ICS2100测定市售矿泉水中5种阴离子

王聪

（杭州职业技术学院，浙江杭州310018）

分析测试

ICS2100测定市售矿泉水中5种阴离子

王聪

（杭州职业技术学院，浙江杭州310018）

建立了ICS2100测定市售矿泉水中的5种无机阴离子。使用抑制性离子色谱仪ICS-2100，选用Dionex IonPacTMAS11-HC离子色谱柱，KOH梯度淋洗，抑制电导检测器ASRS 4 mm，电流50 mA，方法检出限为0.02 ppm。采用标准曲线法测定了市售10种矿物质瓶装水的5种无机阴离子含量，5种无机阴离子的相对标准偏差均小于3.89%。该方法安全、可靠，灵敏度高，适用于市售矿泉水中阴离子的检测。

水；离子色谱；无机阴离子；矿泉水

水是人类赖以生存之根本，水体中含有大量的氟离子（F-）、氯离子（Cl-）、溴离子（Br-）、碳酸盐（CO32-）、硫酸盐（SO42-）等常见阴离子[1-4]。由于上述离子对人体及食品具有毒害作用或潜在的危害，因此各个国家对饮用水的安全日益关注，涉水产品的卫生安全检测也越来越受到重视。阴离子的来源一部分源自地壳中丰富的酸盐化合物，使阴离子不可避免的被引入到自然水体中[5]。饮用天然矿泉水（drinking natural mineral water）指从地下深处自然涌出的或经钻井采集的，含有一定量的矿物盐、微量元素或其他成分，在一定区域采取预防措施避免污染的水；在通常情况下，其化学成分、流量、水温等动态在天然周期波动范围内相对稳定；在采取特殊卫生防护措施下、靠近水源点处进行灌装。根据产品中二氧化碳含量分为含气、充气、无气、脱气四种矿泉水。

离子色谱法（IC）是以低交换容量的离子交换树脂为固定相对离子性物质进行分离，用电导检测器连续检测流出物电导变化的一种色谱方法。与电化学分析法和原子吸收法相比较，具有简单、快速、选择性好、灵敏度高等特点。我国已将此法作为饮用水、饮料、废水监测等方面的质量控制方法。饮用水在与外界密切接触中，易受到各种污染。所以，通过一些物化、微生物的方法对水质进行检测是必要的，离子色谱法恰是可以灵敏而方便地测定矿泉水中离子的方法，尤其对F-、Cl-、Br-、SO42-、CO32-等阴离子的检测，这些离子如果超标会对人类身体健康产生危害。本文采用外标法测定了市售10种矿物质瓶装水的5种阴离子含量。

1 实验部分

1.1 样品来源

本次实验采用市面上购得的10种常见品牌的矿物质水，具体请见表1。

1.2 仪器及试剂

离子色谱仪：ICS-2100型，配有电导检测器，带自动进样器AS-DV，美国Thermo Fisher Scientific公司；

氟化钠、氯化钠、溴化钠、碳酸钠、硫酸钠均为分析纯，配成F-、Cl-、Br-、CO32-、SO42-标准溶液。

表1 10种矿物质水Tab.1 10 kinds of the mineral water in sale

超纯水:电阻率为18.2 MΩ·cm，用美国Millipore公司纯水器制备。

1.3 色谱条件和淋洗液的选择

色谱柱：Dionex IonPacTMAS11-HC离子色谱柱，美国Thermo Fisher Scientific公司；流动相：KOH淋洗液，美国Thermo Fisher Scientific公司，流速：1.0 mL/min；进样体积：25μL；检测器采集速率：5.0 Hz;柱温：30℃；抑制器ASRS 4 mm，电流50 mA。

KOH淋洗液洗脱程序：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测试方法

输液泵将流动相以稳定的流速输送至分析体系，在色谱柱之前，使用自动进样器将待测样品导入，流动相将样品带入色谱柱，在色谱柱中各组份被分离，并依次随流动相至检测器，抑制型离子色谱则在电导检测器之前增加了一个抑制系统，即用另一个高压输液泵将再生液输送到抑制器，在抑制器中，流动相的背景电导被降低，然后将流出物导入电导检测池，检测到的信号送至数据系统记录、处理和保存。

定性方法：测试样品中各个组份的保留时间，与相同条件下测得的标准物质的峰保留时间进行比较，保留时间相同即确定为同一物质。根据保留时间确定5种阴离子的出峰顺序为：F-、Cl-、Br-、CO32-、SO42-。

定量方法：将未知样品中某一物质的峰面积与该物质标准溶液的峰面积直接比较进行定量的方法为标准曲线法。测定各个阴离子梯度浓度所对应的峰面积，采用标准曲线法进行定量，根据矿物质水样品的峰面积，通过标准曲线方程计算出各个物质浓度。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线

分别配置F-、Cl-、Br-、CO32-、SO42-的标准溶液，浓度值由1 ppm、2 ppm、5 ppm、10 ppm、20 ppm，以峰面积值μm·min为纵坐标，以离子浓度ppm为横坐标，绘制这5种阴离子的标准曲线，见图1~图5。5种阴离子的线性范围均为0.02~40 ppm，检出限均为0.02 ppm。由图1~图5可知，5条曲线的相关系数在0.9996~0.9999之间，表现出较好的线性。

图1 F-的标准曲线Fig.1 The standard curve of F-

图2 Cl-的标准曲线Fig.2 The standard curve of Cl-

图3 Br-的标准曲线Fig.3 The standard curve of Br-

图4 CO32-的标准曲线Fig.4 The standard curve of CO32-

2.2 加标回收率

在没有被测物质的空白样品基质，即为1.2中超纯水，加入1、1.5、2倍检出限的F-、Cl-、Br-、CO32-、SO42-的标准溶液，按照1.3测试方法进行分析，得到的结果与理论值的比值即为所求，5种阴离子空白加标回收率见表2。加标回收反应实验结果与真实值符合的程度即准确度，由表2可知，5种阴离子的加标回收率在95.05%~102.20%之间，接近于100%，说明此方法可靠、准确度高。2.3精密度实验

取1ppm的F-、Cl-、Br-、CO32-、SO42-的标准溶液，分别连续进样5次，计算5种阴离子的峰面积和保留时间结果的相对标准偏差，保留时间的相对标准偏差在0.05%~0.11%之间，峰面积的相对标准偏差在1.27%~3.89%之间。由此可知，仪器稳定性较好，测定结果接近真实值。

2.4 样品测定

图5 SO42-的标准曲线Fig.5 The standard curve of SO42-

表2 5种阴离子空白加标回收率（n=5）Tab.2 The add-standard recovery for 5 kinds of anion

采用ICS-2100离子色谱测定市售10个品牌的矿泉水中的5种阴离子，每个样品平行测定3次，取平均值，将测定的结果带入各自的标准曲线，计算出每个品牌矿泉水中5种阴离子的浓度，结果见表3。

表3 10种市售矿物质水中5种阴离子含量表Tab.3 The 5 kinds of anion from 10 mineral water in sale

由表3可知，除康师傅优悦矿物质水检出Br-外，其余的市售瓶装矿物质水均为检出。所有的矿物质水均含有F-、Cl-、CO32-、SO42-这4种离子。其中，CO32-相差较大，这是因为巴黎水含气天然矿泉水（原味）是每升水中含游离二氧化碳2500~ 6000 mg，因此，常温下这种水中的CO32-比较高。根据GB 8537-2008《饮用天然矿泉水》、GB/T 13727－200X《天然矿泉水资源地质勘查评价规范》和GB/T 8538-1995《饮用天然矿泉水检验方法》可知，对于矿泉水中F-浓度≤1.5 ppm，Cl-浓度≤100 ppm，新规定中对Br-浓度已经取消。CO32-根据矿泉水的品类：含气、充气、无气、脱气，相差较大，其中游离二氧化碳超过500 ppm的成为碳酸水。由表3数据可知，10种市售瓶装矿泉水均符合饮用天然矿泉水的国标标准。

3 结论

本研究建立了ICS2100离子色谱测定市售10种矿泉水中的F-、Cl-、Br-、CO32-、SO42-这5种无机阴离子的方法。利用具有降噪背景优势的KOH作为梯度淋洗液，线性范围为0.02~40 ppm，检出限为0.02 ppm，线性相关系数为0.9996~0.9999，回收率95.05%~102.20%，此法干扰离子少，精密度、准确度高。结果表明，该法方便易行，定性分析准确，定量分析线性范围宽，重现性好、相关性优、灵敏度高，可作为天然饮用矿物质水的检测方法。

[1]俞幸幸，俞明飞，郑红．离子色谱法同时测定饮用水中七种阴离子的含量[J]．中国卫生检验杂志，2012，（1）：23-25．

[2]杜涛，王莹，高超，等.离子色谱法测定饮用水中无机阴离子[J]．沈阳师范大学学报：自然科学版，2011，（2）：260-263.

[3]GB/T 8538-1995，饮用天然矿泉水检验方法[S].

[4]曹文军，李靓，张晓林，等.离子色谱法测定饮用和地下水中氟化物、溴酸盐、氯化物、亚硝酸盐、硝酸盐、硫酸盐[J].化学分析计量，2011，20（6）：48-50.

[5]韩照祥，王超，马红超.饮用水中多种无机阴离子的离子色谱测定法[J].环境与健康杂志，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

浙江省建设科研项目（No：2014Z061）。

王聪(1978-)，女，黑龙江大庆人，实验师，硕士研究生，主要研究方向为化学前处理、色谱及质谱联用。E-mail: wangcong0000@sina.com。