ICS2100測定市售礦泉水中5種陰離子

王聰

（杭州職業技術學院，浙江杭州310018）

分析測試

ICS2100測定市售礦泉水中5種陰離子

王聰

（杭州職業技術學院，浙江杭州310018）

建立了ICS2100測定市售礦泉水中的5種無機陰離子。使用抑制性離子色譜儀ICS-2100，選用Dionex IonPacTMAS11-HC離子色譜柱，KOH梯度淋洗，抑制電導檢測器ASRS 4 mm，電流50 mA，方法檢出限為0.02 ppm。采用標準曲線法測定了市售10種礦物質瓶裝水的5種無機陰離子含量，5種無機陰離子的相對標準偏差均小于3.89%。該方法安全、可靠，靈敏度高，適用于市售礦泉水中陰離子的檢測。

水；離子色譜；無機陰離子；礦泉水

水是人類賴以生存之根本，水體中含有大量的氟離子（F-）、氯離子（Cl-）、溴離子（Br-）、碳酸鹽（CO32-）、硫酸鹽（SO42-）等常見陰離子[1-4]。由于上述離子對人體及食品具有毒害作用或潛在的危害，因此各個國家對飲用水的安全日益關注，涉水產品的衛生安全檢測也越來越受到重視。陰離子的來源一部分源自地殼中豐富的酸鹽化合物，使陰離子不可避免的被引入到自然水體中[5]。飲用天然礦泉水（drinking natural mineral water）指從地下深處自然涌出的或經鉆井采集的，含有一定量的礦物鹽、微量元素或其他成分，在一定區域采取預防措施避免污染的水；在通常情況下，其化學成分、流量、水溫等動態在天然周期波動范圍內相對穩定；在采取特殊衛生防護措施下、靠近水源點處進行灌裝。根據產品中二氧化碳含量分為含氣、充氣、無氣、脫氣四種礦泉水。

離子色譜法（IC）是以低交換容量的離子交換樹脂為固定相對離子性物質進行分離，用電導檢測器連續檢測流出物電導變化的一種色譜方法。與電化學分析法和原子吸收法相比較，具有簡單、快速、選擇性好、靈敏度高等特點。我國已將此法作為飲用水、飲料、廢水監測等方面的質量控制方法。飲用水在與外界密切接觸中，易受到各種污染。所以，通過一些物化、微生物的方法對水質進行檢測是必要的，離子色譜法恰是可以靈敏而方便地測定礦泉水中離子的方法，尤其對F-、Cl-、Br-、SO42-、CO32-等陰離子的檢測，這些離子如果超標會對人類身體健康產生危害。本文采用外標法測定了市售10種礦物質瓶裝水的5種陰離子含量。

1 實驗部分

1.1 樣品來源

本次實驗采用市面上購得的10種常見品牌的礦物質水，具體請見表1。

1.2 儀器及試劑

離子色譜儀：ICS-2100型，配有電導檢測器，帶自動進樣器AS-DV，美國Thermo Fisher Scientific公司；

氟化鈉、氯化鈉、溴化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉均為分析純，配成F-、Cl-、Br-、CO32-、SO42-標準溶液。

表1 10種礦物質水Tab.1 10 kinds of the mineral water in sale

超純水:電阻率為18.2 MΩ·cm，用美國Millipore公司純水器制備。

1.3 色譜條件和淋洗液的選擇

色譜柱：Dionex IonPacTMAS11-HC離子色譜柱，美國Thermo Fisher Scientific公司；流動相：KOH淋洗液，美國Thermo Fisher Scientific公司，流速：1.0 mL/min；進樣體積：25μL；檢測器采集速率：5.0 Hz;柱溫：30℃；抑制器ASRS 4 mm，電流50 mA。

KOH淋洗液洗脫程序：0~6.5 min，10 mmol/L；6.5~10.5 min，10~40 mmol/L；10.5~20 min，40 mmol/L；20~20.5 min，40~10 mmol/L；20.5~30min，10 mmol/L。1.4測試方法

輸液泵將流動相以穩定的流速輸送至分析體系，在色譜柱之前，使用自動進樣器將待測樣品導入，流動相將樣品帶入色譜柱，在色譜柱中各組份被分離，并依次隨流動相至檢測器，抑制型離子色譜則在電導檢測器之前增加了一個抑制系統，即用另一個高壓輸液泵將再生液輸送到抑制器，在抑制器中，流動相的背景電導被降低，然后將流出物導入電導檢測池，檢測到的信號送至數據系統記錄、處理和保存。

定性方法：測試樣品中各個組份的保留時間，與相同條件下測得的標準物質的峰保留時間進行比較，保留時間相同即確定為同一物質。根據保留時間確定5種陰離子的出峰順序為：F-、Cl-、Br-、CO32-、SO42-。

定量方法：將未知樣品中某一物質的峰面積與該物質標準溶液的峰面積直接比較進行定量的方法為標準曲線法。測定各個陰離子梯度濃度所對應的峰面積，采用標準曲線法進行定量，根據礦物質水樣品的峰面積，通過標準曲線方程計算出各個物質濃度。

2 結果與討論

2.1 標準曲線

分別配置F-、Cl-、Br-、CO32-、SO42-的標準溶液，濃度值由1 ppm、2 ppm、5 ppm、10 ppm、20 ppm，以峰面積值μm·min為縱坐標，以離子濃度ppm為橫坐標，繪制這5種陰離子的標準曲線，見圖1~圖5。5種陰離子的線性范圍均為0.02~40 ppm，檢出限均為0.02 ppm。由圖1~圖5可知，5條曲線的相關系數在0.9996~0.9999之間，表現出較好的線性。

圖1 F-的標準曲線Fig.1 The standard curve of F-

圖2 Cl-的標準曲線Fig.2 The standard curve of Cl-

圖3 Br-的標準曲線Fig.3 The standard curve of Br-

圖4 CO32-的標準曲線Fig.4 The standard curve of CO32-

2.2 加標回收率

在沒有被測物質的空白樣品基質，即為1.2中超純水，加入1、1.5、2倍檢出限的F-、Cl-、Br-、CO32-、SO42-的標準溶液，按照1.3測試方法進行分析，得到的結果與理論值的比值即為所求，5種陰離子空白加標回收率見表2。加標回收反應實驗結果與真實值符合的程度即準確度，由表2可知，5種陰離子的加標回收率在95.05%~102.20%之間，接近于100%，說明此方法可靠、準確度高。2.3精密度實驗

取1ppm的F-、Cl-、Br-、CO32-、SO42-的標準溶液，分別連續進樣5次，計算5種陰離子的峰面積和保留時間結果的相對標準偏差，保留時間的相對標準偏差在0.05%~0.11%之間，峰面積的相對標準偏差在1.27%~3.89%之間。由此可知，儀器穩定性較好，測定結果接近真實值。

2.4 樣品測定

圖5 SO42-的標準曲線Fig.5 The standard curve of SO42-

表2 5種陰離子空白加標回收率（n=5）Tab.2 The add-standard recovery for 5 kinds of anion

采用ICS-2100離子色譜測定市售10個品牌的礦泉水中的5種陰離子，每個樣品平行測定3次，取平均值，將測定的結果帶入各自的標準曲線，計算出每個品牌礦泉水中5種陰離子的濃度，結果見表3。

表3 10種市售礦物質水中5種陰離子含量表Tab.3 The 5 kinds of anion from 10 mineral water in sale

由表3可知，除康師傅優悅礦物質水檢出Br-外，其余的市售瓶裝礦物質水均為檢出。所有的礦物質水均含有F-、Cl-、CO32-、SO42-這4種離子。其中，CO32-相差較大，這是因為巴黎水含氣天然礦泉水（原味）是每升水中含游離二氧化碳2500~ 6000 mg，因此，常溫下這種水中的CO32-比較高。根據GB 8537-2008《飲用天然礦泉水》、GB/T 13727－200X《天然礦泉水資源地質勘查評價規范》和GB/T 8538-1995《飲用天然礦泉水檢驗方法》可知，對于礦泉水中F-濃度≤1.5 ppm，Cl-濃度≤100 ppm，新規定中對Br-濃度已經取消。CO32-根據礦泉水的品類：含氣、充氣、無氣、脫氣，相差較大，其中游離二氧化碳超過500 ppm的成為碳酸水。由表3數據可知，10種市售瓶裝礦泉水均符合飲用天然礦泉水的國標標準。

3 結論

本研究建立了ICS2100離子色譜測定市售10種礦泉水中的F-、Cl-、Br-、CO32-、SO42-這5種無機陰離子的方法。利用具有降噪背景優勢的KOH作為梯度淋洗液，線性范圍為0.02~40 ppm，檢出限為0.02 ppm，線性相關系數為0.9996~0.9999，回收率95.05%~102.20%，此法干擾離子少，精密度、準確度高。結果表明，該法方便易行，定性分析準確，定量分析線性范圍寬，重現性好、相關性優、靈敏度高，可作為天然飲用礦物質水的檢測方法。

[1]俞幸幸，俞明飛，鄭紅．離子色譜法同時測定飲用水中七種陰離子的含量[J]．中國衛生檢驗雜志，2012，（1）：23-25．

[2]杜濤，王瑩，高超，等.離子色譜法測定飲用水中無機陰離子[J]．沈陽師范大學學報：自然科學版，2011，（2）：260-263.

[3]GB/T 8538-1995，飲用天然礦泉水檢驗方法[S].

[4]曹文軍，李靚，張曉林，等.離子色譜法測定飲用和地下水中氟化物、溴酸鹽、氯化物、亞硝酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽[J].化學分析計量，2011，20（6）：48-50.

[5]韓照祥，王超，馬紅超.飲用水中多種無機陰離子的離子色譜測定法[J].環境與健康雜志，2008，25（9）：813-816.

Determination of 5 Kinds of Anion from Natural Mineral Water in Sale by Ion Chromatography

WANG Cong
（Institute of Linjiang，Hangzhou Vocational and Technical College，Hangzhou，Zhejiang 310018，China）

Ion chromatography ICS2100 for determining 5 kinds of inorganic anions in commercially available mineral water was established.Ion chromatography ICS2100 equipped with theDionex IonPacTM AS11-HC column and the KOH eluent generator was used.Meanwhile，the ASRS 4 mm suppressor was applied with 50 mA current.And then the method detection limit was 0.02 ppm.Using external standard method，the 5 kinds of inorganic anions in commercially available mineral water was determined.Lastly，the relative standard deviation of determination results was less than 3.89%.Thus，the results proved it is a safe，reliable and accurate method suitable for determining inorganic anions of the mineral water in sale.

water；ion chromatography；inorganic anions；mineral water

1006-4184（2017）7-0048-04

2017-03-09

浙江省建設科研項目（No：2014Z061）。

王聰(1978-)，女，黑龍江大慶人，實驗師，碩士研究生，主要研究方向為化學前處理、色譜及質譜聯用。E-mail: wangcong0000@sina.com。