離子色譜法測定礦泉水中的溴酸鹽

□ 郭 蓉 榆林市食品檢驗檢測中心

現在的飲用水一般使用三種物質進行消毒，分別是液氯、二氧化氯和臭氧，而臭氧依靠其成本低、副產物毒害作用小等優勢被廣泛應用到礦泉水的消毒中。但臭氧消毒過程中，水中的溴化物會被臭氧氧化成溴酸鹽，溴酸鹽性質較穩定，很難用常規方法除去。近幾年來，研究表明溴酸鹽可能增加致癌率，相關機構也制定了飲用水中溴酸鹽的限量要求，WHO將飲用水中溴酸鹽的最高檢測濃度降為10 μg/L，美國和中國也先后制定了飲用水中溴酸鹽的最高檢出限值定為10 μg/L，因此建立快速、高效、容易普及的溴酸鹽檢測機制十分迫切。

1 離子色譜法（IC）

最早的離子色譜法是利用離子化合物與固定相之間的相互作用強弱，然后利用淋洗液使得離子得到分離，然后檢測流出物的電導變化測得待測離子濃度的一種檢測方法。固定相一般為低交換容積的離子交換劑。根據分離原理不同將離子色譜分為離子交換色譜法、離子對色譜和離子排斥色譜法。后來離子色譜法在檢測器和分離柱之間加上抑制柱，一是淋洗液自身能電離，為了降低淋洗液的背景電導；二是將待測離子轉化成酸或堿以增加被測離子的電導值；三消除反應峰對弱保留離子的影響。現代離子色譜不斷提高改進分離柱的性能，能夠進行高效、快速、連續、高靈敏度的檢測，使其廣泛應用到食品檢測中。目前，飲用水中溴酸鹽的檢測方法主要是高效液相色譜-電感耦合等離子體質譜法，也是重慶市的包裝飲用水中溴酸鹽的檢測標準方法，雖然這種方法靈敏度和選擇性都很好，但操作復雜、儀器昂貴，很難實現普及。

2 離子色譜法測定礦泉水中溴酸鹽

黃麗等人使用瑞士萬通MIC-Ⅱ研究性離子色譜儀，采用MSM抑制系統，用碳酸鈉/碳酸氫鈉緩沖液作為淋洗液，對進樣量、淋洗液濃度及流速進行優化，最終決定100 μL的進樣量，1.3/2.0 mmol/L比例緩沖液以0.6 mL/min進入。用上述條件和儀器檢測飲用水中溴酸鹽，檢測的適用范圍是2.0～10.0 μg/L，檢出限為 0.5 μg/L，相關系數為0.999 3，回收率檢測都是高于90%，相對標準偏低至6.14%。由上述可以看出這種方法操作簡單，檢測速度快，靈敏度高，十分適用于礦泉水中含氧鹵素消毒副產物的檢測。

劉剛等人使用Dionex IC-1000離子色譜儀，IonPac@AS23色譜柱，采用ASRS300抑制器，用碳酸鈉/碳酸氫鈉緩沖液做淋洗液。樣品在進樣前進行預處理—尼龍濾膜過濾，淋洗液是4.2/0.8 mmol/L的碳酸鈉/碳酸氫鈉混合液，用1.0 mL/min進入分離柱。該方法即電導檢測-離子色譜法對礦泉水中含氧鹵素消毒副產物的檢測，相關系數高達99.999 6%，檢出限為4.5 μg/L，RSD%均小于5%，具有較好的精密度，回收率高于94%。電導檢測-離子色譜法雖然比上述的方法性能好，能夠實現快速高效精準檢測，但可以看出檢出限與國家標準所規定的最低飲用水中溴酸鹽的檢出濃度接近，雖然該方法可以很好推廣到實際檢測工作中，但分析方法還有待改進。

陸虎等人采用ICS-5000型離子色譜儀和DionexIonPac ASI9 4色譜柱，用FG-40自動用氫氧化鉀進行洗脫，優化流速為1.0 mL/min，選擇KOH做淋洗液，能減低干擾離子的電導，使得待測離子的電導信號提高，靈敏度要比碳酸鹽做淋洗液的檢測高1/3左右。該方法的檢測線性濃度范圍在0～0.4 mg/L，檢出限為0.005 mg/L，線性相關系數為99.92%。這個方法與其他方法相比，相對偏差小于4%，結果較穩定，重現性好，回收率也都是高于99%，分離效果好，干擾少，能很好地滿足檢測要求。

最新研究，劉敏等人用銀柱處理水樣可以有效消除其他共存陰離子的干擾，大體積進樣能大幅度提高經常靈敏度。大體積進樣-銀柱除氯-離子色譜法采用ICS1500性離子色譜儀，ASRS300抑制器。自動進大體積樣品，用KOH作為淋洗液，該方法取得比常規體積進樣更加優良的檢測靈敏度和精密度，檢測線性范圍在2.0～25.0 μg/L，檢出限低至0.8 μg/L，線性相關系數為99.92%。該方法擁有較低的檢出限，較寬的線性范圍，能夠很好滿足檢測要求，但是回收率和檢測結果偏差相對其他方法稍大。

3 離子色譜法檢測溴酸鹽的未來發展趨勢

隨著離子色譜技術的快速發展，離子色譜法檢測礦泉水中的溴酸鹽的有廣闊的應用前景。目前，離子色譜檢測溴酸鹽的發展主要有幾個方面：一是色譜柱的選擇，因為溴酸鹽濃度低于礦泉水中存在的其他陰離子濃度，如氯離子、硝酸根離子、硫酸根離子等，溴酸鹽離子在柱中停留時間短，易受干擾，所以應該選擇分離柱長、柱效高、容量高的分離柱，同時還要保證檢測的靈敏度和選擇性，目前新型色譜柱的研制也為未來離子色譜法的應用提供了更多選擇；二是淋洗液的選擇，一般抑制型電導檢測陰離子交換色譜中都是用碳酸鈉/碳酸氫鈉緩沖液作為淋洗液，優化濃度和流速達到最好的分離效果，想要取得更好的檢測性能，就要研究出更好的淋洗液。