□ 張 洋 朱夢旭 安徽國科檢測科技有限公司

離子色譜法測定礦泉水中六種陰離子方法的研究

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運用離子色譜法測定礦泉水中F-、BrO3-、Cl-、Br-、NO3-和SO42-六種常見陰離子的含量，改進國標方法，建立一種能同時、快速、靈敏檢測六種常見陰離子的方法。分離條件為：12 mmol NaOH和40 mmol NaOH作為流動相，梯度洗脫，流速為1 mL/min，進樣量為500 μL，柱溫40 ℃。在30 min內(nèi)將六種離子完全很好地分離開，分離度和加標回收率都達到很好，且六種離子不同濃度之間所呈的線性關系良好。

離子色譜法； 酸鹽；陰離子；梯度洗脫；礦泉水

溴酸鹽在國際上被定為2B級的潛在致癌物，它是礦泉水以及山泉水等多種天然水源在經(jīng)過臭氧消毒后所生成的副產(chǎn)物[1]。2007年7月1日，隨著中國《生活飲用水衛(wèi)生標準》正式實施以及國家2016年開始為礦泉水新標準征集意見，這個隱藏在中國飲用水行業(yè)中10余年的“秘密”浮出水面，溴酸鹽超標會致癌。氟化物、溴化物、氯化物、硝酸鹽和硫酸鹽超標會對水土產(chǎn)生危害，并對人體產(chǎn)生慢性毒害[2-4]。因此，建立一種快速檢測水中這些常見陰離子含量的方法是非常至關重要的，也是必須的。目前，常見的檢測水中陰離子的方法有分光光度法、滴定法和比色法等[5]。離子色譜法是一種獨特且有效分析痕量離子的液相色譜方法，具有高選擇性、高靈敏度、快速、簡便的特點，可以同時測定多種離子，在水質分析中起著非常重要的作用[6-8]。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

1.1.1 儀器

賽卡姆 S1130 HPLC PUMP SYSTEM、賽卡姆 S5300 SAMPLE INJECTOR、賽卡姆 S150 ION CHROMATOGRAPHY SYSTEM。分離柱為Thermo Scientific Dionex IonPAC AS19 RFIC（4×250 mm）separator。保護柱為ThermoScientific Dionex IonPAC AG19 RFIC（4×50 mm）separator。數(shù)據(jù)處理軟件為賽卡姆S150數(shù)據(jù)處理軟件。

表1 標準溶液濃度表

表2 正交實驗因素水平表

1.1.2 試劑

F-、BrO3-、Cl-、Br-、NO3

-和SO4

2-標準溶液為：國家液體標準樣品，購于國家有色金屬及電子材料分析測試中心國標（北京）檢驗認證有限公司。氫氧化鈉標準溶液2 M（2 N）購于賽默飛世爾科技（中國）有限公司。實驗用水為：超純水（18.2 MΩ·cm）。

1.2 標準溶液的配制

根據(jù)GB5749-2006 標準中對六種陰離子的指標限量要求，配制標準溶液濃度見表1。

1.3 測定步驟

樣品經(jīng)過0.45 μm水相濾膜過濾后，上機，編好序列，設定好方法，經(jīng)自動進樣器自動進樣分析檢測。

2 結果與分析

2.1 色譜條件的探究

用單因子分析法來對國標GB/ T5750.10-2006色譜條件進行改良，確定最佳色譜條件。GB/T5750.10-2006色譜條件：0-10 min用10.0 mmol氫氧化鉀溶液進行洗脫，10.1-18.0 min用35.0 mmol氫氧化鉀進行柱再生，18.1-23 min用10.0 mmol氫氧化鉀溶液進行平衡。改進方法：流動相洗脫梯度分別設置為：低濃度為5、6、8、10 mmol和12 mmol，高濃度為30、40、50、60 mmol和80 mmol；流速分別設置為：0.3、0.4、0.6、0.8 mL/min和1.0 mL/min；進樣量分別設置為：100、200、500、700 μL和900 μL；柱溫分別設置為30、35、40、45 ℃和50 ℃。

設計1個五因素五水平的正交實驗，見表2。正交實驗結果直觀分析表，見表3。根據(jù)實驗結果最終確定最佳色譜條件為：A5B2C5D3E3，即氫氧化鈉梯度洗脫濃度為：0-19 min用12 mmol NaOH進行洗脫，19.01-24.0 min用40mmol NaOH進行柱子再生，24.01-30 min用12 mmol NaOH進行平衡；流速：1 mL/min；進樣量：500 μL；柱溫：40℃。其中，低濃度洗脫液對分離效果影響最大。

表3 正交實驗結果直觀分析表

2.2 定位分析

以高濃度標準溶液進樣，作為定位分析，如圖1所示，得到六種陰離子的出峰時間分別為：F-5.34 min、BrO-37.28 min、Cl-8.23 min、Br-12.25 min、NO3-14.07 min和SO42-26.23 min。

2.3 標準曲線

以表1濃度配制的標準溶液進行檢測分析，以樣品中離子濃度為橫坐標，以響應面積作為縱坐標，得到相應的標準曲線，其回歸方程和相關系數(shù)見表4。

表4 回歸方程和相關系數(shù)表

表5 精密度、加標回收率和檢出限（n=5）/（mg/L）

表6 樣品中六種離子含量表

圖1 六種離子色譜圖

2.4 精密度、加標回收率和檢出限實驗

取線性范圍內(nèi)6種陰離子低、中、高三個濃度標準溶液分別進行5次平行測定，計算相對標準偏差（RSD）和加標回收率。實驗表明加標回收率為90.6%～103%，RSD為1.23%～3.16%。通過數(shù)據(jù)處理軟件計算6種陰離子出峰信噪比，逐級稀釋并測定，當信噪比為3時，計算6種陰離子的檢出限，其中最低可達到0.038 5 mg/L，結果見表5。

2.5 樣品的測定

樣品購于超市幾個品牌天然礦泉水，分別編號為樣品1、樣品2、樣品3、樣品4，樣品經(jīng)0.45 μm水系過濾膜過濾后，直接上機檢測，檢測結果見表6。

3 結語

本文運用離子色譜法測定礦泉水中F-、BrO-、Cl-、Br-、NO-和SO2-334六種常見陰離子的含量，改進國標方法，建立一種能同時、快速、靈敏檢測六種常見陰離子的方法，可同時測定多種離子，在水質分析中起著非常重要的作用。

[1]尹 ．現(xiàn)代分析技術在水質氨氮監(jiān)測中的應用[J]．中國無機分析化學，2013，3(2)：1-5．

[2]代園園，員建，苑宏英，等．二氧化氯作為消毒劑在飲用水處理中的應用[J]．凈水技術，2011，30(1)：4-7．

[3]劉貞，崔艷，胡志軍，等．紫外分光光度法檢測水中微量 酸鹽的含量[J]．中國無機分析化學，2012，2(2)：14-16．

[4]張燕君，陶玲．滴定和離子色譜聯(lián)用在水質分析中的應用[J]．中國無機分析化學，2012，2(2)：12-13．

[5]付生錄，魏燕．流動注射-分光光度法測定水中氰化物[J]．中國無機分析化學，2013，3(2)：39-42．

[6]曾敏潔，巖田和則．離子色譜法測定水中的鹵氧化物陰離子[J]．中國無機分析化學，2012，2(2)：19-21．

[7]齊春華，張穎，王化勇．用離子色譜法同時測定生活飲用水中 酸鹽、亞氯酸鹽和氯酸鹽[J]．中國衛(wèi)生檢驗雜志，2012，22(10)：2284-2287．

[8]孫衛(wèi)明，孫建飛，王權帥．生活飲用水中 酸鹽、氯酸鹽和亞氯酸鹽的離子色譜測定方法[J]．職業(yè)與健康，2013，29(7)：824-826．