甘子瓊，劉軍軍，唐勝利

(公安部四川消防研究所，成都 610036)

離子色譜法測定火場爆炸殘留物中7種陰離子

甘子瓊，劉軍軍，唐勝利

(公安部四川消防研究所，成都 610036)

建立了離子色譜法測定爆炸殘留物中F-，Cl-，NO2-，SO42-，Br-，NO3-，PO43-7種陰離子的方法。采用抑制電導檢測器，以DIONEX IonPac?AS11-HC型陰離子交換柱為分離柱，柱箱溫度為40℃，以22 mmol／L KOH溶液為淋洗液，流量為 1.20 mL／min。F-，Cl-，NO2-，SO42-，Br-，NO3-，PO43-在各自范圍內均呈良好的線性關系，相關系數(shù)均大于0.999，檢出限在0.06～0.15 mg／L之間，加標回收率為92.5%～101.3%，測定結果的相對標準偏差為1.86%～2.79%(n=7)。該方法簡便、快捷，選擇性好，靈敏度高，可滿足分析要求。

離子色譜法；火災；爆炸；殘留物；陰離子

爆炸火災事故往往造成較大的人員傷亡和財產損失，嚴重威脅人民群眾的生命和財產安全。為了迅速查明爆炸或火災原因、偵破案件，作為線索和證據(jù)的檢材的收集乃至進一步的檢驗就顯得尤為重要?；饒霰埩粑镏袝猩倭恳栽挝锘蚍纸馕锏男问酱嬖谟诒ìF(xiàn)場的塵土、煙熏痕等各種檢材中。

常見的原形物有硝酸鉀、硝酸銨、氯化鈉等，分解物有硫化物、氯化物等。文獻報道的測定方法主要有化學分析法、比色法等，這些方法普遍存在操作繁瑣、靈敏度低、選擇性差等缺點［1-3］。離子色譜法具有容量大、線性范圍寬、靈敏度高、成本低廉等優(yōu)點，是無機離子的首選測定方法［4-7］。裴茂清用離子色譜法測定了炸藥中除高氯酸根、硫氰酸根外的10種離子［8］；林賢文等用雙通道離子色譜法同時測定爆炸殘留物中的12種無機離子［12］；張萍用離子色譜法測定了環(huán)境水中的高氯酸根離子［13］。用離子色譜法同時測定火場爆炸殘留物中的無機離子目前國內還未見諸報道。

筆者對用于火場爆炸殘留物的離子色譜方法進行了研究，建立了一種適合火場爆炸殘留物中F-，Cl-，NO-，SO2-，Br-，NO-和PO3-7種陰離子的分

2434析方法。該方法簡便快捷，選擇性較好且靈敏度較高，可滿足火場爆炸殘留物中無機離子的分析要求，并為由筆者所在單位編制的地方標準提供技術支撐。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

離子色譜儀：ICS 90型，附EG40氫氧化鉀淋洗液在線發(fā)生器、DS5電導檢測器、ASRS ULTRA(4 mm)、OnGuard Ⅱ RP柱和 OnGuardⅡ Na柱、0.45 μm濾膜，美國戴安公司；

陰離子混合標準溶液：編號為CFGG-160739-07，含 F-，Cl-，NO2-，SO42-，Br-，NO3-，PO43-7種陰離子（質量濃度均為1 000 mg／L），上海安譜實驗科技股份有限公司；

系列陰離子混合標準工作溶液：分別移取陰離子混合標準溶液適量，以超純水分別稀釋成質量濃度為 100，20，10，5，1，0.1，0.01 mg／L系列陰離子混合標準工作溶液，于4℃冰箱避光保存；

實驗用水為超純水(電阻率為18.25 Ω·m)。

1.2 色譜條件

陰離子分析柱：IonPac AS11-HC柱(250 mm×4 mm)；保護柱：IonPac AG11-HC柱(50 mm×4 mm)；ASRS ULTRA自動再生抑制器(4 mm)；淋洗液：采用淋洗液發(fā)生器產生的高純KOH溶液等度洗脫；進樣體積：20 μL；流量：1.20 mL／min；柱箱溫度：40℃。

2 結果與討論

2.1 洗脫液濃度的選擇

在離子色譜法中，選擇合適的淋洗液是改善分離度的有效方法。改變淋洗液的質量濃度，可改變淋洗的速度而不改變被分離離子的洗脫順序。當淋洗液的濃度提高時，一價和二價離子的保留時間都縮短，而且淋洗液濃度對二價離子保留行為的影響相對較強。根據(jù)這一特點，試驗了洗脫液的質量濃度分別為30，25，22 mmol／L時對7種陰離子分析效果的影響，3種質量濃度淋洗液的離子色譜圖如圖1所示。

圖1 不同淋洗液濃度時的離子色譜圖

由圖1可知，當淋洗液濃度為30 mmol／L時，NO2-和SO42-幾乎不能分開，10 min內常見的7種陰離子分析完畢；當淋洗液濃度為25 mmol／L時，NO2-和SO42-可以分開，但分析效果不是很好，12 min內常見的7種陰離子分析完畢；而當淋洗液濃度為22 mmol／L時，NO2-和SO42-能分開，且分析效果很好，15 min內常見的7種陰離子分析完畢(在技術指標范圍內)。因此選擇洗脫液濃度為22 mmol／L，洗脫能力較強，分析效果較好。

2.2 線性范圍、相關性和檢出限

在1.2色譜條件下，分別對系列混合標準工作溶液進行分析，測定各離子色譜峰面積，以離子色譜峰面積(y)為縱坐標，以離子濃度(x)為橫坐標繪制標準曲線。將 F-，Cl-，NO-，SO2-，Br-，NO-，PO3-24347種陰離子標準溶液稀釋至合適濃度，在上述條件下進行分析，計算 F-，Cl-，NO-，SO2-，Br-，NO-，243PO3-7 種陰離子的檢出限 (3S／N)。F-，Cl-，NO-，42SO42-，Br-，NO3-，PO43-7種陰離子的線性范圍、線性相關系數(shù)和檢出限見表1。

表1 7種陰離子的線性方程、線性范圍、相關系數(shù)和檢出限

由表 1可知，F(xiàn)-，Cl-，NO2-，SO42-，Br-，NO3-，PO3-7種陰離子在各自線性范圍內均具有良好線4性。

2.3 加標回收和精密度試驗

分別對加標空白塵土樣品進行回收試驗，平行測定7次，試驗數(shù)據(jù)見表2。

表2 加標回收和精密度試驗結果(n=7)

由表2可知，F(xiàn)-，Cl-，NO2-，SO42-，Br-，NO3-，PO43-7種陰離子平均回收率為92.5%～101.3%，相對標準偏差為1.86%～2.79%(n=7)，說明該法準確可靠。

3 實際案例

在某火災爆炸現(xiàn)場提取爆炸中心塵土及以爆炸點為中心、向外沿一定方向一定距離內、定面積提取系列爆炸塵土，同時提取空白對照樣品，將樣品處理后按本法測定。

3.1 樣品處理

將樣品按照四分法取樣，稱取樣品5～20 g，用50 mL超純水浸泡，超聲振蕩10 min，靜置，用預先活化的固相萃取小柱OnGuard ⅡRP柱和OnGuardⅡNa 柱處理，取上清液5 mL離心振蕩5 min，取約2 mL于5 ml塑料試管中，備用。

3.2 樣品分析

將3.1中的樣品溶液稀釋至10倍體積后進樣，離子色譜圖見圖2，分析數(shù)據(jù)見表3。

圖2 火災現(xiàn)場殘留物提取液離子色譜圖

表3 火場爆炸殘留物樣品的分析結果

由圖2和表3可知，在爆炸殘留物中檢出了爆炸殘留物成分SO42-，NO3-。經計算，其質量濃度分別為7.9和19.63 mg／L，經分析認定此爆炸殘留物系黑火藥類炸藥爆炸所致。

4 結語

建立了離子色譜法測定爆炸殘留物中無機離子的方法。使用DIONEX IonPac?AS11-HC型陰離子交換柱，22 mmol／L氫氧化鉀溶液作淋洗液，用于 7 種陰離子 (F-，Cl-，NO2-，SO42-，Br-，NO3-，PO43-)的分離。樣品經簡單的前處理，利用各陰離子出峰的保留時間以及峰高，實現(xiàn)多種陰離子的同時測定。該方法簡便快捷，選擇性好，靈敏度高，可滿足火場爆炸殘留物鑒定中無機離子的分析要求。

［1］William R J. Method development approaches for capillary ion electrophoresis［J］. J Chromatography，1993，640(1-2)： 387-395.

［2］Hamish S. Modern inorganic chromatography［J］. Analytical Chemistry, 1983, 55(2)： 235A.

［3］Soga T, Ross G A. Simultaneous determination of inorganic anions, organic acids, amino acids and carbohydrates by capillary electrophoresis［J］. J Chromatograph A，1999，837(1-2)： 9-231.

［4］周紅，孫玉友.毛細管電泳技術分析炸藥殘留物中無機離子［J］.刑事技術，2004(3)： 13-14.

［5］Iohns C, Shellie R A, Potteret O G, et al. Identification of homemade inorganic explosives by ion chromatographic analysis of post-blastresidues［J］. J Chromatogr A, 2008(1 182)： 205-214.

［6］Swartz M E. Capillary electrophoretic determination of inorganic ions in a prenatal vitamin formulation［J］. Chromatograph, 1993,640(1)： 441-444.

［7］Douglas J K B S, Delonn N M F S. The use of capillary electrophoresis in the detection of monomethylamine and benzoate ions in the forensic examination of explosives residues［J］.Journal of Forensic Sciences, 2001, 46(5)： 1 168-1 173.

［8］裴茂清，郭海榮.離子色譜在無機炸藥分析中的應用［J］.刑事技術，2005(6)： 13-14.

［9］朱巖，王少明，施超歐.離子色譜儀器［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2007.

［10］陳祥國，呂紀忠，張銀華.離子色譜法測定爆炸殘留物中無機離子［J］.理化檢驗：化學分冊，2011，47(10)： 1 200-1 202.

［11］甘子瓊.離子色譜法分析火災煙氣成分的完善［J］.化學分析計量，2014，23(12)： 1-3.

［12］林賢文，汪肇輝，彭聰.等.雙通道離子色譜法同時測定爆炸殘留物中 12 種無機離子［J］.廣安公安科技，2016，24(2)： 75-78.

［13］張萍，史亞利.大體積進樣離子色譜法測定環(huán)境水樣中高氯酸根［J］.分析化學，2006，34(11)： 1 575-1 578.

［14］周學之.理化物證檢驗學［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2002：145-223.

［15］李云燕.離子色譜分析中的幾個問題探討［J］.中國環(huán)境監(jiān)測，2005，21(2)： 44-48.

Determination of 7 Kinds of Anions in Residue of Fire Explosion by Ion Chromatography

Gan Ziqiong, Liu Junjun, Tang Shengli
(Sichuan Fire Research Institute, Ministry of Public Security，Chengdu 610036，China)

A method to determine 7 kinds of inorganic anions of F-, Cl-, NO2-, SO42-, Br-, NO3-, PO43-in explosive residues by ion chromatography was developed. DIONEX IonPac?AS11-HC Anion-exchange column was used for seperation and the column oven temperature was 40℃ . 22 mmol／L KOH solution was used as the eluent with the flow rate of 1.20 mL／min. The results showed that F-, Cl-, NO2-, SO42-, Br-, NO3-, PO43-had good linearity in its own linear range. The correlation coefficients were more than 0.999. The method detection limits were 0.06-0.15 mg／L. The relative standard deviation of determination results was 92.5%-101.3% and the standard addition recovery was 1.86%-2.79%(n=7).The method is simple，quick，selective and sensitive，and it can meet the requirement of the analysis.

ion chromatography; fire; explosion; residue; anion

O657.7 文獻標識碼：A 文章編號：1008-6145(2017)06-0030-03

10.3969／j.issn.1008-6145.2017.06.007

*四川省科技項目(2015JY0040)；四川省地方標準項目(Z20158803SC)

聯(lián)系人：甘子瓊；E-mail：5955077@qq.com

2017-09-23