離子色譜法同時測定中小學(xué)直飲水中氯酸鹽和硝酸鹽氮

王艷

（北京市東城區(qū)疾病預(yù)防控制中心理化檢驗(yàn)科，北京，100050）

1 前言

直飲水是指運(yùn)用現(xiàn)代高科技生化、 物化處理技術(shù)，對市政集中式供水或?qū)ζ渌此M(jìn)行深度處理，去除水中有機(jī)物、細(xì)菌、病毒等有害物質(zhì)，保留對人體有益的微量元素和礦物質(zhì)， 同時采用優(yōu)質(zhì)管材另設(shè)一套獨(dú)立循環(huán)裝置， 將凈化后的優(yōu)質(zhì)水送入用戶家中，以確保水質(zhì)衛(wèi)生，可供人們直接飲用的水[1]。目前， 北京市東城區(qū)絕大部分學(xué)校已為學(xué)生提供直飲水， 飲水衛(wèi)生直接關(guān)系到學(xué)校傳染病防治工作及學(xué)生的健康與安全[2]。

二氧化氯消毒劑是國際上公認(rèn)的高效消毒滅菌劑，它可以殺滅一切微生物，包括細(xì)菌繁殖體，細(xì)菌芽孢，真菌，分枝桿菌和病毒等，并且這些細(xì)菌不會產(chǎn)生抗藥性。 二氧化氯作為水消毒劑會產(chǎn)生氯酸鹽殘留，氯酸鹽具有較強(qiáng)的氧化性，易導(dǎo)致飲用水中對人體有用的礦物質(zhì)流失， 飲用后會對人體內(nèi)環(huán)境造成影響。 《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ 94-2005）規(guī)定氯酸鹽含量≤0.7 mg/L[3]。

水中的硝酸鹽在胃和腸道中可還原為亞硝酸鹽。攝取過量的硝酸鹽可導(dǎo)致人體活動遲鈍、工作能力減退、頭暈、昏迷，一次用量過大甚至可以導(dǎo)致死亡。亞硝酸鹽能夠抑制細(xì)胞的呼吸作用，使血液中乳酸、膽固醇、白血球的數(shù)量增多，蛋白質(zhì)的數(shù)量減少；在同血紅蛋白相互作用下， 亞硝酸鹽形成化合物——紅鐵血紅蛋白，這種化合物能堵塞氧氣輸送，使人覺得呼吸困難。 《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ94-2005）規(guī)定硝酸鹽氮（以 N 計(jì)）含量≤10 mg/L[3]。硝酸鹽在生活飲用水檢測中以硝酸鹽氮作為檢測指標(biāo)，故本實(shí)驗(yàn)以硝酸鹽氮的檢測作為重點(diǎn)。

由于氯酸鹽和硝酸鹽氮在水中含量的差距較大，由于所需淋洗液濃度不同，所以現(xiàn)階段通常的方法是分開檢測，建立2 個標(biāo)準(zhǔn)系列曲線，通過1 次測定水質(zhì)樣本后分別加載2 個標(biāo)準(zhǔn)系列曲線來測定樣本，造成檢測效率較低。本實(shí)驗(yàn)采用離子色譜梯度洗脫來實(shí)現(xiàn)，同時檢測這兩種組分，以達(dá)到提高檢測效率的目的。

2 材料與方法

2.1 儀器

ICS-2000 型離子色譜儀（美國賽默飛世爾科技有限公司）； 檢測器：Dionex 電導(dǎo)檢測器； 色譜柱：DIONEX IonPac?AS19 4mm×250mm 帶 DIONEX IonPac?AG19 保護(hù)柱；抑制器：ASRS-ULTRII，4 mm陰離子抑制器；淋洗液：DIONEX EG50 自動淋洗液發(fā)生器OH-型。

2.2 試劑

水中氯酸鹽標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) （SB05-223-2008，2017-8-25）

水中硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（BW3058，16042）

2.3 儀器條件

淋洗液流速0.9 mL/min

抑制器電流80 mA

進(jìn)樣體積200 μL

2.4 配制標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液

氯酸鹽標(biāo)準(zhǔn)系列：0.05、0.10、0.25、0.50、0.75 mg/L。

硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)系列：1.00、2.50、5.00、7.50、10.00 mg/L。

2.5 樣品采集

水樣采集與檢驗(yàn)參照 《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》（GB/T 5750-2006）[4]執(zhí)行。 隨機(jī)抽取轄區(qū)內(nèi) 10所學(xué)校，每所學(xué)校隨機(jī)抽取1 臺直飲水設(shè)備，采集直飲水機(jī)出口水進(jìn)行分析。

3 結(jié)果

3.1 經(jīng)過優(yōu)化條件，選取最佳梯度淋洗條件，見表1。在此條件下得到了較好的分離度，見圖1。

表1 淋洗液梯度淋洗參考程序

圖1 標(biāo)準(zhǔn)譜圖

3.2 重復(fù)測量標(biāo)準(zhǔn)溶液（測定次數(shù)n=6），按照《離子色譜儀檢定規(guī)程》[5]， 計(jì)算出氯酸鹽的檢出限為0.0018 mg/L，硝酸鹽氮的檢出限為0.0015 mg/L。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)系列重復(fù)測定6 次， 線性相關(guān)系數(shù)范圍0.9990-0.9996，標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖2。

圖2 氯酸鹽、硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)曲線

3.4 水樣經(jīng)0.22 μm 水系微孔濾膜過濾后，直接進(jìn)樣分析。 在當(dāng)前條件下，獲得較好的分離度，不受其它組分干擾。 樣品譜圖見圖3。

圖3 直飲水樣品譜圖

3.5 對10 件樣品每件重復(fù)測定6 次，計(jì)算精密度， 均符合檢測要求，結(jié)果見表2。

表2 直飲水中氯酸鹽、硝酸鹽氮精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.6 對樣品進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)， 加入標(biāo)準(zhǔn)氯酸鹽0.050 mg/L，硝酸鹽氮1.00 mg/L，回收率結(jié)果符合檢測要求，結(jié)果見表3。

表3 直飲水中氯酸鹽、硝酸鹽氮回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4 討論

（1）實(shí)驗(yàn)用水必須為經(jīng)0.2 μM 濾膜過濾的高純水，電導(dǎo)值＜1.0 μS/cm。 淋洗液要經(jīng)過脫氣處理，脫氣時間為5 min， 防止氣泡進(jìn)入柱子造成基線不穩(wěn)，影響數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。

（2）由于飲用水中氯酸鹽含量低，所以儀器開機(jī)后必須走淋洗液30 min 以上，并使基線噪聲保持在0.000 2 μS 以內(nèi)。 為了保持柱效， 每次進(jìn)樣分析之后，應(yīng)用80 mM 的淋洗液洗柱子30 min，再用標(biāo)準(zhǔn)淋洗濃度平衡。

（3）雖然亞硝酸鹽在硝酸鹽氮附近出峰，但由于生活飲用水中含量極低， 優(yōu)化檢測條件后離子間分離度較好，故未對硝酸鹽氮的檢測造成影響。

（4）如果水樣中硝酸鹽氮含量較大，可稀釋后單獨(dú)測定。

（5）樣品若為熱水，待冷卻后測定，以免影響檢測結(jié)果。

5 結(jié)論

經(jīng)上述實(shí)驗(yàn)證明離子色譜法同時測定中小學(xué)直飲水中氯酸鹽和硝酸鹽氮方法的檢出限、精密度、準(zhǔn)確度均符合要求，且同時測定有利于提高檢測效率，可以用于學(xué)校直飲水檢測工作。