離子色譜-電導(dǎo)率檢測(cè)水樣中亞硝酸鹽的方法學(xué)建立與驗(yàn)證

◎ 劉桂嵐，王孝彥

（遵義市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)院，貴州 遵義 563000）

亞硝酸鹽對(duì)人體健康有不可忽視的影響，所以必須對(duì)亞硝酸鹽含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)[1]。目前在《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）和《食品安全地方標(biāo)準(zhǔn) 飲用天然泉水》（DBS 52/008—2005）中分別對(duì)包裝飲用水、礦泉水、預(yù)包裝飲用天然礦泉水的亞硝酸鹽含量有明確的要求，以重氮偶合分光光度法為主要檢測(cè)方法。但是采用此方法進(jìn)行檢測(cè)，水樣中金屬離子、有色離子均會(huì)對(duì)檢測(cè)產(chǎn)生干擾，且進(jìn)行前處理所需試劑較多，增加了人為誤差的風(fēng)險(xiǎn)，長(zhǎng)期使用對(duì)身體也有危害[2-4]。離子色譜法測(cè)定水樣中亞硝酸鹽可直接進(jìn)樣，排除干擾，減少人為誤差[5]。此次實(shí)驗(yàn)主要是想結(jié)合文獻(xiàn)[6]進(jìn)行儀器條件優(yōu)化和方法學(xué)驗(yàn)證探索水樣中亞硝酸鹽含量測(cè)定的最佳方法，為水樣中亞硝酸鹽的檢測(cè)提供有效替代方法，為準(zhǔn)確地檢測(cè)水樣中亞硝酸鹽含量提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試樣為飲用天然礦泉水、包裝飲用水和生活飲用水。

亞硝酸根標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，質(zhì)量濃度100 mg·L-1，壇墨質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心；一級(jí)水，電阻率＞18.2 ?·cm；硫酸鋁鉀、氨水、對(duì)氨基苯磺酰胺及鹽酸N-（1-萘）-乙烯二胺，分析純，科密歐化學(xué)試劑開(kāi)發(fā)中心。

1.2 儀器與設(shè)備

ICS-6000離子色譜儀，美國(guó)賽默飛世爾科技公司；雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 儀器條件

電導(dǎo)檢測(cè)器；IonPac AS11-HC分析柱（帶保護(hù)柱）；KOH淋洗液自動(dòng)發(fā)生器；流速：1.0 mL·min-1；柱溫：30 ℃；定量環(huán)：100 μL；梯度淋洗。

1.3.2 實(shí)驗(yàn)條件的探索

從淋洗液流速、濃度、洗脫梯度探索儀器條件。

1.3.3 方法學(xué)探索

配制濃度為 0 μg·L-1、3 μg·L-1、6 μg·L-1、18 μg·L-1、36 μg·L-1和 54 μg·L-1的亞硝酸鹽標(biāo)液，用于檢測(cè)得到線性相關(guān)系數(shù)，通過(guò)信噪比法計(jì)算檢出限和定量限，隨機(jī)選取一個(gè)水樣連續(xù)測(cè)定7次，通過(guò)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差得到精密度。通過(guò)配制濃度為 5.0 μg·L-1、12 μg·L-1、48 μg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液作為質(zhì)控樣，再對(duì) 12 μg·L-1的質(zhì)控樣間隔不同時(shí)間檢測(cè)得到穩(wěn)定性，用兩種檢測(cè)方法對(duì)質(zhì)控樣和57個(gè)不同的水樣進(jìn)行檢測(cè)，再對(duì)6個(gè)不同濃度的水樣分別進(jìn)行1倍水樣含量、3倍定量限、10倍定量限加標(biāo)檢測(cè)，計(jì)算加標(biāo)回收率，比較兩種檢測(cè)方法的準(zhǔn)確度。

2 結(jié)果與分析

2.1 儀器條件的探索

本實(shí)驗(yàn)選用KOH淋洗系統(tǒng)，對(duì)儀器條件進(jìn)行探索，出峰后的沖洗時(shí)間會(huì)對(duì)檢測(cè)產(chǎn)生影響，在此對(duì)同一水樣用兩種儀器條件檢測(cè)并與標(biāo)液進(jìn)行比較，根據(jù)出峰情況和保留時(shí)間、實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)考慮，故選擇用時(shí)較短的儀器條件。再在此儀器條件上探索不同淋洗液濃度、流速、梯度的影響，從譜圖可知，在合理范圍內(nèi)，流速越大，洗脫速度越快，出峰時(shí)間越早。綜合檢測(cè)時(shí)間、出峰時(shí)間、淋洗條件和實(shí)驗(yàn)成本考慮，選擇儀器條件平衡 5 min，0～ 15 min濃度為 5 mmol·L-1，15 ～ 20 min 濃 度 為 40 mmol·L-1， 流 速 1.3 mL·min-1為最終儀器條件。

2.2 方法學(xué)考察

2.2.1 線性相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量限

儀器狀態(tài)穩(wěn)定后進(jìn)行檢測(cè)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性方程為y=0.446 3x-0.000 3，R為0.999 6。在空白水樣中加入標(biāo)準(zhǔn)溶液搖勻后進(jìn)行檢測(cè)，檢出限為0.000 69 μg·L-1，定量限為0.002 3 μg·L-1，均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，可滿足日常檢測(cè)。

2.2.2 精密度

隨機(jī)選取一個(gè)水樣，在相同儀器條件下連續(xù)進(jìn)樣6次，分別對(duì)保留時(shí)間、峰面積、質(zhì)量濃度進(jìn)行RSD計(jì)算，結(jié)果依次為0.02%、3.98%、4.60%，精密度良好，符合實(shí)驗(yàn)室內(nèi)變異系數(shù)要求。

2.2.3 穩(wěn)定性

將濃度為12.0 μg·L-1的質(zhì)控水樣分別在0 h、1 h、4 h、8 h、12 h、16 h和24 h進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)保留時(shí)間定性，外標(biāo)法定量得到質(zhì)量濃度分別為 12.0 μg·L-1、11.9 μg·L-1、12.2 μg·L-1、12.1 μg·L-1、12.4 μg·L-1、12.1 μg·L-1和12.1 μg·L-1， 平 均 值 12.1 μg·L-1，P=0.065 ＞ 0.05，RSD值為1.2%，表明不同時(shí)間測(cè)試結(jié)果無(wú)差異，該方法穩(wěn)定性良好。

2.2.4 準(zhǔn)確度

（1）質(zhì)控水樣測(cè)定。分別用兩臺(tái)儀器對(duì)質(zhì)控樣進(jìn)行3平行測(cè)定，計(jì)算其平均值和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD，如表1所示，檢測(cè)結(jié)果均符合測(cè)定值與真值的偏差指導(dǎo)范圍。P＞0.05，表明兩臺(tái)儀器均能準(zhǔn)確檢測(cè)水樣，且離子色譜儀的RSD均低于分光光度計(jì)，可知離子色譜儀較分光光度計(jì)檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

（2）水樣含量測(cè)定。隨機(jī)收集57個(gè)水樣，然后分別按照離子色譜法和重氮偶合分光光度法進(jìn)行3平行測(cè)定，將得到的質(zhì)量濃度分為兩組，一組低于3.3 μg·L-1， 一 組 高 于 3.3 μg·L-1， 再 對(duì) 這 兩 組 數(shù) 據(jù)分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，測(cè)定濃度在0～3.3 μg·L-1P＜ 0.05，濃度在 3.3 μg·L-1以上時(shí)P＞ 0.05，再分別對(duì)兩組數(shù)據(jù)制作重疊散點(diǎn)圖。圖1為離子色譜儀和分光光度計(jì)分別檢測(cè)質(zhì)量濃度＜3.3 μg·L-1水樣結(jié)果圖，圖2為離子色譜儀和分光光度計(jì)分別檢測(cè)質(zhì)量濃度＞3.3 μg·L-1水樣結(jié)果圖。圖1顯示，質(zhì)量濃度在0～3.3 μg·L-1的水樣，兩臺(tái)儀器測(cè)量結(jié)果之間幾乎沒(méi)有重疊，精密度不符合要求，差異性較大。圖2顯示，質(zhì)量濃度在3.3 μg·L-1以上的水樣，兩臺(tái)儀器測(cè)量結(jié)果大部分重疊，未重疊的部分水樣其測(cè)定濃度也符合精密度要求，無(wú)差異。

圖1 質(zhì)量濃度＜3.3 μg·L-1水樣結(jié)果圖

圖2 質(zhì)量濃度＞3. 3 μg·L-1水樣結(jié)果圖

2.2.5 加標(biāo)回收率

結(jié)合《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）對(duì)亞硝酸鹽的限量要求，隨機(jī)選取質(zhì)量濃度＜ 3.3 μg·L-1，3.3 ～ 5.0 μg·L-1，＞ 5.0 μg·L-1的水樣各2個(gè)，按照離子色譜儀測(cè)定濃度進(jìn)行1倍、3倍、10倍定量限進(jìn)行加標(biāo)，分別用兩臺(tái)儀器進(jìn)行3平行檢測(cè)，計(jì)算其加標(biāo)回收率。按照《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢測(cè)》（GB/T 27404—2008）附錄F中F.1對(duì)不同濃度回收率范圍的要求，被測(cè)組分含量＜100 μg·L-1，回收率為60%～120%，被測(cè)組分含量為100～1 000 μg·L-1，回收率為80%～110%。如表2結(jié)果顯示，離子色譜儀檢測(cè)的6個(gè)加標(biāo)樣品中，0～ 3.3 μg·L-1的水樣回收率為 103.0% ～ 118.0%，3.3～5.0 μg·L-1的水樣回收率為111.0%～119.0%，5.0 μg·L-1以上的水樣回收率為88.7%～112.0%，均符合要求，表明該方法能準(zhǔn)確檢測(cè)水樣中不同濃度的亞硝酸鹽。分光光度計(jì)檢測(cè)的6個(gè)加標(biāo)樣品中，0～3.3 μg·L-1的水樣回收率為 32.0% ～ 131.0%，3.3～ 5.0 μg·L-1的水樣回收率為 112.0% ～ 115.0%，5.0 μg·L-1以上的水樣回收率為81.4%～115.0%，質(zhì)量濃度高于3.3 μg·L-1的水樣加標(biāo)回收率均符合要求，質(zhì)量濃度低于3.3 μg·L-1的水樣加標(biāo)回收率不符合要求，表明該方法能準(zhǔn)確檢測(cè)水樣中濃度高于3.3 μg·L-1的亞硝酸鹽。

表2 加標(biāo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

續(xù)表2

3 結(jié)論

本研究建立以離子色譜法為水樣中亞硝酸鹽檢測(cè)的有效替代方法，協(xié)助水樣中低含量亞硝酸鹽的監(jiān)測(cè)。該方法洗脫效果好，操作簡(jiǎn)便，不需前處理，避免了人為誤差，試樣基體干擾小，檢出限低，靈敏度高，對(duì)于質(zhì)量濃度低于定量限3.3 μg·L-1的水樣，比重氮偶合分光光度法結(jié)果更加準(zhǔn)確。目前，水樣中亞硝酸鹽的檢測(cè)方法單一，希望本研究可以為水樣中亞硝酸鹽的檢測(cè)方法提供參考，以便更加準(zhǔn)確、高效的服務(wù)于檢測(cè)工作，達(dá)到有效監(jiān)測(cè)生活飲用水、飲用天然礦泉水和包裝飲用水中亞硝酸鹽含量的目的。