水中溴溶液標準物質的研制

李鋒麗 孫倩蕓 許愛華 邱黛君 孫 華 周寧寧

(山東省計量科學研究院，濟南 250014)

1 引言

溴是常溫常壓下呈液體狀的非金屬元素，是重要的礦產資源，主要以離子形式散布在地殼水圈中。測定水中溴離子的含量可以確定溴資源的品位，并且為建立提溴方法提供基礎數據，對于溴資源的回收利用具有重要意義。現代生活飲用水處理消毒工藝主要采用O3、ClO2和Cl2混合消毒方法，當水中富含溴離子時，臭氧能將其氧化成溴酸鹽。毒理學研究表明，飲用水中極低的溴酸鹽對人類和動物具有潛在的致癌作用，在國際上被定為2B級的潛在致癌物[1]。我國飲用水衛生標準(GB/T5750-2006)中將溴酸鹽列為常規檢測項目，規定其最高含量不得超過0.7 mg/L。因此，準確測定水中溴離子含量能間接控制水中溴酸鹽含量，保證飲用水安全[2]。

目前, 酚紅分光光度法、離子色譜法、離子選擇電極法和碘量法是檢測溴離子的主要方法。離子色譜法由于操作簡單、靈敏度高被作為測定水中溴離子的常用方法[3-5]。水中溴離子的精準測量離不開溴溶液標準物質，其對于保證測量結果的量值準確和溯源性具有重要意義。

2 材料與方法

2.1 主要儀器與材料

離子色譜儀：Thermo公司，型號：ICS-5000+；

分析天平：Sartorius公司，型號：MC210S ；

溴化鉀標準物質：GBW(E)060321，國防科技工業應用化學一級計量站；

水中溴成分分析標準物質：GBW(E)080521，中國計量科學研究院；

實驗用水均為超純水。

2.2 實驗條件

離子色譜儀：電導檢測器；AS11-HC色譜柱；淋洗液：30 mM(KOH)；流速：1.0 mL/min；柱溫：30℃；進樣量：25 μL。

3 標準物質的制備

3.1 樣品預處理

將溴化鉀標準物質在烘箱中于(110±10)℃下干燥6h，之后將其放入硅膠干燥器中，冷卻至室溫。

3.2 溴溶液標準物質的制備

在溫度(20±2)℃，相對濕度(40±10)%的潔凈室中，用分析天平稱取2.98001 g3.1中處理好的溴化鉀標準物質，置于燒杯內，加入500mL超純水使其完全溶解后轉移至2000 mL容量瓶中，用超純水定容至刻度，混勻后得到質量濃度為1000μg/mL的溴標準溶液。將100瓶20mL的玻璃安瓿瓶清洗、干燥，然后將溴標準溶液分裝至瓶中，每瓶20 mL。放置在陰涼處，常溫保存。

4 均勻性和穩定性檢驗

4.1 均勻性檢驗

采用方差分析法考察溴溶液標準物質的瓶內均勻性和瓶間均勻性。在標準物質分裝過程的前、中、后期隨機抽取11瓶樣品，用超純水稀釋至10μg/mL，在2.2實驗條件下測定其質量濃度。分別以順序、隨機和倒序的順序測量各瓶樣品，每瓶測量3次，以平均值作為測量結果，統計結果見表1。

表1 均勻性檢驗結果 μg/mL

由表1中的數據計算出瓶間方差S12、瓶內方差S22和F值。結果顯示，檢驗統計量F

4.2 短期穩定性檢驗

將研制的標準物質在50℃下保存，采用離子色譜法在第1、2、3、4、5、6、7d進行50℃條件下的穩定性監測，統計結果見表2。

表2 短期穩定性檢驗結果 μg/mL

采用直線擬合法進行穩定性檢驗：以時間為自變量、標準物質的特性量值為因變量進行線性回歸，通過t檢驗，溶液滿足|b|

4.3 長期穩定性檢驗

在預定的穩定性周期內，從2018年04月到2019年04月,按照先密后疏的原則，用離子色譜法測定溴溶液標準物質的量值，統計結果見表3。

表3 長期穩定性檢驗結果 μg/mL

數據處理方法同4.2，滿 足|b|

5 定值結果及不確定度評定

標準物質采用重量-容量法制備，其量值為溶液中溶質的質量和溶液的體積比，定值公式為：

(1)

其中標準溶液的質量濃度為ρ，溴化鉀標準物質的質量為m,純度為ω，相對分子量為M0，溴的相對分子量為M，配制的溶液體積為Vρ。

水中溴溶液標準物質的制備濃度為：

參照已有研究[10，11], 研制溴溶液標準物質的過程中引入的不確定度如表4所示。

表4 不確定度分量匯總

溴溶液標準物質質量濃度的相對標準不確定度按下式合成：

6結語

研制的溴溶液標準物質的質量濃度為1000μg/mL，相對擴展不確定度為Urel=1.0% (k=2),均勻性良好，12個月內量值穩定，可用于水中溴離子的檢測分析。