 5 cm 光徑之樣品槽及綠色濾光鏡時，則適用範圍可為 5 至 50 μg/L 之亞硝酸鹽氮。較高濃度的亞硝酸鹽氮，可將水樣稀釋後測定之。

靜置10min然後 有耐心地拿去給分光光度計測量 吸光值 (543 nm) 實 驗 步 驟 STEP1-製作檢量線 拿取 標準亞硝酸鹽氮的溶液 分別稀釋成 0.05 mg/L 0.1 mg/L 0.2 mg/L 0.3 mg/L 0.35 mg/L 加入 2 ml 呈色試劑 靜置10min然後 有耐心地拿去給分光光度計測量 吸光值 (543 nm)

靜置10min然後 非常有耐心地拿去給分光光度計測量 吸光值 (543 nm) 實 驗 步 驟 STEP2-水樣 拿取 待測水樣 按感覺 稀釋水樣 (20倍最佳） 加入2 ml 呈色試劑 靜置10min然後 非常有耐心地拿去給分光光度計測量 吸光值 (543 nm)

實 驗 步 驟 STEP3-製作檢量線 將step1的濃度對淨吸光值做圖 使用內插法 : 亞硝酸鹽氮濃度(mg/L)= 檢量線測得之濃度(mg/L) × 50mL 水樣體積(mL)

實 驗 結 果 水中硝酸鹽氮檢測方法–分光光度計法 試劑水 50ppm NO3-(aq) 七管皆以試劑水(二段水)定量至 50 ml 濃度(mg/L) 1 2 3 4 5 水樣 吸光度A1(220 nm) 0.002 0.258 0.527 0.790 1.054 1.28 0.165 吸光度A2(275 nm) 0.001 0.005 0.010 0.021 0.008 0.007 淨吸光度A1-2A2 0.248 0.507 0.780 1.013 1.264 0.151 七管皆以試劑水(二段水)定量至 50 ml

實 驗 結 果 水中亞硝酸鹽氮檢測方法–分光光度計法 試劑水 50ppm NO2-(aq) 六管皆以試劑水 (二段水)定量至 50 ml 濃度(mg/L) 0.05 0.1 0.2 0.3 0.35 水樣 吸光度A2(275 nm) 0.144 0.287 0.587 0.877 0.995 0.445 六管皆以試劑水 (二段水)定量至 50 ml

問 題 與 討 論

為何硝酸鹽的淨吸光值要減兩倍 275nm 處的吸光值?

220nm總吸光度 ＝ 水溶性有機物220nm吸光度 ＋ 硝酸鹽220nm吸光度 275nm總吸光度 水溶性有機物275nm吸光度 ０ 代入) （水溶性有機物220nm吸光度＝2 × 水溶性有機物275nm吸光度） ＝＞ 2 ×　275nm總吸光度 移項) 硝酸鹽220nm 吸光度 －

已知A　＝ 已知B　＝　 未知X 未知Y ＋　所求ANS 代入 未知X　＝ ２ x 未知Y ２ x 未知Y 已知B

＝＞ 硝酸鹽220nm 吸光度 ＝ 220nm總吸光度 － 2 ×　275nm總吸光度

硝酸鹽與亞硝酸鹽在環工上的 意義為何?

優 養 化 　　硝酸鹽及亞硝酸鹽經分解後可成為植物所需養分，水草、藻類獲得大量養分因此增生，藻類大量繁殖後， 因光合作用及呼吸作用造成水體溶氧量晝夜變化差異大，於夜間常致使溶氧量太低，呈缺氧狀態，造成魚類等水中生物無法生存，因而死亡，水體也產生惡臭。

藍 嬰 症 　　硝酸鹽代謝成亞硝酸，會和血紅素結合，大大降低了血紅素的攜帶氧氣的功能，造成嬰兒的全身缺氧而呈現膚色發藍紫的藍嬰症 (Blue baby syndrome ) +硝酸鹽

致 癌 物 質 亞硝酸鹽為一致癌物質

硝酸鹽與亞硝酸鹽的分析建議在24小時內完成，為什麼?

避免細菌將亞硝酸根轉化為硝酸根或氨氣，而無法測得水樣原本的硝酸根及亞硝酸根之濃度。 且分析水樣中之溶氧充足時，會促使亞硝酸鹽經氧化作用形成硝酸鹽，故有影響分析結果之顧慮。

試述在好氧的情況下 污染水中不同形式的氮（氨氮、有機氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮）其相互間變化的情形。

有機氮　＝＞　氨氮　＝＞　亞硝酸鹽氮　＝＞　硝酸鹽氮

飲用水中，有關“氮”含量的濃度限制為多少？

硝酸鹽氮：「飲用水水質標準」、CNS 包裝飲用水（CNS 12852）及包裝礦泉水（CNS 12700）的標準中，最大容許量皆為 10 ppm。 亞硝酸鹽氮：「包裝飲用水」（CNS 12852）標準中，最大容許量為 0.1 ppm；CNS包裝礦泉水（CNS 12700）標準中，最大容許量為 0.02 ppm。 游離氨氮：「飲用水水質標準」及CNS「包裝飲用水」（CNS 12852），最大容許量為 0.1 ppm。

依據CNS12852 "包裝飲用水標準"分類

硝酸鹽氮是"可能影響健康物質" 硝酸鹽氮可做為水源是否受汙染的指標,因為硝酸鹽氮是有機物氧化的最終產物，當含有硝酸鹽的肥料透過土壤滲透至地下水源,或人畜的排泄物經分解後,都會生成硝酸鹽氮.過量的硝酸鹽氮,會對嬰兒造成傷害,硝酸鹽氮在消化道中被轉變為亞硝酸鹽氮，一旦進入血液中,亞硝酸化合物會阻礙紅血球的攜氧能力。

硝酸鹽氮是"可能影響健康物質" 　　 硝酸鹽進到身體裡面，也會變成「一氧化氮」，殺死腸胃內的沙門氏菌、大腸桿菌，也能增加血液循環、增厚胃壁。維生素C&E能使硝酸鹽變成「一氧化氮」 口腔跟胃內的細菌遇到了胺類，會把硝酸鹽變成了亞硝酸鹽。乾燥海產像鯖魚乾、鯷魚乾、蚵乾、蝦米乾、及魷魚乾，還有生鮮海產像干貝、魚翅、鱈魚、秋刀魚等，都含有胺類

亞硝酸鹽氮是"影響健康物質" 　　亞硝酸鹽氮會將血紅素轉化成變性血紅素,變性血紅素沒有攜氧的能力，量多時會產生心血管方面的疾病,量較少時會發生變性血色蛋白血症，症狀為皮膚出現藍紫色之斑紋及呼吸急促等，發生於嬰兒時則稱為“藍嬰症”，嚴重時可能致死。過量的亞硝酸鹽氮在體內可能被轉變為具致癌性的亞硝胺。 　　本身就含有亞硝胺的食物，像鹹魚、鹹肉等煙燻或鹽醃的肉類。

氨氮則是"影響適飲性物質" 　　水中氨氮的含量是影響水質適飲性及水質是否遭受汙染的指標之一。氨氮本身只會影響適飲性,但在水質處理過程中，為除去氨氮的臭味而添加的氯,卻會對健康造成影響 。