煮沸次数对11种水中亚硝酸盐含量变化的研究

王雪梅，张 敏，叶玉栋，张 怡，童应凯，聂志岩

(1.天津恒基利得生物科技发展有限公司 天津 300384；2.天津农学院农学与资源环境学院生物技术系 天津 300392；3.天津科技大学微生态调控与分子药理学系 天津 300457)

0 引 言

衡量饮用水安全重要的指标之一是亚硝酸盐的含量[1]，一般是以亚硝酸根离子含量为准，根离子代表为亚硝酸钠，在水体和各类食品中大量含有[2]。亚硝酸盐和有机化合物反应会生成大量亚硝胺，其有毒和致癌性会对身体健康造成严重威胁[3-7]。因此，它已经成为我国饮用水质量变化监测系统中极为重要的几个监测质量变化的项目之一[8]。在人体内产生的亚硝酸盐与维生素、蛋白质相互分解之后产生的亚硝酸胺类化合物可直接形成多种亚硝基盐类化合物，可在皮肤和体内产生强有毒致癌作用[9-10]。在一些适宜的条件下(如低溶解氧含量和低氧化还原电位)，无论在天然水体还是在人工环境中，硝酸盐都可以直接转化为亚硝酸盐[11-12]。世界上大多数国家对于食品和工业饮用水中氨氮和亚硝酸盐的最大生物残留量已经制定了确切且严格的标准和规定。1984年，世界卫生组织的《饮用水水质准则》中建议生活饮用水中的放射性亚硝酸盐化合物的浓度至少应该控制在低于 1mg/L[13-14]。现在，国家卫生标准明确规定生活饮用水中的 NO2-≤1.0mg/L、矿泉水中所含的 NO2-≤0.005mg/L、纯净水中的 NO2-≤0.002mg/L[15]。由此可见，其控制标准在逐渐提高，向着亚硝酸盐含量逐渐减少甚至接近于 0的趋势发展。亚硝酸盐含量的检测方法主要有紫外分光光度法、离子色谱法等[16]，其中紫外分光光度器的使用相对简单，而且操作便捷。因此，紫外分光光度法是水中亚硝酸盐含量测定的最佳方法之一[17-18]。

1 材料与方法

1.1 实验样品

1号，农夫山泉(包装饮用天然矿泉水)；2号，怡宝(包装饮用纯净矿泉水)；3号，百岁山(包装饮用天然矿泉水)；4号，康师傅(包装饮用水)；5号，自来水；6号，桶装天然蒸馏水；7号，桶装天然矿泉水(桶装饮水机用水)；8号，桶装锅炉热水；9号，桶装水房热水；10号，三级水；11号，一级水。

1.2 溶液的配制

对氨基苯磺酸溶液：取 4g无水对氨基苯磺酸固体粉末，使用1000mL 20%盐酸溶解(盐酸用38%浓盐酸加一级水进行稀释)置于容量瓶中混匀，储存使用棕色瓶，置于黑暗处保存。

盐酸萘乙二胺溶液：取 2g盐酸萘乙二胺固体粉末，使用 1000mL一级水作为溶剂，使溶质充分溶解，置于容量瓶中混合均匀，使用棕色瓶置于黑暗处保存。

亚硝酸钠溶液：用一级水对亚硝酸钠进行稀释，浓度分别为 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2mg/L。

1.3 亚硝酸盐含量测定(盐酸对氨基萘乙二胺法)

1.3.1 亚硝酸盐标准曲线

取 0.1g对氨基亚硝酸钠溶液加 100mL一级蒸馏水，稀释成 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2mg/L，然后分别取2mL稀释溶液加入2mL对氨基苯磺酸氢氧化钠溶液，静置3min，加入1mL盐酸对氨基萘乙二胺氢氧化钠溶液，振荡混匀，静置 15min，用紫外分光光度计测540nm下吸光度，并绘制标准曲线。

1.3.2 样品亚硝酸盐含量测定

分别取2mL待测11种水样，加入2mL对氨基苯磺酸萘乙二胺溶液，静置3min，再加入1mL盐酸对氨基萘乙二胺溶液，充分混匀，静置 15min，然后用紫外吸收分光光度计测定OD540nm值，利用标准曲线计算出亚硝酸盐含量。

1.4 煮沸次数对水样中亚硝酸盐含量的影响

测定11种水样在煮沸0～12次后的亚硝酸盐含量(0次为不煮沸，直接测定)。煮沸后温度降至30℃以下后测定亚硝酸盐含量。

1.5 煮沸次数对亚硝酸钠中亚硝酸盐含量的影响

取0.2g亚硝酸钠加入100mL三级水充分溶解，取其 1mL加入 99mL三级水中稀释，取稀释液 0、1、2、3、4、5mL 分别用三级水定容至 100mL 混匀，即浓度分别为 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg/L 的亚硝酸钠溶液，分别煮沸 0～6次后测定其溶液中残留亚硝酸盐的含量。

1.6 煮沸次数对尿素中亚硝酸盐含量的影响

称取0.6g尿素加入100mL三级水充分溶解，取其1mL加入99mL三级水中稀释，取稀释液0、1、2、3、4、5mL分别用三级水定容至300mL混匀，即浓度分别为 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg/L 的尿素溶液，分别煮沸0～10次后测定尿素溶液中亚硝酸盐的含量。

1.7 煮沸次数对磷酸氢二胺中亚硝酸盐含量的影响

称取 0.6g磷酸氢二胺加入 100mL三级水充分溶解，取其 1mL加入 99mL三级水稀释，取稀释液0、1、2、3、4、5mL 分别用三级水定容至 300mL 混匀，即浓度分别为 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg/L 的磷酸氢二胺钠溶液，分别煮沸0～10次后测定磷酸氢二胺溶液中亚硝酸盐的含量。

2 结果与分析

2.1 亚硝酸钠标准曲线

根据亚硝酸盐含量测定方法(盐酸对氨基萘乙二胺法)绘制亚硝酸钠的标准回归曲线，并通过计算得出回归方程和相关系数。

由图1可知，当亚硝酸钠浓度为0～1.2mg/L的吸光度范围时，亚硝酸钠的浓度与标准吸光度的比值之间呈正比例的线性回归关系，标准曲线中的亚硝酸钠吸光度值与标准吸光度曲线的回归方程为：

图1 亚硝酸钠标准曲线Fig.1 Standard curve of sodium nitrite

y＝0.2786x+0.004,6，R²＝0.999,2

表明线性回归方程关系良好，可以根据标准曲线计算得到样品中亚硝酸盐含量。

2.2 不同水样中亚硝酸盐含量的结果分析

对11种水样进行0～12次煮沸处理后测定样品中残留的亚硝酸盐含量，结果如图2所示。

图2 11种水样在不同次数煮沸后的亚硝酸盐含量变化Fig.2 Changes of nitrite content in 11 kinds of water samples after different times of boiling

测定结果表明，11种饮用水的原液除 8号样品外，在煮沸 1次后亚硝酸盐的含量均明显下降，并且随着煮沸次数的增加，亚硝酸盐含量也逐步增加。1次煮沸后亚硝酸盐含量下降率最高的为2号样品，下降了98.64%。2次煮沸及以后，随着煮沸次数不断增加亚硝酸盐含量较缓，上升趋势一致。

12次煮沸后，6号样品(桶装蒸馏水)亚硝酸盐含量增加了 17倍，虽然还远未超过国家标准，但日常生活中尤其是宿舍饮水机反反复复对饮用水进行加热会造成亚硝酸盐含量持续增加。因此，这提示我们饮水机的水要尽快饮用，较长时间不使用时可以断电，以此来减少加热次数和控制亚硝酸盐含量，帮助我们降低风险。

除8号样品外，所有水样在煮沸多次后均符合国家饮用水标准，均可放心饮用。8号样品在第 7次煮沸后超出国家饮用水标准，分析其原因可能是由于锅炉水是多次加热水，其在实验室煮沸前可能已经多次加热，导致实验室 0次煮沸数值较高，所以一般在饮用像锅炉水这样多次加热的水时不建议再进行二次加热饮用。1、2、3、7号样品均属于市面售卖的矿泉水，但是在原液(0次煮沸)测定中发现这4种样品均不符合国家矿泉水亚硝酸盐标准，只有2号样品在经过1次煮沸后符合国家矿泉水亚硝酸盐标准，所以在饮用矿泉水时最好煮沸1次，这样可以相应降低亚硝酸盐含量。

6号样品煮沸 1～12次后亚硝酸盐含量介于0.006～0.204mg/L，原液(0次煮沸)亚硝酸盐含量是0.012mg/L，由于亚硝酸盐含量相对其他种水样较高，不选用蒸馏水作为试验 1.5、1.6、1.7的药品溶剂。10号样品煮沸 1～12次后亚硝酸盐含量介于0.018～0.172mg/L，原液(0次煮沸)亚硝酸盐含量是0.059mg/L，均处于较低水平；11号样品煮沸 1～12次后亚硝酸盐含量介于 0.006～0.147mg/L，原液(0次煮沸)亚硝酸盐含量是 0.042mg/L，也均处于较低水平。10号水样和11号水样中亚硝酸盐含量均极低，11号原液亚硝酸盐含量比 10号原液低，但是相差不大。由于试验 1.5、1.6、1.7中需要考虑煮沸 1～6次后亚硝酸盐情况，本文综合选用三级水作为试验1.5、1.6、1.7的药品溶剂，以减小误差。

2.3 不同浓度亚硝酸钠中亚硝酸盐含量的结果分析

不同浓度亚硝酸钠煮沸0～6次后测定亚硝酸盐残余含量，尝试探讨煮沸对于亚硝酸盐的影响，结果如图3所示。

图3 不同浓度亚硝酸钠中亚硝酸盐含量变化曲线Fig.3 Change curve of nitrite content in different concentrations of sodium nitrite

0.6～1 mg/L的样品随煮沸次数增加，各浓度亚硝酸钠溶液中残留亚硝酸盐含量呈波动上升的趋势，但上升趋势不明显；其他低浓度样品随煮沸次数增加，各浓度亚硝酸钠溶液中残留亚硝酸盐含量呈波动下降的趋势，但下降趋势同样不明显。亚硝酸钠有剧毒，严重的会导致人血压下降，昏迷、死亡。测定结果表明，原有水中亚硝酸盐含量过高的不宜再进行多次煮沸，以免使其含量增加。所以总得来看，日常生活中不建议饮用多次煮沸的水。

2.4 不同浓度尿素中亚硝酸盐含量的结果分析

制作不同浓度的尿素溶液，分别煮沸0～10次后测定尿素转化成亚硝酸盐含量情况，结果如图4所示。

图4 不同浓度尿素中亚硝酸盐含量变化曲线Fig.4 Change curve of nitrite content in different concentrations of urea

含尿素肥料是大多数菠菜化肥的主要成分，施用不同的尿素肥料对于菠菜中硝酸盐、亚硝酸盐含量的影响十分不同。长期施用与尿素相应的肥料会大幅增加菠菜中硝酸盐、亚硝酸盐的含量，同时其含量也随尿素肥料施用量的增加而呈显著上升的趋势。亚硝酸盐有机会随着蔬菜来到餐桌上，所以有可能被我们食用。尿素煮沸不同次数和亚硝酸盐含量的变化无明显关系，说明尿素不会经过煮沸达到降低亚硝酸盐的效果。

2.5 不同浓度磷酸氢二胺中亚硝酸盐含量测定结果

制作不同浓度的磷酸氢二胺，分别煮沸0～10次后测定其转化成亚硝酸盐的含量，结果如图5所示。

图5 不同浓度磷酸氢二胺中亚硝酸盐含量变化曲线Fig.5 Change curve of nitrite content in different concentrations of diamine hydrogen phosphate

可以看出水样中亚硝酸盐含量和磷酸氢二胺煮沸不同次数之间无明显相关性，且亚硝酸盐含量相对变化不大。磷酸氢二铵是一种无机化合物，在试验中基本无明显影响，说明在水样中的磷酸氢二铵不会经加热转化成亚硝酸盐。

3 讨 论

3.1 应 用

水煮沸多次后亚硝酸盐含量一般会稍微增加，这对生产和生活有一定的指导意义，如食品加工、高压蒸汽灭菌等，可在保证生产过程同时做调整，使得亚硝酸盐含量降低，以此来提高产品质量。

3.2 体系出现误差问题

由于生产中不同批次水样间有差异，导致试验结果会存在一定误差。其次误差还有以下几点可能：一是煮沸过程中水不断流失，造成整体样本减少，多次取样也会使得样品明显减少；二是样品混合可能不够均匀；三是取样量和试剂加入量存在微小误差，移液枪虽然进行矫正，但不排除微小误差。

3.3 数据波动性大原因

结果波动性大的原因：一是溶液中可能存在还原性物质或菌种将亚硝酸盐还原为硝酸盐；二是试验存在误差；三是亚硝酸盐含量与水中某种微量物质有关。

4 结 论

11种水样中的亚硝酸盐含量均与煮沸次数有关。一般情况下，每煮沸 1次水就可以大幅降低其亚硝酸盐含量，另考虑到总体亚硝酸盐含量相对较低，所以随着煮沸和脱水次数增加亚硝酸盐含量虽有上升趋势，但基本不明显。11种样品在0～12次煮沸期间只有8号样品在7次煮沸后超出国家标准，这提示我们在生活中应尽可能将饮用水只煮沸1次，以保证摄入的亚硝酸盐量足够低。尿素和磷酸氢二胺煮沸后对亚硝酸盐含量没有显著影响，但亚硝酸钠的存在会因煮沸次数的增加而使亚硝酸盐的含量波动上升，只要控制亚硝酸钠浓度并控制煮沸次数就基本能保障我们的健康。