離子色譜法測(cè)定生活飲用水中亞氯酸鹽和氯酸鹽的含量

摘 要：目的：建立離子色譜法同時(shí)測(cè)定生活飲用水中氯酸鹽和亞氯酸鹽含量的方法。方法：對(duì)《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 第10部分：消毒副產(chǎn)物指標(biāo)》（GB/T 5750.10—2023）的部分參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并分析優(yōu)化后方法的線性范圍、準(zhǔn)確度與精密度。結(jié)果：在0～500.0 μg·L-1亞氯酸鹽、氯酸鹽線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999 0。氯酸鹽的平均回收率為98.24%～100.08%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.08%～1.00%；亞氯酸鹽的平均回收率為97.30%～100.22%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.76%～1.64%。結(jié)論：優(yōu)化后的方法操作便捷、靈敏度與精密度高，能取得良好的分離成效，可快速檢測(cè)生活飲用水中亞氯酸鹽和氯酸鹽的含量。

關(guān)鍵詞：離子色譜法；生活飲用水；亞氯酸鹽；氯酸鹽

Determination of Chlorite And Chlorate in Drinking Water by Ion Chromatography

SUN Liang

（Disease Prevention and Control Center of Linhe District， Bayannur City， Bayannur 015000， China）

Abstract： Objective： To establish an ion chromatography method for simultaneous determination of chlorate and chlorite in drinking water. Method： Some parameters of GB/T 5750.10—2023 were optimized， and the linear range， accuracy and precision of the optimized method were analyzed. Result： The linear relationship between chlorite and chlorate was good in the range of 0～500.0 μg·L-1， and the correlation coefficients were greater than 0.999 0. The average recovery of chlorate was 98.24%～100.08%， and the relative standard deviation was 0.08%～1.00%; the average recovery of chlorite was 97.30%～100.22%， and the relative standard deviation was 0.76%～1.64%. Conclusion： The optimized method is easy to operate， has high sensitivity and precision， can achieve good separation results， and can quickly detect the content of chlorite and chlorate in drinking water.

Keywords： ion chromatography; drinking water for domestic use; chlorite; chlorate

二氧化氯消毒劑因其具有高效殺菌、消毒副產(chǎn)物相對(duì)較少等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于生活飲用水消毒。然而，在二氧化氯消毒過(guò)程中，會(huì)不可避免地產(chǎn)生亞氯酸鹽和氯酸鹽。亞氯酸鹽具有一定的氧化性，能夠影響人體血液中血紅蛋白的攜氧能力，對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等造成潛在危害；氯酸鹽則可能干擾人體甲狀腺素的正常合成，引發(fā)內(nèi)分泌系統(tǒng)紊亂等健康問(wèn)題[1]。離子色譜法（Ion Chromatography，IC）憑借其對(duì)陰離子出色的分離效能、高靈敏度的檢測(cè)能力以及相對(duì)簡(jiǎn)便的操作流程，從眾多分析技術(shù)中脫穎而出[2-3]。它能夠在復(fù)雜的水樣基質(zhì)中，有效地將亞氯酸鹽和氯酸鹽與其他常見(jiàn)陰離子分離開(kāi)來(lái)，并實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定量[4-5]。深入研究并優(yōu)化離子色譜法用于測(cè)定生活飲用水中亞氯酸鹽和氯酸鹽的含量，不僅有助于保障飲用水安全，更對(duì)維護(hù)公眾健康具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

IC6210一體式離子色譜儀（配AS3110自動(dòng)進(jìn)樣器），安徽皖儀科技股份有限公司；SD-1電導(dǎo)檢測(cè)器（色譜儀內(nèi)置標(biāo)配）；CS-5A-P4色譜柱，安徽皖儀科技股份有限公司；ZYTEST-I-20T超純水儀，四川卓越科技工程有限責(zé)任公司。

氯酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg·mL-1），國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心；無(wú)水碳酸鈉（6%），天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；水中溴酸根、亞氯酸鹽（1 000 μg·mL-1），北京壇墨質(zhì)檢科技有限公司。

1.2 色譜條件

選用CS-5A-P4色譜柱，淋洗液選擇4.50 mmol·L-1的Na2CO3溶液，等度洗脫，流速為0.8 mL·min-1，柱溫為30 ℃，進(jìn)樣量為25 μL。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液配制

吸取1.0 mL的溴酸鹽、氯酸鹽和亞氯酸鹽標(biāo)準(zhǔn)母液，移至100 mL容量瓶?jī)?nèi)，用超純水溶解并定容，配制成濃度為10.00 μg·mL-1的混合儲(chǔ)備液。使用時(shí)，用超純水逐級(jí)稀釋儲(chǔ)備液，配制成濃度為0、5.0、50.0、100.0、200.0、300.0、400.0 μg·L-1和500.0 μg·L-1的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.4 樣品采集及前處理

對(duì)于CIO2含量較高的水樣，很難保證后續(xù)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。在此情況下，可采取向水樣中添加乙二胺溶液或者吹入氮?dú)獾姆绞竭M(jìn)行處理。選用500 mL的采樣瓶進(jìn)行水樣采集，采集完成后，以流速1.0 L·min-1向瓶?jī)?nèi)通入高純氮?dú)猓掷m(xù)通氣時(shí)間為10 min。接著加入0.25 mL的乙二胺溶液，隨后立即密封采樣瓶，并充分搖勻，使其混合均勻，使用0.22 μm濾膜過(guò)濾，待測(cè)。

2 結(jié)果與分析

2.1 色譜條件優(yōu)化

2.1.1 淋洗液濃度

采用CS-5A-P4色譜柱，設(shè)定流速為1.0 mL·min-1，進(jìn)樣量為25 μL，500 μg·L-1混合標(biāo)液作為目標(biāo)物，按等度淋洗，評(píng)估淋洗液Na2CO3濃度為3.00～8.00 mmol·L-1時(shí)的洗脫能力。結(jié)果表明，淋洗液濃度同目標(biāo)物洗脫能力之間呈現(xiàn)出顯著的正相關(guān)關(guān)系。使用高濃度的淋洗液時(shí)，雖能夠加快色譜峰的出峰速度，卻會(huì)使分離度出現(xiàn)明顯下降，進(jìn)而對(duì)亞氯酸鹽與溴酸鹽兩者之間的分離效果產(chǎn)生負(fù)面影響；反之，若采用低濃度的淋洗液，目標(biāo)物的保留時(shí)間以及整個(gè)分析流程所需的時(shí)間都會(huì)大幅延長(zhǎng)。綜合考慮多方面因素，選擇4.50 mmol·L-1淋洗液濃度達(dá)成的洗脫效果、分離效能最佳。

2.1.2 流動(dòng)相流速

設(shè)定進(jìn)樣體積為25 μL，淋洗液濃度為4.50 mmol·L-1，對(duì)500 μg·L-1混合標(biāo)液進(jìn)行等度淋洗，流動(dòng)相流速設(shè)置為0.6、0.7、0.8、0.9 mL·min-1及1.0 mL·min-1，探究流動(dòng)相流速對(duì)目標(biāo)物分離效果的影響。結(jié)果表明，隨著流動(dòng)相流速逐步提升，色譜峰的出峰速率明顯加快。然而，一旦流速過(guò)高，便會(huì)引發(fā)一系列負(fù)面問(wèn)題。對(duì)多方面要素進(jìn)行審慎權(quán)衡與考量，最終選定0.8 mL·min-1作為本次實(shí)驗(yàn)最為適宜的流速。

2.1.3 進(jìn)樣量

設(shè)定流動(dòng)相流速為0.8 mL·min-1，淋洗液濃度為4.50 mmol·L-1，進(jìn)樣體積依次設(shè)定為15、20、25 μL，對(duì)濃度為500 μg·L-1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行等度淋洗，探究進(jìn)樣體積對(duì)目標(biāo)物分離效果的影響。結(jié)果顯示，25 μL的進(jìn)樣體積符合本次實(shí)驗(yàn)需求。

2.2 線性關(guān)系

采用優(yōu)化后的色譜條件，對(duì)系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)行測(cè)定，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果顯示，氯酸鹽與亞氯酸鹽在0.0～500.0 μg·L-1表現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，線性方程分別為y=0.316 5x-0.000 7、y=0.358 1x+0.000 1，相關(guān)系數(shù)r分別為0.999 964、0.999 958。此結(jié)果充分驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)方法在線性范圍內(nèi)的良好表現(xiàn)。

2.3 檢出限

用超純水稀釋混合儲(chǔ)備液至濃度為5.0 μg·L-1后，獨(dú)立檢測(cè)10次，以信噪比（S/N）為3時(shí)對(duì)應(yīng)的濃度確定方法的檢出限，定量限為3倍檢出限。經(jīng)測(cè)定發(fā)現(xiàn)，氯酸鹽和亞氯酸鹽的檢出限分別為0.51 μg·L-1、0.67 μg·L-1，定量限分別為1.53 μg·L-1、2.01 μg·L-1。

2.4 精密度及準(zhǔn)確度

取自來(lái)水管網(wǎng)水樣A、B，測(cè)定其中氯酸鹽與亞氯酸鹽含量，結(jié)果見(jiàn)表1。以水樣A為基礎(chǔ)，加兩種組分混合標(biāo)液，分6次連續(xù)測(cè)定，計(jì)算不同加標(biāo)量（50、200、400 μg·L-1）下的加標(biāo)回收率，以驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確度和精密度。如表2、表3所示，不同加標(biāo)濃度下，氯酸鹽的平均回收率為98.24%～100.08%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（Relative Standard Deviation，RSD）為0.08%～1.00%；亞氯酸鹽的平均回收率為97.30%～100.22%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.76%～1.64%。

2.5 實(shí)際樣品測(cè)定

從自來(lái)水廠管網(wǎng)末梢水的管道中隨機(jī)選取水樣，基于上述實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，水中氯酸鹽與亞氯酸鹽符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2022）要求，溴酸鹽未檢出，表明消毒品不含溴制劑。采集桶裝飲用礦泉水樣品進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，溴酸鹽未超過(guò)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 飲用天然礦泉水》（GB 8537—2018）限量，且樣本中未檢測(cè)出氯酸鹽與亞氯酸鹽，表明桶裝水在生產(chǎn)過(guò)程中采用了不含氯的消毒方式。

3 結(jié)論

本文建立了離子色譜技術(shù)同時(shí)檢測(cè)飲用水中氯酸鹽和亞氯酸鹽的方法。該方法在0～500.0 μg·L-1線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999 0。氯酸鹽的平均回收率為98.24%～100.08%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.08%～1.00%；亞氯酸鹽的平均回收率為97.30%～100.22%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.76%～1.64%。該方法操作便捷、準(zhǔn)確性高，適用于飲用水中氯酸鹽與亞氯酸鹽的同時(shí)測(cè)定。

參考文獻(xiàn)

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