离子色谱-电导率检测水样中亚硝酸盐的方法学建立与验证

◎ 刘桂岚，王孝彦

（遵义市产品质量检验检测院，贵州 遵义 563000）

亚硝酸盐对人体健康有不可忽视的影响，所以必须对亚硝酸盐含量进行监测[1]。目前在《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）和《食品安全地方标准 饮用天然泉水》（DBS 52/008—2005）中分别对包装饮用水、矿泉水、预包装饮用天然矿泉水的亚硝酸盐含量有明确的要求，以重氮偶合分光光度法为主要检测方法。但是采用此方法进行检测，水样中金属离子、有色离子均会对检测产生干扰，且进行前处理所需试剂较多，增加了人为误差的风险，长期使用对身体也有危害[2-4]。离子色谱法测定水样中亚硝酸盐可直接进样，排除干扰，减少人为误差[5]。此次实验主要是想结合文献[6]进行仪器条件优化和方法学验证探索水样中亚硝酸盐含量测定的最佳方法，为水样中亚硝酸盐的检测提供有效替代方法，为准确地检测水样中亚硝酸盐含量提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试样为饮用天然矿泉水、包装饮用水和生活饮用水。

亚硝酸根标准储备液，质量浓度100 mg·L-1，坛墨质检标准物质中心；一级水，电阻率＞18.2 Ω·cm；硫酸铝钾、氨水、对氨基苯磺酰胺及盐酸N-（1-萘）-乙烯二胺，分析纯，科密欧化学试剂开发中心。

1.2 仪器与设备

ICS-6000离子色谱仪，美国赛默飞世尔科技公司；双光束紫外可见分光光度计，上海普析通用仪器有限责任公司。

1.3 实验方法

1.3.1 仪器条件

电导检测器；IonPac AS11-HC分析柱（带保护柱）；KOH淋洗液自动发生器；流速：1.0 mL·min-1；柱温：30 ℃；定量环：100 μL；梯度淋洗。

1.3.2 实验条件的探索

从淋洗液流速、浓度、洗脱梯度探索仪器条件。

1.3.3 方法学探索

配制浓度为 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的亚硝酸盐标液，用于检测得到线性相关系数，通过信噪比法计算检出限和定量限，随机选取一个水样连续测定7次，通过相对标准偏差得到精密度。通过配制浓度为 5.0 μg·L-1、12 μg·L-1、48 μg·L-1的标准溶液作为质控样，再对 12 μg·L-1的质控样间隔不同时间检测得到稳定性，用两种检测方法对质控样和57个不同的水样进行检测，再对6个不同浓度的水样分别进行1倍水样含量、3倍定量限、10倍定量限加标检测，计算加标回收率，比较两种检测方法的准确度。

2 结果与分析

2.1 仪器条件的探索

本实验选用KOH淋洗系统，对仪器条件进行探索，出峰后的冲洗时间会对检测产生影响，在此对同一水样用两种仪器条件检测并与标液进行比较，根据出峰情况和保留时间、实验时长考虑，故选择用时较短的仪器条件。再在此仪器条件上探索不同淋洗液浓度、流速、梯度的影响，从谱图可知，在合理范围内，流速越大，洗脱速度越快，出峰时间越早。综合检测时间、出峰时间、淋洗条件和实验成本考虑，选择仪器条件平衡 5 min，0～ 15 min浓度为 5 mmol·L-1，15 ～ 20 min 浓 度 为 40 mmol·L-1， 流 速 1.3 mL·min-1为最终仪器条件。

2.2 方法学考察

2.2.1 线性相关系数、检出限和定量限

仪器状态稳定后进行检测绘制标准曲线，线性方程为y=0.446 3x-0.000 3，R为0.999 6。在空白水样中加入标准溶液摇匀后进行检测，检出限为0.000 69 μg·L-1，定量限为0.002 3 μg·L-1，均符合标准要求，可满足日常检测。

2.2.2 精密度

随机选取一个水样，在相同仪器条件下连续进样6次，分别对保留时间、峰面积、质量浓度进行RSD计算，结果依次为0.02%、3.98%、4.60%，精密度良好，符合实验室内变异系数要求。

2.2.3 稳定性

将浓度为12.0 μg·L-1的质控水样分别在0 h、1 h、4 h、8 h、12 h、16 h和24 h进行检测，通过保留时间定性，外标法定量得到质量浓度分别为 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值为1.2%，表明不同时间测试结果无差异，该方法稳定性良好。

2.2.4 准确度

（1）质控水样测定。分别用两台仪器对质控样进行3平行测定，计算其平均值和相对标准偏差RSD，如表1所示，检测结果均符合测定值与真值的偏差指导范围。P＞0.05，表明两台仪器均能准确检测水样，且离子色谱仪的RSD均低于分光光度计，可知离子色谱仪较分光光度计检测结果更加准确。

（2）水样含量测定。随机收集57个水样，然后分别按照离子色谱法和重氮偶合分光光度法进行3平行测定，将得到的质量浓度分为两组，一组低于3.3 μg·L-1， 一 组 高 于 3.3 μg·L-1， 再 对 这 两 组 数 据分别进行统计学分析，测定浓度在0～3.3 μg·L-1P＜ 0.05，浓度在 3.3 μg·L-1以上时P＞ 0.05，再分别对两组数据制作重叠散点图。图1为离子色谱仪和分光光度计分别检测质量浓度＜3.3 μg·L-1水样结果图，图2为离子色谱仪和分光光度计分别检测质量浓度＞3.3 μg·L-1水样结果图。图1显示，质量浓度在0～3.3 μg·L-1的水样，两台仪器测量结果之间几乎没有重叠，精密度不符合要求，差异性较大。图2显示，质量浓度在3.3 μg·L-1以上的水样，两台仪器测量结果大部分重叠，未重叠的部分水样其测定浓度也符合精密度要求，无差异。

图1 质量浓度＜3.3 μg·L-1水样结果图

图2 质量浓度＞3. 3 μg·L-1水样结果图

2.2.5 加标回收率

结合《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）对亚硝酸盐的限量要求，随机选取质量浓度＜ 3.3 μg·L-1，3.3 ～ 5.0 μg·L-1，＞ 5.0 μg·L-1的水样各2个，按照离子色谱仪测定浓度进行1倍、3倍、10倍定量限进行加标，分别用两台仪器进行3平行检测，计算其加标回收率。按照《实验室质量控制规范 食品理化检测》（GB/T 27404—2008）附录F中F.1对不同浓度回收率范围的要求，被测组分含量＜100 μg·L-1，回收率为60%～120%，被测组分含量为100～1 000 μg·L-1，回收率为80%～110%。如表2结果显示，离子色谱仪检测的6个加标样品中，0～ 3.3 μg·L-1的水样回收率为 103.0% ～ 118.0%，3.3～5.0 μg·L-1的水样回收率为111.0%～119.0%，5.0 μg·L-1以上的水样回收率为88.7%～112.0%，均符合要求，表明该方法能准确检测水样中不同浓度的亚硝酸盐。分光光度计检测的6个加标样品中，0～3.3 μg·L-1的水样回收率为 32.0% ～ 131.0%，3.3～ 5.0 μg·L-1的水样回收率为 112.0% ～ 115.0%，5.0 μg·L-1以上的水样回收率为81.4%～115.0%，质量浓度高于3.3 μg·L-1的水样加标回收率均符合要求，质量浓度低于3.3 μg·L-1的水样加标回收率不符合要求，表明该方法能准确检测水样中浓度高于3.3 μg·L-1的亚硝酸盐。

表2 加标实验结果表

续表2

3 结论

本研究建立以离子色谱法为水样中亚硝酸盐检测的有效替代方法，协助水样中低含量亚硝酸盐的监测。该方法洗脱效果好，操作简便，不需前处理，避免了人为误差，试样基体干扰小，检出限低，灵敏度高，对于质量浓度低于定量限3.3 μg·L-1的水样，比重氮偶合分光光度法结果更加准确。目前，水样中亚硝酸盐的检测方法单一，希望本研究可以为水样中亚硝酸盐的检测方法提供参考，以便更加准确、高效的服务于检测工作，达到有效监测生活饮用水、饮用天然矿泉水和包装饮用水中亚硝酸盐含量的目的。