熟水中超痕量亚硝酸盐含量测定

王文雷 曹燕燕 岳太星

（山东省生态环境监测中心 山东济南 250101）

1 前言

凉白开，在中医界又名太和汤，属中性物质，将水完全烧开再晾凉，即是“太和汤”。李时珍《本草纲目》中称其性味甘、平。喝熟水可以促进新陈代谢、排毒养颜，滋润五脏六腑，温和、健康。市面上多款畅销饮品都是熟水。然而对于熟水中有毒杂质的质量控制鲜有文献报道，各生产厂商应严格把控具有潜在致癌风险的亚硝酸盐。

亚硝酸盐作为生态系统中氮循环的一个自然组成成分，广泛存在于天然水体中，是判定自然水体是否受污染的关键指标，会对人体和动物、植物造成直接或间接的危害，是环境中的一种潜在危险物。人体摄入较高的亚硝酸盐可引起高铁血红蛋白症，导致人体组织缺氧[1，2]。此外，亚硝酸盐会在胃酸等因素的作用下转化成亚硝胺，而亚硝胺具有强致癌性，会对人体造成危害[3，4]。 GB 8538—2016《饮用天然矿泉水检验方法》[5]与GB 5750.5—2006《生活饮用水标准检验方法 无机非金属指标》[6]中均规定了亚硝酸盐的测定方法为重氮偶合分光光度法[7]，在pH小于1.7时，水中亚硝酸盐与对氨基苯磺酰胺重氮化，再与盐酸-（1-萘）-乙烯发生偶合反应，生成紫红色的偶氮燃料，再通过比色定量。但该方法专属性差，水中的三氯胺会产生红色干扰，铁、铅等离子可产生沉淀也会引起干扰，样品中若存在铜离子会起到催化作用，分解重氮盐从而使结果偏低，还有其他有色离子的干扰。离子色谱紫外衍生法也被广泛应用于亚硝酸盐的检测[8]，衍生试剂多为2种以上高含量的有机胺及酸混合物，极易污染堵塞管路与检测器，导致基线噪声大，重现性差，且衍生法试验操作难度大，极难普及或推广。GB 5009.33—2016《食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》[9]中规定食品中亚硝酸盐检测的第一法为离子色谱法，本文采用碳酸盐体系为淋洗液，开发了新的检测方法，采用等度洗脱的方式即可满足分离检测需求，选用高容量阴离子交换柱Dionex IonPac AS23柱，样品1000μL大体积进样基线仍较为平整，亚硝酸根离子峰不受基线倒峰与其他杂质峰的干扰，峰宽也无明显增加，灵敏度可得到极大提升，超痕量亚硝酸盐仍可正常检测出峰，样品加标回收率在95%以上。新建方法灵敏高，检测结果准确可靠，适用于检测熟水中超痕量亚硝酸盐的含量。

2 试验部分

2.1 仪器与试剂

仪器：Dionex ICS-600离子色谱仪；PLKCN国产抑制器电源；变色龙数据分析软件（Chromeleon7.0）；XS205电子天平（METTLER TOLEDO）；Millipore去离子水发生装置。

试剂：亚硝酸盐标准品溶液、氯离子标准品溶液、溴离子标准品溶液、溴酸盐标准品溶液（1 000 μg/mL，国家标准物质）；碳酸钠、碳酸氢钠（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；熟水样品（扬州顶津食品有限公司，康师傅控股，编号分别为 S1、S2、S3）。

2.2 色谱条件

色谱柱：Dionex IonPac AG23 Guard（PN：064147，4mm×50mm） 和 Dionex IonPac AS23 Analytical（PN：064149，4mm×250mm）；淋洗液：4.5mmol/L 碳酸钠（含0.8 mmol/L碳酸氢钠）溶液等度淋洗；抑制器：Dionex AERS500-4 mm，抑制电流：25 mA；流速：1 mL/min；进样量：1 000 μL。

2.3 溶液配制

2.3.1 对照品储备溶液

用移液管分别移取亚硝酸盐标准品溶液、氯离子标准品溶液、溴离子标准品溶液与溴酸盐标准品溶液适量，用去离子水稀释制成含以上离子均为200 μg/L的溶液作为对照品储备液。

2.3.2 系统适用性溶液

用移液管移取对照品储备液1.00 mL于10 mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度、摇匀即得。

2.3.3 淋洗液溶液

准确称取碳酸钠与碳酸氢钠适量，用去离子水溶液稀释制成含碳酸钠与碳酸氢钠分别为4.5 mmol/L与0.8 mmol/L的溶液，超声10 min即得。

2.4 方法学考察

2.4.1 系统适用性

按照新建方法，分别取空白溶液（去离子水）与系统适用性溶液1 000 μL注入离子色谱系统。结果表明，在1 000 μL大体积进样情况下，基线倒峰峰宽只有1.5 min左右，不影响亚硝酸根离子峰的分离检测。同时，空白图中无亚硝酸根离子峰，且与亚硝酸根离子保留最为相近的溴酸根离子、氯离子、亚硝酸根离子等3个杂质峰之间的分离度均大于1.5，完全分离，详见图1。

图1 系统适用性（A）与空白溶液（B）色谱图

2.4.2 灵敏度

精密移取对照品储备液适量，用去离子水稀释制成一系列灵敏度试验用溶液，浓度为0.5 μg/L时，信噪比大于3，则方法的检出限约为0.5 μg/L；浓度为2 μg/L时，信噪比大于10，方法的定量限约为2 μg/L。

2.4.3 进样精密度

取系统适用性溶液连续进样6针，亚硝酸根离子保留时间与峰面积的相对标准偏差RSD分别为0.40%、0.56%，进样精密度良好。

2.4.4 线性与范围

精密移取对照品储备液适量，用去离子水稀释制成每 1 mL 含有亚硝酸根离子浓度为 2、5、10、20 μg/L的系列溶液，分别取上述溶液1 000 μL，注入离子色谱仪，记录色谱图，以亚硝酸根离子峰面积Y对浓度C得出线性方程：Y=0.0018C+0.0003，线性相关系数r=0.999 7，可见亚硝酸根离子在2～20 μg/L内线性关系良好。

2.4.5 回收率试验

精密移取亚硝酸盐标准品溶液0.5 mL，用S1号样品稀释至100 mL，摇匀即得。按照新建方法进样考察，亚硝酸根离子回收率为100.2%，方法回收率良好，准确度较高，详见表1、图2。

表1 回收率试验结果

图2 S1号样品加标（C）与S1号样品（D）色谱图

2.5 样品测定

分别取S1号、S2号与S3号熟水样品1 000 μL，按照新建方法直接进样。其中，S1号样品未检出亚硝酸根离子，说明该批样品生产工艺良好，亚硝酸根离子含量小于2 μg/L，而S2号样品含量最高，新建方法有效区分了不同批次、不同品质的熟水饮品，可进一步的用于为生产工艺检查与改进提供可靠的依据，详见表2。

表2 熟水样品中亚硝酸根离子含量测定结果

3 色谱条件的建立

3.1 抑制器的选择

采用离子色谱抑制电导法，在柱后添加一个阴离子抑制器，抑制流动相中的阳离子成分，只允许阴离子进入检测器，可降低背景与基线噪声，消除干扰，增加检测灵敏度。目前，市面上主要有2种阴离子抑制器：膜抑制器和柱抑制器。

膜抑制器技术应用最为普遍，如美国Dionex公司，个别仪器公司使用柱抑制器，柱抑制器采用3根阴离子抑制柱在线切换循环使用。抑制柱活化用的溶液是硫酸溶液，需要额外的泵提供动力，需要人工配制硫酸溶液，并且对硫酸纯度要求较高，否则易引入污染，同时柱容量有限，需要频繁切换。

本试验选择了Dionex的阴离子电解再生膜抑制器，总电导背景较低，基线噪声较小。从电导检测器流出的废液进入抑制器的再生液通道，废液中的水继续发生电解提供源源不断的氢离子，实现在线电解循环再生，使用起来更为方便，同时抑制效果较好，总背景电导值小于 1 μS，基线噪声小于 0.000 5 μS。

3.2 色谱条件的建立

亚硝酸根离子峰前后一般是溴酸根离子、氯离子、溴离子等峰，因此，要准确测定熟水中的亚硝酸根离子，亚硝酸根离子与此3个离子峰的分离极为重要。本文采用Dionex IonPac AS23阴离子交换柱，柱效高，分离能力强，以4.5mmol/L碳酸钠淋洗液（含0.8mmol/L碳酸氢钠）淋洗液等度洗脱即可达到完全分离，同时AS23柱容量高，即便是1 000 μL的大体积样品也可直接进样，极大提高了检测灵敏度，并且碳酸根倒峰宽度较小，不会干扰亚硝酸根离子峰，且AS23柱的分离效果对温度较不敏感，在±5℃波动范围内保留较为稳定，因此，不必配置柱温箱，在常规室温下即可正常试验。

4 结论

本文建立了离子色谱-抑制电导法测定熟水中超痕量亚硝酸盐的含量，条件简单，操作便捷，灵敏度与准确度高，成本较为低廉，适用于检测熟水中超痕量亚硝酸盐的含量，同样适用于其他水质中亚硝酸盐含量的检测，可为环境及食品饮料行业中的水质分析及生产工艺提供参考与指导。