熟水中超痕量亞硝酸鹽含量測定

王文雷 曹燕燕 岳太星

（山東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心 山東濟南 250101）

1 前言

涼白開，在中醫(yī)界又名太和湯，屬中性物質(zhì)，將水完全燒開再晾涼，即是“太和湯”。李時珍《本草綱目》中稱其性味甘、平。喝熟水可以促進新陳代謝、排毒養(yǎng)顏，滋潤五臟六腑，溫和、健康。市面上多款暢銷飲品都是熟水。然而對于熟水中有毒雜質(zhì)的質(zhì)量控制鮮有文獻報道，各生產(chǎn)廠商應嚴格把控具有潛在致癌風險的亞硝酸鹽。

亞硝酸鹽作為生態(tài)系統(tǒng)中氮循環(huán)的一個自然組成成分，廣泛存在于天然水體中，是判定自然水體是否受污染的關鍵指標，會對人體和動物、植物造成直接或間接的危害，是環(huán)境中的一種潛在危險物。人體攝入較高的亞硝酸鹽可引起高鐵血紅蛋白癥，導致人體組織缺氧[1，2]。此外，亞硝酸鹽會在胃酸等因素的作用下轉(zhuǎn)化成亞硝胺，而亞硝胺具有強致癌性，會對人體造成危害[3，4]。 GB 8538—2016《飲用天然礦泉水檢驗方法》[5]與GB 5750.5—2006《生活飲用水標準檢驗方法 無機非金屬指標》[6]中均規(guī)定了亞硝酸鹽的測定方法為重氮偶合分光光度法[7]，在pH小于1.7時，水中亞硝酸鹽與對氨基苯磺酰胺重氮化，再與鹽酸-（1-萘）-乙烯發(fā)生偶合反應，生成紫紅色的偶氮燃料，再通過比色定量。但該方法專屬性差，水中的三氯胺會產(chǎn)生紅色干擾，鐵、鉛等離子可產(chǎn)生沉淀也會引起干擾，樣品中若存在銅離子會起到催化作用，分解重氮鹽從而使結(jié)果偏低，還有其他有色離子的干擾。離子色譜紫外衍生法也被廣泛應用于亞硝酸鹽的檢測[8]，衍生試劑多為2種以上高含量的有機胺及酸混合物，極易污染堵塞管路與檢測器，導致基線噪聲大，重現(xiàn)性差，且衍生法試驗操作難度大，極難普及或推廣。GB 5009.33—2016《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》[9]中規(guī)定食品中亞硝酸鹽檢測的第一法為離子色譜法，本文采用碳酸鹽體系為淋洗液，開發(fā)了新的檢測方法，采用等度洗脫的方式即可滿足分離檢測需求，選用高容量陰離子交換柱Dionex IonPac AS23柱，樣品1000μL大體積進樣基線仍較為平整，亞硝酸根離子峰不受基線倒峰與其他雜質(zhì)峰的干擾，峰寬也無明顯增加，靈敏度可得到極大提升，超痕量亞硝酸鹽仍可正常檢測出峰，樣品加標回收率在95%以上。新建方法靈敏高，檢測結(jié)果準確可靠，適用于檢測熟水中超痕量亞硝酸鹽的含量。

2 試驗部分

2.1 儀器與試劑

儀器：Dionex ICS-600離子色譜儀；PLKCN國產(chǎn)抑制器電源；變色龍數(shù)據(jù)分析軟件（Chromeleon7.0）；XS205電子天平（METTLER TOLEDO）；Millipore去離子水發(fā)生裝置。

試劑：亞硝酸鹽標準品溶液、氯離子標準品溶液、溴離子標準品溶液、溴酸鹽標準品溶液（1 000 μg/mL，國家標準物質(zhì)）；碳酸鈉、碳酸氫鈉（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）；熟水樣品（揚州頂津食品有限公司，康師傅控股，編號分別為 S1、S2、S3）。

2.2 色譜條件

色譜柱：Dionex IonPac AG23 Guard（PN：064147，4mm×50mm） 和 Dionex IonPac AS23 Analytical（PN：064149，4mm×250mm）；淋洗液：4.5mmol/L 碳酸鈉（含0.8 mmol/L碳酸氫鈉）溶液等度淋洗；抑制器：Dionex AERS500-4 mm，抑制電流：25 mA；流速：1 mL/min；進樣量：1 000 μL。

2.3 溶液配制

2.3.1 對照品儲備溶液

用移液管分別移取亞硝酸鹽標準品溶液、氯離子標準品溶液、溴離子標準品溶液與溴酸鹽標準品溶液適量，用去離子水稀釋制成含以上離子均為200 μg/L的溶液作為對照品儲備液。

2.3.2 系統(tǒng)適用性溶液

用移液管移取對照品儲備液1.00 mL于10 mL容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度、搖勻即得。

2.3.3 淋洗液溶液

準確稱取碳酸鈉與碳酸氫鈉適量，用去離子水溶液稀釋制成含碳酸鈉與碳酸氫鈉分別為4.5 mmol/L與0.8 mmol/L的溶液，超聲10 min即得。

2.4 方法學考察

2.4.1 系統(tǒng)適用性

按照新建方法，分別取空白溶液（去離子水）與系統(tǒng)適用性溶液1 000 μL注入離子色譜系統(tǒng)。結(jié)果表明，在1 000 μL大體積進樣情況下，基線倒峰峰寬只有1.5 min左右，不影響亞硝酸根離子峰的分離檢測。同時，空白圖中無亞硝酸根離子峰，且與亞硝酸根離子保留最為相近的溴酸根離子、氯離子、亞硝酸根離子等3個雜質(zhì)峰之間的分離度均大于1.5，完全分離，詳見圖1。

圖1 系統(tǒng)適用性（A）與空白溶液（B）色譜圖

2.4.2 靈敏度

精密移取對照品儲備液適量，用去離子水稀釋制成一系列靈敏度試驗用溶液，濃度為0.5 μg/L時，信噪比大于3，則方法的檢出限約為0.5 μg/L；濃度為2 μg/L時，信噪比大于10，方法的定量限約為2 μg/L。

2.4.3 進樣精密度

取系統(tǒng)適用性溶液連續(xù)進樣6針，亞硝酸根離子保留時間與峰面積的相對標準偏差RSD分別為0.40%、0.56%，進樣精密度良好。

2.4.4 線性與范圍

精密移取對照品儲備液適量，用去離子水稀釋制成每 1 mL 含有亞硝酸根離子濃度為 2、5、10、20 μg/L的系列溶液，分別取上述溶液1 000 μL，注入離子色譜儀，記錄色譜圖，以亞硝酸根離子峰面積Y對濃度C得出線性方程：Y=0.0018C+0.0003，線性相關系數(shù)r=0.999 7，可見亞硝酸根離子在2～20 μg/L內(nèi)線性關系良好。

2.4.5 回收率試驗

精密移取亞硝酸鹽標準品溶液0.5 mL，用S1號樣品稀釋至100 mL，搖勻即得。按照新建方法進樣考察，亞硝酸根離子回收率為100.2%，方法回收率良好，準確度較高，詳見表1、圖2。

表1 回收率試驗結(jié)果

圖2 S1號樣品加標（C）與S1號樣品（D）色譜圖

2.5 樣品測定

分別取S1號、S2號與S3號熟水樣品1 000 μL，按照新建方法直接進樣。其中，S1號樣品未檢出亞硝酸根離子，說明該批樣品生產(chǎn)工藝良好，亞硝酸根離子含量小于2 μg/L，而S2號樣品含量最高，新建方法有效區(qū)分了不同批次、不同品質(zhì)的熟水飲品，可進一步的用于為生產(chǎn)工藝檢查與改進提供可靠的依據(jù)，詳見表2。

表2 熟水樣品中亞硝酸根離子含量測定結(jié)果

3 色譜條件的建立

3.1 抑制器的選擇

采用離子色譜抑制電導法，在柱后添加一個陰離子抑制器，抑制流動相中的陽離子成分，只允許陰離子進入檢測器，可降低背景與基線噪聲，消除干擾，增加檢測靈敏度。目前，市面上主要有2種陰離子抑制器：膜抑制器和柱抑制器。

膜抑制器技術應用最為普遍，如美國Dionex公司，個別儀器公司使用柱抑制器，柱抑制器采用3根陰離子抑制柱在線切換循環(huán)使用。抑制柱活化用的溶液是硫酸溶液，需要額外的泵提供動力，需要人工配制硫酸溶液，并且對硫酸純度要求較高，否則易引入污染，同時柱容量有限，需要頻繁切換。

本試驗選擇了Dionex的陰離子電解再生膜抑制器，總電導背景較低，基線噪聲較小。從電導檢測器流出的廢液進入抑制器的再生液通道，廢液中的水繼續(xù)發(fā)生電解提供源源不斷的氫離子，實現(xiàn)在線電解循環(huán)再生，使用起來更為方便，同時抑制效果較好，總背景電導值小于 1 μS，基線噪聲小于 0.000 5 μS。

3.2 色譜條件的建立

亞硝酸根離子峰前后一般是溴酸根離子、氯離子、溴離子等峰，因此，要準確測定熟水中的亞硝酸根離子，亞硝酸根離子與此3個離子峰的分離極為重要。本文采用Dionex IonPac AS23陰離子交換柱，柱效高，分離能力強，以4.5mmol/L碳酸鈉淋洗液（含0.8mmol/L碳酸氫鈉）淋洗液等度洗脫即可達到完全分離，同時AS23柱容量高，即便是1 000 μL的大體積樣品也可直接進樣，極大提高了檢測靈敏度，并且碳酸根倒峰寬度較小，不會干擾亞硝酸根離子峰，且AS23柱的分離效果對溫度較不敏感，在±5℃波動范圍內(nèi)保留較為穩(wěn)定，因此，不必配置柱溫箱，在常規(guī)室溫下即可正常試驗。

4 結(jié)論

本文建立了離子色譜-抑制電導法測定熟水中超痕量亞硝酸鹽的含量，條件簡單，操作便捷，靈敏度與準確度高，成本較為低廉，適用于檢測熟水中超痕量亞硝酸鹽的含量，同樣適用于其他水質(zhì)中亞硝酸鹽含量的檢測，可為環(huán)境及食品飲料行業(yè)中的水質(zhì)分析及生產(chǎn)工藝提供參考與指導。