离子色谱法在生活饮用水检测中的应用

赵云

（辽宁省大连水文局，辽宁大连 116000）

1 概述

城市公共供水系统为保护人体健康，会对生活饮用水添加消毒剂来改善水体的气味和口感。现在净水厂常用的消毒方式主要有二氧化氯、臭氧、氯以及氯胺等。二氧化氯是一种广谱型的消毒剂，它对水中的微生物（病毒、配水管网中的异养菌、芽孢等）均具有较高的消毒杀灭作用[2]；但是采用二氧化氯消毒会产生亚氯酸盐和氯酸盐消毒副产物，这两种消毒副产物在人体内产生过氧化氢，把血红元氧化成没有颜色的正铁血红元，可导致溶血性的贫血和高铁血红蛋白等疾病。国际癌症研究中心已将亚氯酸盐列为致癌物，氯酸盐为中等毒性化合物。溴酸盐是含溴水体经过臭氧消毒后产生的消毒副产物，溴酸盐是2B级的潜在致癌物[2]。由于消毒剂产生的消毒副产物具有致癌作用，我国生活饮用水标准中将亚氯酸盐、溴酸盐、氯酸盐列为常规水质分析检测项目。高性能离子色谱分析柱的研制与应用极大地加速了离子色谱法在生活饮用水中消毒副产物的测定，该方法具有检测简单、快速和灵敏度高等优点。

2 材料与方法

2.1 仪器、试剂及色谱条件

ICS-600美国戴安离子色谱仪；色谱分离柱Dionex IonPacTM AS23（4×250 mm）；保护柱Dionex IonPacTM AS23（4×250 mm）；DS5电导检测器；ASRS-4mm型阴离子抑制器；色谱数据采集和处理采用变色龙Chromeleon 7.2软件；ASDV40自动进样器；微孔滤膜抽滤装置；超声清洗器；优普ULUPURE超纯水机。流动相流速是1.00 ml/min；抑制电流为30 mA；流动相淋洗液浓度为NaHCO3（0.8 mmol/L）和 Na2CO3（4.5 mmol/L）的混合溶液，进样量50 μl；测定温度为20～25℃。

NaHCO3和Na2CO3为优级纯，天津科密欧化学试剂有限公司生产。溴酸盐DX0050（1 000 mg/L），氯酸盐BW0538（1 000 mg/L）和亚氯酸盐BW0539（1 000 mg/L）均购置于北京谱析科技有限公司。

2.2 水样的采集与保护

选用封闭性好、硬质的500 ml聚乙烯瓶，往水样中通入氮气等惰性气体10 min，加入0.25 ml、100 g/L的乙二胺溶液作为保护剂，采集的水样要当天测定。实验水样采自大连四所净水厂出水，为避免水中杂质堵塞分析柱和保护住，样品用0.45 μm聚醚砜滤膜过滤后进样。

2.3 检测原理和方法

离子色谱主要构成：色谱分析柱根据不同离子的亲和力进行分离、抑制型电导池测量各种离子的电导率、以Na2CO3和NaHCO3混合溶液作为流动相，变色龙Chromeleon 7.2数据处理软件设置仪器的工作条件。标准溶液中各离子的色谱峰面积为纵坐标，各个离子浓度为横坐标绘制出标准曲线。待测离子浓度是根据待测样品的色谱峰面积大小与标准曲线点的色谱峰面积大小进行比较得出，各种阴离子是通过保留时间定性得出。

3 结果分析

3.1 色谱条件的优化

淋洗液流速变大会明显缩短阴离子的出峰时间，峰型和峰高都有所下降，系统的压力也会随着增加。通过比较不同的淋洗液浓度，观察各个阴离子的峰型和分离度，选取淋洗液流速为1.00 ml/min。淋洗液浓度的高低可以影响流经抑制电导池各离子的电导率和保留时间。高浓度淋洗液可以造成系统背景电导率增大，而低浓度淋洗液则会使各个离子分离效果降低。实验采用的NaHCO3（0.8 mmol/L）+Na2CO3（4.5 mmol/L）混合淋洗液分离水样中的阴离子，阴离子峰形、出峰时间及分离度都较好。

3.2 标准曲线及检出限

亚氯酸盐（1 000 mg/L）、氯酸盐（1 000 mg/L）标准储备液稀释成10.0 mg/L的标准使用液，用移液枪分别移取亚氯酸盐和氯酸盐标准使用液0.50，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00，6.00 ml于 7个 50 ml容量瓶中。亚氯酸盐、氯酸盐的混合标准系列0.10，0.20，0.40，0.60，0.80，1.00，1.20 mg/L。溴酸盐（1 000 mg/L）标准储备液稀释成1.00 mg/L的标准使用液，用移液枪移取溴酸盐标准使用液0.25，0.50，0.80，1.20，2.00，3.00，4.00 ml于混标容量瓶中，溴酸盐的混合标准系列 0.005，0.010，0.016，0.024，0.040，0.060，0.080 mg/L，用超纯水稀释至刻度定容，摇匀。线性范围、回归方程、相关系数和最小检测浓度见表1。

表1 离子的标准曲线及检出限

从表1可以看出，在混合标准溶液中的亚氯酸盐、溴酸盐、氯酸盐浓度范围内，3种消毒副产物峰面积与浓度呈现良好的线性，各离子线性相关系数均大于99.9%，检出限低，仪器灵敏度高。

3.3 精密度实验

分别对亚氯酸盐、氯酸盐浓度为0.2，0.6，1.0 mg/L的标准溶液进行6次重复进样，对溴酸盐浓度为0.010，0.024，0.060 mg/L的标准溶液进行6次重复进样，考察其精密度，结果见表2。

表2 方法的相对标准偏差

结果表明，3种消毒副产物的浓度相对标准偏差RSD为0.53%～3.03%，精密度好，变异系数小。

3.4 加标回收率的测定

表3 实际水样加标回收率

分别对大连4个净水厂出厂水进行加标回收率的测定，结果见表3，回收率范围为96.4%～102.6%。从实验结果可以看出测定样品的回收率较高，说明方法满足国家饮用水卫生标准的检测要求。

4 结语

实验采用离子色谱法对大连市4个净水厂出厂水进行了3种消毒副产物的测定，结果表明，离子色谱法避免了传统方法中前处理复杂、分析时间长等缺点，具有分离效果好、检出限低、灵敏度高，满足生活饮用水标准中对痕量消毒副产物的测定要求。

［1］GB/T5750.10-2006，生活饮用水标准检验方法［S］.消毒副产物指标.

［2］杨敏，谢静，杨树科，等.离子色谱法测定饮用水溴酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐及常规阴离子含量［J］.食品科学，2012，33（12）：219—222.

［3］陆幽芳，宋伟，张立辉，等.离子色谱法测定饮用水中痕量溴酸盐［J］.中国卫生检验杂质，2005，15（11）：1298—1300.

［4］童俊，方敏，臧道德，等.离子色谱法测定水中典型的消毒副产物和溴离子［J］.净水技术，2010，29（5）：50—52.