ICS2100測定市售礦泉水中5種陰離子

王聰

（杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江杭州310018）

分析測試

ICS2100測定市售礦泉水中5種陰離子

王聰

（杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江杭州310018）

建立了ICS2100測定市售礦泉水中的5種無機(jī)陰離子。使用抑制性離子色譜儀ICS-2100，選用Dionex IonPacTMAS11-HC離子色譜柱，KOH梯度淋洗，抑制電導(dǎo)檢測器ASRS 4 mm，電流50 mA，方法檢出限為0.02 ppm。采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法測定了市售10種礦物質(zhì)瓶裝水的5種無機(jī)陰離子含量，5種無機(jī)陰離子的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于3.89%。該方法安全、可靠，靈敏度高，適用于市售礦泉水中陰離子的檢測。

水；離子色譜；無機(jī)陰離子；礦泉水

水是人類賴以生存之根本，水體中含有大量的氟離子（F-）、氯離子（Cl-）、溴離子（Br-）、碳酸鹽（CO32-）、硫酸鹽（SO42-）等常見陰離子[1-4]。由于上述離子對人體及食品具有毒害作用或潛在的危害，因此各個(gè)國家對飲用水的安全日益關(guān)注，涉水產(chǎn)品的衛(wèi)生安全檢測也越來越受到重視。陰離子的來源一部分源自地殼中豐富的酸鹽化合物，使陰離子不可避免的被引入到自然水體中[5]。飲用天然礦泉水（drinking natural mineral water）指從地下深處自然涌出的或經(jīng)鉆井采集的，含有一定量的礦物鹽、微量元素或其他成分，在一定區(qū)域采取預(yù)防措施避免污染的水；在通常情況下，其化學(xué)成分、流量、水溫等動(dòng)態(tài)在天然周期波動(dòng)范圍內(nèi)相對穩(wěn)定；在采取特殊衛(wèi)生防護(hù)措施下、靠近水源點(diǎn)處進(jìn)行灌裝。根據(jù)產(chǎn)品中二氧化碳含量分為含氣、充氣、無氣、脫氣四種礦泉水。

離子色譜法（IC）是以低交換容量的離子交換樹脂為固定相對離子性物質(zhì)進(jìn)行分離，用電導(dǎo)檢測器連續(xù)檢測流出物電導(dǎo)變化的一種色譜方法。與電化學(xué)分析法和原子吸收法相比較，具有簡單、快速、選擇性好、靈敏度高等特點(diǎn)。我國已將此法作為飲用水、飲料、廢水監(jiān)測等方面的質(zhì)量控制方法。飲用水在與外界密切接觸中，易受到各種污染。所以，通過一些物化、微生物的方法對水質(zhì)進(jìn)行檢測是必要的，離子色譜法恰是可以靈敏而方便地測定礦泉水中離子的方法，尤其對F-、Cl-、Br-、SO42-、CO32-等陰離子的檢測，這些離子如果超標(biāo)會(huì)對人類身體健康產(chǎn)生危害。本文采用外標(biāo)法測定了市售10種礦物質(zhì)瓶裝水的5種陰離子含量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 樣品來源

本次實(shí)驗(yàn)采用市面上購得的10種常見品牌的礦物質(zhì)水，具體請見表1。

1.2 儀器及試劑

離子色譜儀：ICS-2100型，配有電導(dǎo)檢測器，帶自動(dòng)進(jìn)樣器AS-DV，美國Thermo Fisher Scientific公司；

氟化鈉、氯化鈉、溴化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉均為分析純，配成F-、Cl-、Br-、CO32-、SO42-標(biāo)準(zhǔn)溶液。

表1 10種礦物質(zhì)水Tab.1 10 kinds of the mineral water in sale

超純水:電阻率為18.2 MΩ·cm，用美國Millipore公司純水器制備。

1.3 色譜條件和淋洗液的選擇

色譜柱：Dionex IonPacTMAS11-HC離子色譜柱，美國Thermo Fisher Scientific公司；流動(dòng)相：KOH淋洗液，美國Thermo Fisher Scientific公司，流速：1.0 mL/min；進(jìn)樣體積：25μL；檢測器采集速率：5.0 Hz;柱溫：30℃；抑制器ASRS 4 mm，電流50 mA。

KOH淋洗液洗脫程序：0~6.5 min，10 mmol/L；6.5~10.5 min，10~40 mmol/L；10.5~20 min，40 mmol/L；20~20.5 min，40~10 mmol/L；20.5~30min，10 mmol/L。1.4測試方法

輸液泵將流動(dòng)相以穩(wěn)定的流速輸送至分析體系，在色譜柱之前，使用自動(dòng)進(jìn)樣器將待測樣品導(dǎo)入，流動(dòng)相將樣品帶入色譜柱，在色譜柱中各組份被分離，并依次隨流動(dòng)相至檢測器，抑制型離子色譜則在電導(dǎo)檢測器之前增加了一個(gè)抑制系統(tǒng)，即用另一個(gè)高壓輸液泵將再生液輸送到抑制器，在抑制器中，流動(dòng)相的背景電導(dǎo)被降低，然后將流出物導(dǎo)入電導(dǎo)檢測池，檢測到的信號送至數(shù)據(jù)系統(tǒng)記錄、處理和保存。

定性方法：測試樣品中各個(gè)組份的保留時(shí)間，與相同條件下測得的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的峰保留時(shí)間進(jìn)行比較，保留時(shí)間相同即確定為同一物質(zhì)。根據(jù)保留時(shí)間確定5種陰離子的出峰順序?yàn)椋篎-、Cl-、Br-、CO32-、SO42-。

定量方法：將未知樣品中某一物質(zhì)的峰面積與該物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液的峰面積直接比較進(jìn)行定量的方法為標(biāo)準(zhǔn)曲線法。測定各個(gè)陰離子梯度濃度所對應(yīng)的峰面積，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行定量，根據(jù)礦物質(zhì)水樣品的峰面積，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計(jì)算出各個(gè)物質(zhì)濃度。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

分別配置F-、Cl-、Br-、CO32-、SO42-的標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度值由1 ppm、2 ppm、5 ppm、10 ppm、20 ppm，以峰面積值μm·min為縱坐標(biāo)，以離子濃度ppm為橫坐標(biāo)，繪制這5種陰離子的標(biāo)準(zhǔn)曲線，見圖1~圖5。5種陰離子的線性范圍均為0.02~40 ppm，檢出限均為0.02 ppm。由圖1~圖5可知，5條曲線的相關(guān)系數(shù)在0.9996~0.9999之間，表現(xiàn)出較好的線性。

圖1 F-的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 The standard curve of F-

圖2 Cl-的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2 The standard curve of Cl-

圖3 Br-的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.3 The standard curve of Br-

圖4 CO32-的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.4 The standard curve of CO32-

2.2 加標(biāo)回收率

在沒有被測物質(zhì)的空白樣品基質(zhì)，即為1.2中超純水，加入1、1.5、2倍檢出限的F-、Cl-、Br-、CO32-、SO42-的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照1.3測試方法進(jìn)行分析，得到的結(jié)果與理論值的比值即為所求，5種陰離子空白加標(biāo)回收率見表2。加標(biāo)回收反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)值符合的程度即準(zhǔn)確度，由表2可知，5種陰離子的加標(biāo)回收率在95.05%~102.20%之間，接近于100%，說明此方法可靠、準(zhǔn)確度高。2.3精密度實(shí)驗(yàn)

取1ppm的F-、Cl-、Br-、CO32-、SO42-的標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別連續(xù)進(jìn)樣5次，計(jì)算5種陰離子的峰面積和保留時(shí)間結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，保留時(shí)間的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.05%~0.11%之間，峰面積的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.27%~3.89%之間。由此可知，儀器穩(wěn)定性較好，測定結(jié)果接近真實(shí)值。

2.4 樣品測定

圖5 SO42-的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.5 The standard curve of SO42-

表2 5種陰離子空白加標(biāo)回收率（n=5）Tab.2 The add-standard recovery for 5 kinds of anion

采用ICS-2100離子色譜測定市售10個(gè)品牌的礦泉水中的5種陰離子，每個(gè)樣品平行測定3次，取平均值，將測定的結(jié)果帶入各自的標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算出每個(gè)品牌礦泉水中5種陰離子的濃度，結(jié)果見表3。

表3 10種市售礦物質(zhì)水中5種陰離子含量表Tab.3 The 5 kinds of anion from 10 mineral water in sale

由表3可知，除康師傅優(yōu)悅礦物質(zhì)水檢出Br-外，其余的市售瓶裝礦物質(zhì)水均為檢出。所有的礦物質(zhì)水均含有F-、Cl-、CO32-、SO42-這4種離子。其中，CO32-相差較大，這是因?yàn)榘屠杷瑲馓烊坏V泉水（原味）是每升水中含游離二氧化碳2500~ 6000 mg，因此，常溫下這種水中的CO32-比較高。根據(jù)GB 8537-2008《飲用天然礦泉水》、GB/T 13727－200X《天然礦泉水資源地質(zhì)勘查評價(jià)規(guī)范》和GB/T 8538-1995《飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法》可知，對于礦泉水中F-濃度≤1.5 ppm，Cl-濃度≤100 ppm，新規(guī)定中對Br-濃度已經(jīng)取消。CO32-根據(jù)礦泉水的品類：含氣、充氣、無氣、脫氣，相差較大，其中游離二氧化碳超過500 ppm的成為碳酸水。由表3數(shù)據(jù)可知，10種市售瓶裝礦泉水均符合飲用天然礦泉水的國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

本研究建立了ICS2100離子色譜測定市售10種礦泉水中的F-、Cl-、Br-、CO32-、SO42-這5種無機(jī)陰離子的方法。利用具有降噪背景優(yōu)勢的KOH作為梯度淋洗液，線性范圍為0.02~40 ppm，檢出限為0.02 ppm，線性相關(guān)系數(shù)為0.9996~0.9999，回收率95.05%~102.20%，此法干擾離子少，精密度、準(zhǔn)確度高。結(jié)果表明，該法方便易行，定性分析準(zhǔn)確，定量分析線性范圍寬，重現(xiàn)性好、相關(guān)性優(yōu)、靈敏度高，可作為天然飲用礦物質(zhì)水的檢測方法。

[1]俞幸幸，俞明飛，鄭紅．離子色譜法同時(shí)測定飲用水中七種陰離子的含量[J]．中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2012，（1）：23-25．

[2]杜濤，王瑩，高超，等.離子色譜法測定飲用水中無機(jī)陰離子[J]．沈陽師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，（2）：260-263.

[3]GB/T 8538-1995，飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法[S].

[4]曹文軍，李靚，張曉林，等.離子色譜法測定飲用和地下水中氟化物、溴酸鹽、氯化物、亞硝酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽[J].化學(xué)分析計(jì)量，2011，20（6）：48-50.

[5]韓照祥，王超，馬紅超.飲用水中多種無機(jī)陰離子的離子色譜測定法[J].環(huán)境與健康雜志，2008，25（9）：813-816.

Determination of 5 Kinds of Anion from Natural Mineral Water in Sale by Ion Chromatography

WANG Cong
（Institute of Linjiang，Hangzhou Vocational and Technical College，Hangzhou，Zhejiang 310018，China）

Ion chromatography ICS2100 for determining 5 kinds of inorganic anions in commercially available mineral water was established.Ion chromatography ICS2100 equipped with theDionex IonPacTM AS11-HC column and the KOH eluent generator was used.Meanwhile，the ASRS 4 mm suppressor was applied with 50 mA current.And then the method detection limit was 0.02 ppm.Using external standard method，the 5 kinds of inorganic anions in commercially available mineral water was determined.Lastly，the relative standard deviation of determination results was less than 3.89%.Thus，the results proved it is a safe，reliable and accurate method suitable for determining inorganic anions of the mineral water in sale.

water；ion chromatography；inorganic anions；mineral water

1006-4184（2017）7-0048-04

2017-03-09

浙江省建設(shè)科研項(xiàng)目（No：2014Z061）。

王聰(1978-)，女，黑龍江大慶人，實(shí)驗(yàn)師，碩士研究生，主要研究方向?yàn)榛瘜W(xué)前處理、色譜及質(zhì)譜聯(lián)用。E-mail: wangcong0000@sina.com。