离子色谱法测定矿泉水中的溴酸盐

□ 郭 蓉 榆林市食品检验检测中心

现在的饮用水一般使用三种物质进行消毒，分别是液氯、二氧化氯和臭氧，而臭氧依靠其成本低、副产物毒害作用小等优势被广泛应用到矿泉水的消毒中。但臭氧消毒过程中，水中的溴化物会被臭氧氧化成溴酸盐，溴酸盐性质较稳定，很难用常规方法除去。近几年来，研究表明溴酸盐可能增加致癌率，相关机构也制定了饮用水中溴酸盐的限量要求，WHO将饮用水中溴酸盐的最高检测浓度降为10 μg/L，美国和中国也先后制定了饮用水中溴酸盐的最高检出限值定为10 μg/L，因此建立快速、高效、容易普及的溴酸盐检测机制十分迫切。

1 离子色谱法（IC）

最早的离子色谱法是利用离子化合物与固定相之间的相互作用强弱，然后利用淋洗液使得离子得到分离，然后检测流出物的电导变化测得待测离子浓度的一种检测方法。固定相一般为低交换容积的离子交换剂。根据分离原理不同将离子色谱分为离子交换色谱法、离子对色谱和离子排斥色谱法。后来离子色谱法在检测器和分离柱之间加上抑制柱，一是淋洗液自身能电离，为了降低淋洗液的背景电导；二是将待测离子转化成酸或碱以增加被测离子的电导值；三消除反应峰对弱保留离子的影响。现代离子色谱不断提高改进分离柱的性能，能够进行高效、快速、连续、高灵敏度的检测，使其广泛应用到食品检测中。目前，饮用水中溴酸盐的检测方法主要是高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法，也是重庆市的包装饮用水中溴酸盐的检测标准方法，虽然这种方法灵敏度和选择性都很好，但操作复杂、仪器昂贵，很难实现普及。

2 离子色谱法测定矿泉水中溴酸盐

黄丽等人使用瑞士万通MIC-Ⅱ研究性离子色谱仪，采用MSM抑制系统，用碳酸钠/碳酸氢钠缓冲液作为淋洗液，对进样量、淋洗液浓度及流速进行优化，最终决定100 μL的进样量，1.3/2.0 mmol/L比例缓冲液以0.6 mL/min进入。用上述条件和仪器检测饮用水中溴酸盐，检测的适用范围是2.0～10.0 μg/L，检出限为 0.5 μg/L，相关系数为0.999 3，回收率检测都是高于90%，相对标准偏低至6.14%。由上述可以看出这种方法操作简单，检测速度快，灵敏度高，十分适用于矿泉水中含氧卤素消毒副产物的检测。

刘刚等人使用Dionex IC-1000离子色谱仪，IonPac@AS23色谱柱，采用ASRS300抑制器，用碳酸钠/碳酸氢钠缓冲液做淋洗液。样品在进样前进行预处理—尼龙滤膜过滤，淋洗液是4.2/0.8 mmol/L的碳酸钠/碳酸氢钠混合液，用1.0 mL/min进入分离柱。该方法即电导检测-离子色谱法对矿泉水中含氧卤素消毒副产物的检测，相关系数高达99.999 6%，检出限为4.5 μg/L，RSD%均小于5%，具有较好的精密度，回收率高于94%。电导检测-离子色谱法虽然比上述的方法性能好，能够实现快速高效精准检测，但可以看出检出限与国家标准所规定的最低饮用水中溴酸盐的检出浓度接近，虽然该方法可以很好推广到实际检测工作中，但分析方法还有待改进。

陆虎等人采用ICS-5000型离子色谱仪和DionexIonPac ASI9 4色谱柱，用FG-40自动用氢氧化钾进行洗脱，优化流速为1.0 mL/min，选择KOH做淋洗液，能减低干扰离子的电导，使得待测离子的电导信号提高，灵敏度要比碳酸盐做淋洗液的检测高1/3左右。该方法的检测线性浓度范围在0～0.4 mg/L，检出限为0.005 mg/L，线性相关系数为99.92%。这个方法与其他方法相比，相对偏差小于4%，结果较稳定，重现性好，回收率也都是高于99%，分离效果好，干扰少，能很好地满足检测要求。

最新研究，刘敏等人用银柱处理水样可以有效消除其他共存阴离子的干扰，大体积进样能大幅度提高经常灵敏度。大体积进样-银柱除氯-离子色谱法采用ICS1500性离子色谱仪，ASRS300抑制器。自动进大体积样品，用KOH作为淋洗液，该方法取得比常规体积进样更加优良的检测灵敏度和精密度，检测线性范围在2.0～25.0 μg/L，检出限低至0.8 μg/L，线性相关系数为99.92%。该方法拥有较低的检出限，较宽的线性范围，能够很好满足检测要求，但是回收率和检测结果偏差相对其他方法稍大。

3 离子色谱法检测溴酸盐的未来发展趋势

随着离子色谱技术的快速发展，离子色谱法检测矿泉水中的溴酸盐的有广阔的应用前景。目前，离子色谱检测溴酸盐的发展主要有几个方面：一是色谱柱的选择，因为溴酸盐浓度低于矿泉水中存在的其他阴离子浓度，如氯离子、硝酸根离子、硫酸根离子等，溴酸盐离子在柱中停留时间短，易受干扰，所以应该选择分离柱长、柱效高、容量高的分离柱，同时还要保证检测的灵敏度和选择性，目前新型色谱柱的研制也为未来离子色谱法的应用提供了更多选择；二是淋洗液的选择，一般抑制型电导检测阴离子交换色谱中都是用碳酸钠/碳酸氢钠缓冲液作为淋洗液，优化浓度和流速达到最好的分离效果，想要取得更好的检测性能，就要研究出更好的淋洗液。