（环境科学专业论文）蔬菜硝酸盐快速检测方法在栽培实验中的应用.pdf

东北师范大学毕业论文 影响研究中，在此研究中发现：蔬菜中硝酸盐的含量随着施入氮肥的 种类和数量而异，且随着土壤中氮素水平和有机质含量的增高而增多； 在同等栽培条件下，不同种类的蔬菜对硝酸盐的累积量不同，有菠菜 萝h 小白菜 香菜 油菜。随着蔬菜采收期的延长，蔬菜中硝酸盐 的含量逐渐降低。 本文还对如何控制蔬菜硝酸盐的含量，以减少其对人本的危害做 了简单的阐述，并对未来的工作提出了几点建议。 关键词：蔬菜硝酸盐施肥快速检测 奎i ! 堕蔓叁兰竺些笙塞 a b s t r a c t a c c o r d i n gt om e d i c a lr e s e a r c h ，t h er a t eo ft h ep e o p l ew h oi n f e c tw i t h c s 3 i c c r ，e s p e c i a l l y t h e d i g e s t c a n c e l i s r a i s i n g r e c e n t y e a r sm a n y r e s e a r c h e r sb e l i e v et h a tt h ec a n c e r sr e s u l tf r o mt h en i t r a t ea n dn i t r i t e t a k e ni ns om a n yd a t ai n d i c a t e dt h a tt h e8 0 o fn i t r a t ew h i c h p e o p l et a k e i nc o m e sf r o mv e g e t a b l e s ，e s p e c i a l l yt h el e a fv e g e t a b l e s v e g e t a b l e sa r c n e c e s s a r yf o o di n p e o p l e sn o n n a l1 i f e t h e r e f o r e i fw ew a n tt or e d u c et h e a s s i m i l a t e dn i t r a t e ，w em u s tt a k ee f f e c tt or e d u c e i t sa c c u m u l a t i o ni n v e g e t a b l e s s oi t i s i m p o r t a n tt or e s e a r c ht h ed e t e c t i o n so f t h en i t r a t ea n d t h ef a c t o ro fn i t r a t ea c c u m u l a t i o ni nv e g e t a b l e s i nt h i sp a p e r ，i te x p a t i a t e dt h ec o m p o s i t i o n s ，s o u r c e sa n d d a n g e r o u so f t h en i t r a t ea n d e x p l a i n e d t h em e c h a n i s mo fn i t r a t ea c c u m u l a t i o ni n v e g e t a b l e s ，t h ee f f e c to f f a c t o r sa n dd e t e c t i o n so fn i t r a t ei nv e g e t a b l e s 1 1 1 e b o d y o ft h i s p a p e rw a sr e s e a r c h o ft h e r a p i d d e t e c t i o n so fn i t r a t ei n v e g e t a b l e s ，a n da p p l i e d i tt o s t u d yt h a t t h ef e r t i l i z e r sa f f e c tt h en i t r a t e a c c u m u l a t i o ni n v e g e t a b l e s i tc o n t r i b u t e st ov e g e t a b l e sp l a n t i n g ；g r e e n f o o dp o p u l a r i z e d ，a n d p r o t e c t i n g t h e p e o p l ef r o m n i t r a t e ， f i r s t l y a c c o r d i n g t o n 0 3 一a c t i n g a sa no x i d a n tr e a c t s w i t h d i p h e n y l a m i n e ，w h i c hp r o d u c e sac o l o r e di m i d o q u i n o n o i dc o m p o u n d o n t h eb a s i so fv i s n a lc o l o r i m e t r y , a s i m p l e a n d r a p i dm e t h o df o rt h ed e t e c t i o n o fn 0 3 i nv e g e t a b l e si s p r o p o s e d ，n a m e l y ：d i p h e n y l a m i n ed e t e c t i o n i n a d d i t i o n t h en i t r a t ec a r lb ed e o x i d i z en i t r i t eb yc a d m i u mp o w d e ru n d e r a l k a l e s c e n tc o n d i t i o n s ，s on i t r i t er e a c t i n gw i t hp a r a a m i n o b e n z e n e s u l f i c a c i da n di t s p r o d u c t i o n r e a c tw i t hh v d r o c h l o r i c n a p h t h a l e n e e t h y l e n e d i a m i n e o nt h eb a s i so f v i s u a lc o l o r i m e t r y ，t h eo t h e rd e t e c t i o nw a s f o u n d ；i tw a sc a d m i u mp o w d e rd e t e c t i o n r e s e a r c hi n d i c a t e dt h a tt h e r e s u l t so b r a i n e db yt h e s cm e t h o d sa r ei nc o n s i s t e n c yw i i ht h o s eo b t a i n e d b y t h ec o n v e n t i o n a ls t a n d a r dr u e 1 0 df g b t5 0 0 9 3 3 1 9 9 6 ) s e c o n d l y ，w e u s e dc h i n e s e c a b b a g e ，r a d i s h ，r a p e ，s p i n a c ha n dc a r a w a y a sm a t e r i a l st or e s e a r c ht h ef e r t i l i z e re f f e c tt h en i t r a t ea c c u m u l a t i o ni n v e g e t a b l e sb yc o n d u c t i n go f f i e l da n do u t s i d e p o t t e dp l a n te x p e r i m e n t s 、t h e d e t e c t i o n sa r et h e d i p h e n y l a m i n e d e t e c t i o na n dt h ec a d m i u m p o w d e r 乐北师范人学毕业论文 d e t e c t i o nt h a tw er e s e a r c h e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h en i t r a t ec o n t e n ti n v e g e t a b l e s i sv a r i o u sw i t ht h ed i f f e r e n tn i t r o g e nf e r t i l i z e r sm a da m o u n t ， i n c r e a s i n gw i t h t h er a i s eo f t h ed o s a g eo f n i t r o g e na n do r g a n i s mi nt h ef i e l d i nt h es a m et i m e ，r e s e a r c hf o u n dt h a tt h ed i f f e r e n c ec o n t e n to f n i t r a t ei nt h e d i f f e r e n c ev a r i e t yo fv e g e t a b l e se v e nu n d e rt h es a m eg r o w t hc o n d i t i o n s t h e r ei s ：s p i n a c h r a d i s h c h i n e s ec a b b a g e 绿叶菜类 白菜类 葱蒜类 豆类 瓜果类 茄果类 多年生类 食用菌类 张竹青等”3 1叶菜类 豆类 瓜菜类 果菜类 段永蕙等1叶菜类 根菜类 豆类 瓜菜类 葱类 茄果类 张漱茗等o叶菜类 根菜类 葱蒜类 瓜果类 豆类 茄果类 j 申秀英等( 1 1根菜类 绿叶菜类 白菜类 甘蓝类 豆类 茄果类 瓜类 杨惠芬等m 1绿叫菜类 白菜类 根茎类 鲜豆类 瓜类 葱蒜类 茄果类 即使同类蔬菜不同品种间硝酸盐的累积量也存在着较大的差异： o l d a y 等曾报道，光滑叶型品种h y b r i d 4 2 4 菠菜的n 0 3 含量较皱叶型 品种低，外界n 0 3 - n 浓度高时更是如此；沈明珠等报道【9 莴苣b e l l o n e 4 东北师范= 学硕t 毕业论文 品种的硝酸盐含量是t o m a d a 品种的2 0 8 倍。 同一株蔬菜的不同部位对硝酸盐的累积也存在着差异。艾绍英等 报道 1 ”，蔬菜不同部位的硝酸盐含量大小顺序一般为：根和茎部较高， u 十次之，叶柄高于叶片，外时( 下部时) 高于内部叶【上部叶) ，花和 果实较低。 造或蔬菜不同种类、品种以及同一植株不同部位的硝酸盐累积量 的差别的原因主要是受遗传因子控制所致。 n e l s o n ( 1 9 8 4 ) - 报道，不同品种和不葡植株部位的硝酸盐浓度差异主 要取决于吸收硝态氮的能力、硝酸盐还原酶活性和光合作用能力等。 硝酸盐还原酶是n o r 还躁过程的限速酶，其活力强度是可遗传的。但 蔬菜硝酸盐还原酶活性与n 0 3 含量的关系较为复杂，研究结果不； o l d a y 等【l 龇指出不同品种菠菜硝酸盐含量与其硝酸盐还原酶活性之淌 呈负相关。b l o m z a n d s t r a 等 2 0 】的研究表明，培养介质中含有n 0 3 一时， 不同基因型莴苣组织中硝酸盐浓度与n r 没有关系，当培养介质中不舍 n 0 3 - 时，硝酸盐浓度与n r 呈正相关。因此，我们不能用简单的模型来 描述n r 与蔬菜硝酸盐浓度之间的关系，许多因素可能对此产生影响。 此外，不同收获期对蔬菜硝酸盐累积的影响也较大。蔬菜中硝酸 盐的含量趋势是生长前期大于生长后期驻“。这主要可能由二个因素造 成：一是蔬菜生长前期根系活力相对较强，对土壤中n 0 3 的吸收能力 也比较强，而生长后期及成熟期根系活力减弱，吸收n o r 的能力降低： 二是因生长后期植株个体较大，对体内的n 0 3 - 存在定的稀释作用。 ( 2 ) 影响蔬菜硝酸盐累积的外部因子。 光照的影响 已有研究表明 2 ”，光照影响蔬菜硝酸盐的累积。延长光照时翘以 及增加光的强度都会使蔬菜n o r 含量下降。据段永蕙等报道【1 4 1 ，监测 同一块地，同一品种的芹菜，分别在7 点、1 2 点、1 6 点取样测定。其 硝酸盐含量顺序为1 2 点 尿素 碳铵 对照。 此外，还有不少学者对n 、p 、k 肥配施对蔬菜硝酸盐的累积影响 作了研究。王朝辉等( 1 9 9 7 ) 研究表明，磷对作物氮素代谢的影响具 有双重性，磷既影响作物对硝态氮的吸收，也影响作物的成长发育， 磷不足时，不仅抑制作物生长发育，也减少对硝态氮的吸收，从而降 低硝态氮的累积；磷充足时，既能促进硝酸盐还原同化，也能增强作 物对硝态氮的吸收，因而提高作物硝态氮的含量。但艾绍英等( 1 9 9 9 ) 3 3 的研究未发现磷对硝酸盐含量有任何影响。也有研究表明例，磷肥 对蔬菜硝酸盐含量有显著影响。植物缺磷，蛋白质合成受阻，严重影 响植物的生长和对硝酸盐的吸收。 钾在植物体内的作用是多方面的，其中包括促进蛋白质的合成、 促进硝酸盐还原酶( n r ) 及亚硝酸盐还原酶( n i r ) 的合成、加快硝 酸盐由根向叶片的运输，促进硝态氮的还原和利用等。何天秀等 1 9 9 2 ， 研究了一些蔬菜不同部位硝酸盐与钾含量的关系，得到如图2 所示的 钾与硝酸盐含量关系的回归曲线： 东北师范大学硕士毕业论文 n 0 3 k 图2蔬菜中k 与n 0 3 一含量关系的回归曲线 图2 中表明，钾与蔬菜体内硝酸盐含量呈显著的负指数相关。 微肥对蔬菜硝酸盐含量的影响 氯对蔬菜硝酸盐含量的影响：一些研究表明【3 5 】，在同等氮素水平 条件下施用氯化铵，蔬菜中硝酸盐的含量最低，这可能是c 1 一对n 0 3 的拮抗作用和取代效应 3 7 , 3 8 , 3 9 1 所致。同时c 1 。还可以抑制土壤中硝化 细菌的活性【40 1 ，从而抑制硝化作用的进行。并能促进氨基酸和蛋白质 的合成洲，使蔬菜中硝酸盐的累积降低。 硫对蔬菜硝酸盐含量的影响：硫是硝酸盐还原酶的巯基组成成分， 适当的硫对诱导和维持较高的酶活性是必要的。研究表明1 4 ”，适量的 施用硫磺能显著地降低小白菜整株及各器官和甘蓝叶球的硝酸盐含 量，与不施硫相比，小白菜叶片硝酸盐降低1 9 1 7 3 ，甘蓝叶球降 低1 2 2 5 8 3 。施硫促进作物生长，作物生长对其体内硝酸盐有一定 的稀释作用。 钴、铜、铝、锰、锌、硼对蔬菜硝酸盐含量的影响 蔬菜喷施微肥如：锰、钼、锌、硼等微量元素均对降低硝酸盐含 量有良好的效果，黄启为等 3 5 对小白菜喷施钼、锰、锌肥后，发现三 种微肥均能有效地降低小白菜硝酸盐含量，且有：m o m n z n 。孙映 波4 3 】等研究表明，蔬菜适量喷施铜、锰微肥能激活蔬菜体内硝酸盐还 原酶，从而使蔬菜植株硝酸盐含量下降。另有研究表明【1 0 ，蔬菜施钼、 东北师范大学硕士毕业论文 钴、硼、锰等微量元素可提高n r 活力，加快硝酸盐还原速率，从而减 少其积累。 1 3 硝酸盐的测定方法简介 由于硝酸盐对人体的危害比较突出，因此，对它们的检测工作就 显得尤其重要。测定硝酸盐的方法很多，最常见的有离子选择性电极 法1 4 44 5 1 ，原子吸收法1 46 1 ，极谱法 4 7 ，以及光度法h 8 等，表2 和表3 列出了常见的几种硝酸盐的检测方法和国家标准检测方法【4 9 。 在这些方法中，因离子选择性电极法易受氯离子和碳酸氢根离子 的干扰，硝酸根的定量还原较难把握，因而，电化学法测定硝酸根得 不到推广；原子吸收法测定硝酸根灵敏度欠佳，也未得到广泛应用； 极谱法测定硝酸盐干扰较多，重现性不好，且不灵敏；光度法与其它 几种方法相比，较为灵敏，准确度高，因此得到了广泛的应用。但通 常使用的多为亚硝酸根的重氮化和偶联反应，形成偶氮染料的光度法 均需使用有毒试剂 5 0 1 。荧光法测定微量的硝酸盐的方法也各有不足之 处，如2 ，6 二氨基吡啶法需要溶剂萃取，联吡啶法试剂本身有毒性且 干扰较大剐；日本科学工作者利用硝酸根与双( 2 ，9 - 二甲1 ，1 0 一菲绕 啉) 铜( i ) 形成的离子进行了原子吸收的分析测定，但消除不了碘 离子，硫氰根离子及等量氯离子和硅酸根离子的干扰。另外，这些方 法都需要精密仪器，操作较为繁琐，不适于对大批量蔬菜硝酸盐含量 的检测，也不方便于田间的在线检测。 9 东北师范大学硕士毕业论文 表2 硝酸盐检测的一般方法 测 试适 样品 定 方法 方法原理所需仪器的前检限 十扰剂用方法点 方 史献 离子毒范评 法 处理 性围 尚蔬菜中硝酸硝酸根离子选p h s 3 b ：简单 1 0 - o1 0 。m d lc r 无蔬需精密 子盐的危害及择性电极和饱p h 计s 0 4 2 -菜仪器 选检测【州和甘汞电极组( r e x ) ： n q 。 择成电池，通过 p n 0 3 一i 型 倒 测电动势计算硝酸根离 电硝酸根离子子选择性 极的浓度屯极； 法离子选择性当硝酸根离子离子分析简单 01 4 1 4 0 0 0 m g n _c r 无水有温度 电极法卣接电极与含硝酸 仪： 1 。 干扰， 测定水质中根溶液接触硝酸盐选 b f 需精密 硝酸盐氮”5 】时，电池的电择性电极； h s 。 仪器， 动势随溶液中参比电极； c n - 硝酸根离子活恒温磁力 c 0 3 2 。 h c o 度变化而变搅拌器； - 3 化，日遵守n 0 2 - n e n l s t 方程 原间接原子吸银离子i ，1 0 -原子吸收较麻 4 1 0 0 c l _确水需精 子收光谱法测 邻一氨菲 分光光度烦8 1 0 - i m o l l 1 。 毒密仪 吸定水中的n 0 ，形成不 b r 器， 收 n o ， 溶性络合物，银空心阴 c o 产 样品 法剩余的银由极灯；前处 原于吸收光理麻 谱法测定。烦 极蔡晓华等，利用用h c lj p 1 a 型单较麻 4 1 0 - 8 m o i l有水需精 盐 单扫描示波洗过的z n 粉扫示被极烦 5 x 1 0 一毒密仪 日 法极谱洁同时将n o a 还原谱仪；三电1 1 0 0 m o l器： 测定环境水成n 0 2 。来间极系统；定 受 中痕量硝酸接测定n o ，。时往复振n o r + 根及弧硝酸荡机； 还原 根离心机； 效率 影响， 分冷家峰等，样品中的硝分光光度麻烦 00 5 4 0 0 m g l 有蔬需精 光紫外分光光酸盐枉酸性计；振荡毒菜密仪 光度法测定蔬条件下与氨器；捣碎器i 样 度菜鲜样中的皋磺酸反应机。品前 法硝酸盐一8 】生成有色物处理 质，比色测 麻烦： 定。操作 时间 长。 东北师范夫学硕上毕业论文 表3 硝酸盐检测的标准方法 水和方法原理所需样检出限干扰试适用方法 废水仪器品n 0 3 - n物剂范围点讦 标准前毒 检验处件 法( 第理 1 5 版) 4 卅 紫外n o ：。一n 在2 2 0 纳米紫外简溶解有机无地面需精 分光处吸光分光 盥 物；清洁密仪 光度光度表面活性水和器， 法测计：离剂：未受 n o ： 子交n 0 2 ：明显 ( 试 换柱： c p 污染 行) b r： 的地 h c o ，。和 下水 c 0 ：+ f e r 硝酸n o ：吨檄与参比电 p h 简 o15 - 5 0 m g lc 1 l ：1 ： 有较清需电 根电檄级成t 作电池， 计；参萱 s 。；c n ；洁的极日 极筛测定电位差来测 比电 n o ， ：水干扰 选法 n 0 ：。极；h c o t 。： 物较 ( 试 n 0 3 。 有机酸多 行) 电极； 搅拌 器； 镉柱n o ；经镉柱还原后还原麻 0 0 l - 0 4m g lc l _ ：f e ： 有饮用需精 还原与对氨基苯磺酰胺柱；分烦c u 或其水：密仪 法测重氯化后与萘皋乙光光他金属；清洁器；样 n 0 3 二胺偶合生成偶氨度计；油和脂： 地面品前 染料，比 水和处理 地下麻烦 水 酚二n o ；在无水情况下分光麻 o 0 2 - 20 m g l c 】_ 和其有饮用需精 磺酸与酚二磺酸反应，生光度烦 它氧化剂水，密仪 光度成硝基二磺酸酚，狰t r ：( 如地下器；样 法测碱忡条件下显黄色，f e 圹：水和品前 比色n o ，。)清洁处理 铵盐；有地面麻烦 机物；碳水 酸盐 戴氏 在碱性条件下n 0 3 + 带氮简 n 0 2 - ；铵 无严重需蒸 合金被戴氏台余还原为球的单和铵盐：污染馏装 还原氨经蒸馏被硼酸溶定氮的水置；操 法测液吸收，用纳氏试剂蒸馏样作较 n 0 3 。光度法或酸滴定法装置：麻烦 测定 东北师范大学硕士毕业论文 1 4 本项实验研究的目的、内容及意义 1 4 1 研究目的 本实验中的测定方法主要是利用镉粉将硝酸根还原成亚硝酸根，在 弱酸性条件下，亚硝酸根与对氨基苯磺酸发生重氮化后，再与u 萘胺 起偶合反应，生成紫红色偶氮染料，显色深浅与亚硝酸盐含量成正比 口“，把所显颜色与标准色阶对照，间接的确定样品中硝酸盐的含量。 本实验目的是研究出一种简便、快速、不需使用精密仪器的蔬菜 硝酸盐的检测方法。并运用此方法对施肥对蔬菜硝酸盐的累积影响进 行进一步研究探讨。 1 4 2 研究内容 ( 1 ) 检测方法的研究 研究出一种简便、快速、不需要使用精密仪器的适于对大批量蔬 菜以及田间蔬菜在线检测的蔬菜硝酸盐的检测方法。 ( 2 ) 所研究出的检测方法的可行性探讨 将此方法与国家标准方法( g b t 5 0 0 9 3 3 1 9 9 6 ) 中的标准镉柱法 网相比较，验证其可行性。 ( 3 ) 将此检测方法应用于施肥对蔬菜硝酸盐累积影响的研究中 进一步验证此方法的实际应用性。并探讨不同氮肥种类、同种氮 肥的不同施用量以及不同土壤自身肥力对小白菜硝酸盐的累积影响。 同时还对同等栽培条件下的不同种类的蔬菜( 油菜、小白菜、菠菜、 萝h 、香菜) 对硝酸盐的累积进行了研究。 1 4 3 研究意义 本研究工作的意义在于，研究出了一种简便、快速的更具有实际 意义的蔬菜硝酸盐的快速检测方法，能够更好地对蔬菜硝酸盐进行监 督、榆测，使人们更进一步认识蔬菜硝酸盐污染的严重性；同时本文 应用此研究方法对施肥对蔬菜硝酸盐的累积影响也做了深入的探讨， 为人们合理栽培和选择食用蔬菜提供了科学依据。对进一步防止蔬菜 硝酸盐对人体的危害做出了贡献。 东北师范大学硕士毕业论文 第二章实验部分 2 1 实验一蔬菜硝酸盐快速检测方法的研究 2 1 1 实验原理 二苯胺法 在浓硫酸介质中，硝酸盐可与二苯胺迅速反应生成蓝色亚胺型醌式 化合物5 “，产物颜色深浅与硝酸盐浓度成一定函数关系，根据显色与 标准色阶的对照，粗略得出样品中硝酸盐的含量水平。 镉粉法 在弱碱性n 出c 1 缓冲液中，硝酸盐可被镉粉还原成亚硝酸盐，在 弱酸性条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸反应，生成重氮盐，再与盐 酸1 一萘乙二胺偶联生成红色染料，显色深浅与亚硝酸盐含量成正比 5 2 】，根掘显色与标准色阶对照，确定样品中亚硝酸盐含量，间接得出 样品中硝酸盐的含量。 2 1 2 实验仪器与试剂 仪器： 分光光度仪 蔬菜榨汁器t 自制) 可调微量移液器 白色比色板 具塞小玻璃瓶( 约3 5 m 1 ) 脱色柱 常用玻璃仪器 试剂： 粉末状活性炭：5 5 0 。c 灼烧4 h 后备用。 中性氧化铝：5 5 0 。| c 灼烧4 h 后备用。 东北师范大学硕士毕业论文 n a n 0 3 标准溶液i ：分别配制含n a n 0 35 4 8 ，1 3 7 1 ，2 1 9 4 ，3 0 1 6 ， 3 8 3 9 ，4 6 6 1 ，5 4 8 4 m g l 的标准溶液，其对应的n 0 3 - 浓度依次为4 0 ， 1 0 0 ，1 6 0 ，2 2 0 ，2 8 0 ，3 4 0 ，4 0 0 m g k g 。 n a n 0 3 标准溶液i i ：分别配制含n a n 0 33 4 ，3 ，6 8 5 ，1 0 2 f 8 ，1 3 7 1 ， 1 7 1 4 ，2 0 5 6m g l 的标准溶液，其对应的n 0 3 - 浓度依次为2 5 ，5 0 ，7 5 ， 1 0 0 ，1 2 5 ，1 5 0 m g k g 。 镉粉：于5 0 0 m l 硫酸镉溶液中，投加足够的锌片，将生成的海绵 状镉转移至研钵中，压实成细小颗粒，用水洗净，分装于具塞小玻璃 瓶中约1 3 体积处，水封备用。 二苯胺试液：0 5 9 二苯胺溶于5 0 m 1 9 8 的浓硫酸中，配制成 0 9 l 的二苯胺的检测剂。 固体显色剂：称取对氨基苯磺酸l g ，盐酸一1 - 萘k , - - 胺0 2 9 和2 0 9 酒石酸，于玛瑙研钵中充分研细，混匀，置棕色瓶中保存。 n h 4 c 1 缓冲液：1 l 容量瓶中加入5 0 0 m l 水，准确加入2 0 m l 浓盐酸 和5 0 m l 氢氧化氨，振荡摇匀，定容至刻度。 盐酸溶液( 0 1 m o l l ) ：吸取8 ，4 m l 浓盐酸于l l 的容量瓶中，用 蒸馏水定容至刻度。 再生液：取3 8 9 e d t a 一2 n a 和1 2 5 9 无水c u s 0 4 溶于l l 水中，用 2 m o l l 的n a o h 调节p h 值为7 左右。 2 1 3 实验方法 2 1 3 。1 样品的采集与前处理： 蔬菜样品要用蒸馏水洗净、晾干，取适量蔬菜可食部位，放入榨 汁器中进行榨汁，菜汁收集到试管中，然后用离心机离心去除榨汁过 程中混入的纤维和泥土，取适量上清液待用。 定量吸取l m l 样品汁液置于装有3 c m 氧化铝和l e n a 活性炭的脱色 柱中，再用2 m l 蒸馏水冲洗，洗液同滤液一起收集到玻璃管中，定容 后待测。 东北师范人学坝l 毕业沦文 如果是在阳问进行在线检测，样品的前处理可另做考虑，即蔬菜 样品可以用滤纸吸f 表面的水分，擦去附着的尘土。然后用榨汁器榨 汁，汁液可不进行离心，直接经脱色柱进行脱色处理。 2 1 3 2 蔬菜中硝酸盐含量的测定 二苯胺法： 取适量脱色后的蔬菜汁液，用胶头滴管取2 滴于比色板中，同时， 分别取2 滴n a n o 标准溶液i 中的各种浓度的标准液于另一块比色板 中，分别向样品液和标准液中滴入3 滴二苯胺试液，显色后将二者进 行对比，判断样品液中硝酸盐含量。如颜色超出色阶，需对原汁液稀 释后再进行测定( 本文硝酸盐含量均以n 0 3 一计) 。 镉粉法： 取适量脱色后的汁液，稀释一定的倍数( 不同蔬菜稀释倍数不同， 根据n a n 0 3 标准溶液来进行稀释，使测定结果在可测范围内。) ，用可 调微量移液器分别向装有镉粉的小瓶中加入8 0 0 p1 n t l 4 c 1 缓冲液， 再向其中加入2 0 0 u1 稀释后的样品液，用同样的方法以n a n 0 3 标准溶 液i i 中的各标准液代替样品液，进行上述操作。然后统一盖上胶盖， 剧烈振摇2 r a i n ，约2 0 0 次，静置5 r a i n ，取3 滴样品液和各浓度的标准 液与比色板中，分别加入1 小匙( 约5 0 m g ) n 体显色剂，2 m i n 后将二者 进行对照，判断样品中硝酸盐浓度。 镉粉再生 将检测过2 3 次样品的镉粉先用蒸馏水和0 1 m o l l 的盐酸各洗一 次，再加入适量再生液，振荡使之与镉粉充分接触，最后水洗两次， 水封，盖k 胶盖备用。 2 1 4 结果讨论 2 1 4 1 样品液脱色方法的研究 由于蔬菜汁液颜色对快速检测方法中的显色体系影响较大，所以本 文对活性炭和氧化铝对蔬菜汁液的脱色效果进行了研究，并用标准镉 柱法5 3 】对两种脱色剂单独使用和联合使用时的蔬菜汁液中硝酸盐的损 东北师范人学硕士毕业论文 失量进行了测定，结果见表4 表4 不同脱色荆的脱色效果比较 麟 油菜白菜菠菜 脱色剂 颜色 n 0 3 - 含量 颜色 n 0 3 。含量 颜色 n 0 3 。含量 ( m g k g )( m g k g )( m g k g ) 4 i 脱色深绿2 9 4 8绿1 2 3 6深绿1 6 9 9 4 c m 氧化铝柱 绿2 9 2 4浅绿“9 6绿1 6 1 3 2 c m 氧化铝 微绿 2 3 5 l 微绿 1 0 2 0 微绿 1 5 2 0 + 2 c m 活性炭杜 3 c m 氧化铝 微绿2 8 5 4微绿1 1 1 7微绿1 6 1 5 + l c m 活性炭柱 l c m 氧化锚几乎 2 2 8 3 几乎 9 4 1 几乎 1 4 1 0 3 c m 活性炭柱无色无色无色 4 c m 活性炭柱无色 1 4 0 2 无色6 8 7无色 9 3 3 从表4 可以看出活性炭柱脱色效果最好，但同时它对硝酸盐的吸 附量也最大，因此不适合作快速测定法的前处理方法；而氧化铝柱虽 然对硝酸盐吸附的较少，但脱色效果达不到要求，综合考虑本文快速 测定法的需要，选取3 c m 氧化铝+ l c m 活性炭柱来对蔬菜汁液进行脱色 比较合理。利用标准镉柱法对经此脱色柱脱色后的蔬菜汁液进行加标 回收率测定，结果如表5 从表5 中可以看出，用3 c m 氧化铝+ l c m 活性炭柱来进行脱色处理 的样品的加标回收率均在9 0 以上，基本符合蔬菜硝酸盐快速检测方 法的要求，因此，在对蔬菜的脱色处理上选择3 c m 氧化铝+ l c m 活性炭 柱来进行。 2 1 4 2 蔬菜硝酸盐快速检测方法实验条件的筛选 ( 1 ) 样品液与显色剂最佳用量的确定 东北师范人学硕十毕业论文 耿用经镉粉还原的同一样品液1 - 4 滴，分别与1 3 匙固体显色剂反 应来确定镉粉法样品液与固体显色剂的最佳用量。再取脱色后的汁液 1 4 滴( 硝酸盐含量过多时需稀释一定倍数) 分别与1 4 滴二苯胺试液 反应来确定二苯胺法的样品液与显色剂的最佳用量。结果见表6 表6显色剂和样品液最佳用量筛选 【显色剂 二苯胺( 滴)固体显色剂( 匙) j i 样品趴1234123 l ( 滴) r 1 浅蓝灰蓝蓝深蓝浅粉浅粉浅粉 i 2 浅蓝灰蓝蓝蓝浅粉红浅粉红浅粉红 3 浅蓝浅蓝灰蓝蓝粉红粉红粉红 4 浅蓝浅蓝灰蓝灰蓝紫红紫红紫红 从表6 可以看出，对于二苯胺快速检测法，当样品液与二苯胺体 积比为1 ：i 时，显色不足，但二苯胺过多时会使颜色过深，不利于目 视比色，因此最佳用量为样品液2 滴，二苯胺3 滴。在镉粉法中，能 很明显地看出1 匙显色荆对于样品液在4 滴范围内均是过量的，所显 颜色随着样品液增多而加深，颜色过浅和过深都不便于进行比色，所 以将样品液和显色剂量分别定为3 滴和1 匙。 ( 2 ) 镉粉法中样品液与镉粉最佳用量的确定 因为样品液的还原反应是在编碱性的环境中进行，所以需向反应 体系中加入一定比例的偏碱性n 地c 1 缓冲液。本文在参考了文献 5 3 中 标准镉粉法中的样品液与n h 4 c l 缓冲液的用量比( 1 ：2 。5 ) ，考虑到方 便计算的问题，做了1 ：1 和1 ：4 两种比例的对照试验，结果表明1 ： 4 的比例反应结果好于1 ：1 。由于小瓶容积有限，样品液和缓冲液的 加入量分别定为2 0 0 ul 和8 0 0 ul 。 在固定其他条件的基础上，对镉粉用量为小瓶的l 3 体积和1 2 体 积进行了对比试验，发现二者无明显差别，说明1 3 体积镉粉用量已足 够，为给样品液和缓冲液留出足够的反应空间，本试验镉粉用量为小 东北帅范大学硕l 毕业论文 瓶的1 3 体积。 2 1 4 3 蔬菜硝酸盐快速检测方法的可行性分析 ( 1 ) 快速检测方法与标准镉粉法在测定结果上的可行性分析 本文利用两种硝酸盐快速检测方法( 二苯胺法和镉粉法) 对市场 上现售蔬菜中硝酸盐的含量进行了检测，并将测定结果与文献5 3 1 中标 准镉柱法检测的结果做了比较，结果见表7 表7 n 0 3 检测准确度对比试验 蔬菜镉柱法镉粉法相对镉柱二苯胺法 相对镉柱 法偏差 名称 m g k gm g k g 法偏差( ) m g k g ( ) 大白菜 1 5 0 61 5 6 03 61 4 6 03 1 小白菜 1 9 1 92 0 5 06 82 0 3 05 8 油菜 1 6 7 31 7 0 01 61 8 1 08 2 芹菜茎 2 0 8 82 2 5 07 _ 8 1 9 1 08 5 芹菜叶 1 5 0 71 6 0 06 21 5 3 0】5 菠菜 1 6 7 01 5 6 06 61 5 3 08 ，4 花豆 4 2 74 3 0o 74 1 04 0 菜豆 4 1 64 2 01 03 8 08 6 茄子 9 48 59 68 59 6 西红柿 2 92 03 1 未检出 青椒 2 9 72 8 0572 6 01 2 4 黄瓜皮4 7 34 9 03 65 1 07 8 黄瓜瓤 9 51 0 05 38 01 5 8 土豆 1 0 59 59 58 02 3 8 从表7 中可以看出，两种快速检测法除对个别硝酸盐含量较少的 东北师范人学顶士毕业论文 样品测定时有较大偏差外，其余都在1 0 以内：同时镉粉法比二苯胺 法显示出更高的准确度，但二者都表现出了与镉柱法较好的一致性。 在对蔬菜中硝酸盐含量进行快速定量分析时，其准确度可以达到要求。 ( 2 ) 蔬菜硝酸盐快速检测法与标准镉柱法在难易程度上的可行 性分析 表8镉粉法、二苯胺法与镉柱法在难易程度上的比较 比较项目标准镉柱法镉粉法二苯胺法 操作步骤1 2 步4 步3 步 完成实验用时约6 0 r a i n约l o m i n约2 m i n 掌握技术难易难易易 所崩仪器贵重，不便携带简单，便于携带简单，便于携带 费用高低低 适用范围精确定量检测定量快速检测定量快速检测 通过与标准镉柱法的比较，表明蔬菜硝酸盐快速检测法( 镉粉法 和二苯胺法) 无论是在测试难易程度上还是在经济方面都优于标准镉 柱法。在定量检测要求内，适合对大批量的蔬菜样品进行硝酸盐含量 的检测，同时也适用于阳间在线检测。 2 1 5 结论 综上所述，蔬菜硝酸盐的快速检测方法( 镉粉法和二苯胺法) 能 够适用于对蔬菜硝酸盐含量的定量检测。其中镉粉法的准确度要好于 二苯胺法，但此法耗费时间较长，镉粉在使用2 - 3 次后，需要清洗和再 生处理，这使得测定显得有些繁琐，而二苯胺法检测之后不需要再进 行任何处理，真正做到了简便快速，但其准确度没有镉粉法好，所以， 将二苯胺法与镉粉法联合使用，可以得到更好的检测效果。 2 2 实验二蔬菜硝酸盐快速检测方法在施肥对蔬菜硝酸盐 累积影响研究中的应用 1 9 东北师范大学 ! ! i i 士毕业论文 在完成了蔬菜硝酸盐的快速检测方法研究的基础之上，在确定了 两种快速检测方法( 镉粉法和二苯胺法) 的可行性之后，我们将这两 种方法应用于施肥对蔬菜硝酸盐累积影响的研究中，为今后大力开展 无公害蔬菜和绿色食品工作提供了科学依据。 2 2 1 实验材料与方法 材料 供试蔬菜：小白菜、油菜、香菜、萝h 、菠菜： 供试化肥：本实验选用目前蔬菜生产叶i 较多使用的尿素、磷酸二铵和 n p k 复合肥； 供试土壤：贫土、中等肥力土、肥土、高肥土：供试土壤的肥力性质 见表9 表9供试十壤的主要肥力性质 【十壤贫士中肥土中肥土中肥土中肥土h b 土高肥土 1( n o )( n 。)( n 2 )( n 3 ) f 水解氮 ( g k g ) o 0 3 5 7 0 1 0 601 1 70 1 1 9o 2 3 00 3 0 71 1 1 3 【有机质 】( g k g ) o 3 6 2 2 0 3 82 3 0 03 04 43 9 3 66 8 2 72 0 1 3 2 方法 本实验选用用间实验和盆栽实验相结合的方法来进行研究。 开= | 间实验：在东北师范大学环境科学系楼后，自己开辟出块土 地作为田间实验的蔬菜种植地，考虑到实验周期和蔬菜的生长周期等 因素，选取生长期短且对硝酸盐累积多的叶菜类蔬菜( 小白菜、油菜、 香菜、水萝h 、菠菜) 进行研究。由于蔬菜的生长期短，因此采用以 有机肥为底肥，中间施肥一次的方法来对施肥对蔬菜硝酸盐的累积进 行研究。 盆栽实验：考虑到实验田面积较小，不利于氮肥种类的实验进行， 所以采用盆栽实验来对不同种类的氮肥对蔬菜硝酸盐累积来进行研 究。以不同种类的氮肥为底肥，生长期间不再施肥。 2 2 2 实验设计 东北师范人学7 匝十毕业论文 不同土壤肥力实验 室外盆栽实验，供试蔬菜为小白菜，供试土壤有贫土、肥土、高 肥土三个处理，三个平行，不施用任何化肥，土壤肥力性质见表9 氮肥种类实验 室外盆栽实验，以中等氮量标准( 每亩施氮9 公斤计) ，等氮量施 以尿素、磷酸二铵、n p k 复合肥三种处理，4 个平行( 见表1 0 ) 。因 所选蔬菜生长期短，全部用作基肥，土壤肥力性质见表9 。 表】o 氮肥种类实验殴计表 氮肥种类及施用量( 千克亩) 实验方法供试土壤供试蔬菜 磷酸二铵尿素n p k 复合肥 ， 盆栽实验 肥土小白菜5 0 o1 9 55 0 o 氮肥用量实验设计 田间微区实验，每微区1 5m 2 ，中间有沟渠隔开，以有机肥为底肥， 旌以磷酸二铵，用量设四个处理( 见表1 1 ) ，因所选蔬菜生长期短，因 此除n o 外全部追肥一次，时间在蔬菜出苗后第2 1 天。土壤肥力性质见 表9 。 表1 l 不同氮肥施用量的实验设计 磷酸二铵施用量( 千克亩) 实验方法供试十壤供试蔬菜 n 0n 1n 2n 3 l 田间实验中等肥力土壤小白菜 o5 0 07 5 01 5 0 0 同种栽培条件下不同种类蔬菜对硝酸盐累积影响的研究实验 田间微区试验，每微区1 5m 2 ，中间有沟渠隔开，以有机肥为底肥， 施以磷酸二铵，用量设四个处理( 见表1 2 ) ，因所选蔬菜( 小白菜、油 菜、菠菜、香菜、萝h ) 生长期短，因此除n o 外全部追肥一次，时间在 蔬菜出苗后第2 1 天。实验设计见表1 2 东北帅范大学伽i 一i ；业论文 表1 2 氮肥片j 量实验设计 磷酸二铵旌用量( 千克亩) 实验方法供试土壤供试蔬菜 n on 1n 2n 3 田间实验中等肥力十壤小闩菜 0 5 0 o7 5 o1 5 0 0 田间实验中等肥力土壤油菜 o5 0 o7 5 o1 5 0 0 田间实验 中等肥力土壤 香菜05 0 07 5 o1 5 0 0 田间实验中等肥力土壤菠菜 o5 0 o7 5 01 5 0 o 田间实验中等肥力土壤萝h o 5 0 o 7 5 o 1 5 0 0 2 2 3 测定方法 蔬菜中硝酸盐含量的检测方法： 以往蔬菜硝酸盐检测方法，比较繁锁、费时且需要精密仪器，因 此对这种实验量较大且需要在线跟踪检测的实验实施起来存在一定的 困难。本次实验采用自行研究的较为简便、快速的镉粉法和二苯胺法 对蔬菜硝酸盐含量进行了在线跟踪检测，大大地减少了实验量。 土壤肥力性质检测方法： 土壤有机质：重铬酸钾容量法外加热法5 5 ；土壤水解氮：碱 解蒸馏法川。 2 2 4 实验结果讨论 2 2 4 1 土壤肥力对蔬菜( 小白菜) 硝酸盐含量的影响 土壤肥力对小白菜硝酸盐含量的影响见图3 ： 从图3 中可以看出，土壤肥力的差异对小白菜中硝酸盐含量影响 较大；贫土栽培的小白菜的硝酸盐含量明显低于高肥土，其基本趋势 为贫土 肥土c 高肥土。在出苗6 天时高肥土栽培的小白菜中硝酸盐的 含量约为贫土栽培的2 倍，1 2 天后约为4 倍。我们可以通过表9 看出， 贫土的水解氮和有机质含量较低，而高肥土的水解氮和有机质含量较 高约为贫土的3 2 倍。这说明小白菜对硝酸盐的累积与土壤肥力水 东北师范大学坝【：毕业论文 平呈正相关，在施用较多农家肥时，小a 菜中硝酸盐的含量明显偏高， 因此我们在施用农家肥时，也不是越多越好，据文献报道【3 0 1 ，蔬菜缺 氮会抑制蔬菜生长，充足的氮肥供应是蔬菜获得高产的重要保证， 但氮肥用量过高反而会降低增产效应，甚至引起减产。同时还会使植 物体内的蛋白质含量下降。 图3 不同十壤栽培的小白菜中硝酸盐含量比较图 2 2 4 2 氮肥种类对蔬菜( 小白菜) 硝酸盐含量的影响 氮肥种类对蔬菜硝酸盐含量的影响见图4 ： 从图4 中可以看出，不同氮肥种类对小白菜硝酸盐含量影响较大， 其影响从大到小排序为：尿素、磷酸二铵、n p k 复合肥。存在这种差 异的原因可能是k + 对n 0 3 - 起同化作用的硝酸还原酶( n r ) 的诱导合 成有促进作用，并能增强其活性，有利于硝酸盐的还原；k + 还能显著 的加快n o ，。由根向叶片的运输，促进硝态氮的还原和利用，从而降低 蔬菜尤其是叶菜类蔬菜因大量施用化学氮肥而造成的硝酸盐积累 【5 7 。据马海燕( 1 9 9 7 ) 报道，施钾可以使小白菜硝酸盐降低1 6 5 2 ， 长梗白菜降低1 6 6 6 ，青菜降低l 3 6 1 3 1 。也有文献报道1 3 4 1 磷与 东北帅