间断化学分析仪测定矿泉水中偏硅酸含量

李郁

（福建省产品质量检验研究院，福建 福州 350002）

偏硅酸是人体皮肤、关节组织中必需的化合物，具有良好的软化血管的功能，可使人的血管壁保持弹性[1]，经常饮用含偏硅酸的矿泉水有益人体健康，因此，人们寻找和开发含偏硅酸的矿泉水逐渐增多。偏硅酸是矿泉水中的重要特征性指标之一，GB 8537—2018《食品安全国家标准 饮用天然矿泉水》中，偏硅酸含量是饮用天然矿泉水的界限指标之一[2]。

矿泉水中偏硅酸的测定方法主要有硅钼黄、硅钼兰比色分析法，目前广泛采用的是硅钼黄比色法，该法具有线性范围宽、操作简单等优点，但是，也存在受到温度时间影响较大的缺点。在GB 8538—2016标准关于硅钼黄比色法的方法中，对被测样品在不同温度下的放置时间有不同的要求，同时对测量吸光度的时间也有规定（15 min以内）[3]。标准中的上述要求在被测样品数量众多及温度高的情况下，给测试工作带来了困难，由于人工比色的各项操作及清洗比色皿等均需要一定的时间，如此就可能使稍迟测定的样品的测定结果产生较大误差。

间断化学分析仪工作原理实际上是间隔流动比色分析，可对样品进行间断式的测量。该仪器可代替传统的手工分光光度比色法，由仪器软件设定测定参数后控制仪器的取样，加溶剂显色剂，自动控温，自动连续测定，测定速度最高可达每小时120个样品，适用于大批量样品的分析。与传统的分光光度计相比，有重复性好、需要样品量和试剂少及精确度更高、成本更低，无需更换模块，可分析指标多且速度更快，扩展性更好[4,5]等优点。

本文建立了间断化学分析仪测定矿泉水中偏硅酸的检测方法，分析了该方法的线性、重复性、加标回收率等指标，结果表明该方法具备自动化程度高、准确性、重复性好的特点，将测试结果与GB 8538—2016中的硅钼黄方法结果进行比较，两法检测结果的相对偏差＜5%。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

间断化学分析仪，Cleverchen 380，德国Dechem-Tech.Gmbh公司。

1.2 材料与试剂

检测用样品为市场上随机购买的矿泉水样品。

盐酸溶液（1+1），盐酸溶液（1+3）；钼酸铵（100 g/L)；草酸溶液（70 g/L)；二氧化硅标准溶液[1000 mg/L，GSB04-1752-2004（b）]；二氧化硅标准工作溶液（20.0 mg/L)（二氧化硅标准溶液1.00 mL，用水稀释定容至50 mL）。

1.3 试验方法

1.3.1 仪器参数设定

在间断化学分析仪的软件中设定好偏硅酸测定程序的通用参数：

⑴ 滤光片（即测定波长）：420 nm；

⑵ 样液及试剂加入量：样液（样品及标准工作溶液）300 μL；试剂R1[盐酸溶液（1+3）10μL]；试剂R2[钼酸铵溶液（20μL）]；试剂R3[（草酸溶液（10μL）]。

⑶ 反应时间：试剂R1和样液混匀后随即加入试剂R2，反应240 s后测定吸光度；

⑷ 标准溶液自动稀释模式：设置比例为1∶1、1∶2、1∶4、1∶8、1∶16；即显色时标准溶液（二氧化硅）浓度分别为20.0、10.0、5.00、2.50、1.25 mg/L。转化为偏硅酸浓度需要乘以换算系数1.30。

⑸ 由于不少矿泉水浓度较高，其吸光度有可能会超过标准曲线测量范围，因此，设置在超过曲线测试范围后，仪器自动将样品按1∶2或者1∶4进行稀释，即取样品和蒸馏水以体积1∶1或者1∶3进行稀释后测试。

2 结果与分析

2.1 标准曲线

按试验方法测试后，该方法在偏硅酸质量浓度为0~26.0 mg/L下呈良好线性关系；以浓度（mg/L）为横坐标；吸光度值为纵坐标绘制线性回归方程；回归方程为：y= 0.0107x+0.0062，相关系数为0.9997。

2.2 重复性试验

对同一样品平行测定6次，取5个浓度水平不一样的样品进行测试。结果见表1。

表1 重复性试验结果

2.3 回收率试验

在2.2中测试的3个不同水平浓度的矿泉水样中加入二氧化硅标准溶液，进行回收率测试，结果见表2。加标回收率在96.9%~101.0%之间。

表2 H2SiO3回收试验结果

2.4 与国标方法进行对比。

在2.2中测试的5个不同水平浓度的矿泉水样用国标方法分别独立进行测试，结果见表3。数据表明2种方法检测结果相对偏差＜5%。

表3 本法测定矿泉水中偏硅酸含量及与国标法的结果对比单位：mg/L

3 结论

本文建立的应用间断化学分析仪测定矿泉水中的偏硅酸含量的检测方法具有便捷、快速、批量的特点。通过间断化学分析仪自动进样分析水中偏硅酸含量，能大大提高检验效率，节省了分析测试的人力成本。经过验证，本法重复性、回收率等指标均有满意的结果，将本法测试结果与GB 8538—2016方法结果进行比较，两种方法检测结果偏差小。对于偏硅酸这种对吸光度值测定时间有限制的项目，本方法对大批量样品的检测比人工自行检测具备更高的准确性，在水文环境分析和矿泉水产品检测上具备有着重要意义。