柱前衍生化高效液相色谱法（HPLC）测定水中微量溴酸盐含量

刘贞 崔艳，2 胡志军 陈建秋⋆ 严拯宇＊＊

（1中国药科大学分析化学教研室，江苏南京 210009；2江苏正大天晴制药有限公司，江苏南京 210038）

柱前衍生化高效液相色谱法（HPLC）测定水中微量溴酸盐含量

刘贞1崔艳1，2胡志军1陈建秋1⋆严拯宇1＊＊

（1中国药科大学分析化学教研室，江苏南京 210009；2江苏正大天晴制药有限公司，江苏南京 210038）

联合柱前衍生化技术，成功地用高效液相色谱法（HPLC）测定了水体中微量溴酸盐含量。通过衍生化条件的优化，方法回收率在98%～105%之间、相对标准偏差RSD小于2.0%，线性相关系数达0.9995，检测限为1.0μg／L。方法简便快速、准确可靠，能满足现有标准的检测要求。

溴酸盐；柱前衍生化；高效液相色谱法；优化

1 引言

含溴离子的饮用水经过氧化剂特别是臭氧消毒处理时，会产生对人体有害的溴酸盐。有研究证明溴酸盐能够致癌、致畸及致DNA损伤，已被国际癌症研究机构定为2B级的潜在致癌物。美国、WHO以及我国最新公布的《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006）规定饮用水中溴酸根的最高允许浓度为10μg／L［1－3］。

控制饮用水中溴酸盐污染以及执行相关标准，关键是建立良好的溴酸盐检测方法。目前测定水体中溴酸根的方法主要有离子色谱法［4－7］、质谱联用法［8］、液相色谱法［9］、气相色谱法［10－11］、电泳法［12－13］和紫外分光光度法［14－15］。离子色谱法在测定溴酸盐时具有样品前处理繁琐、操作费时的缺点；电泳法则是重现性差；质谱联用方法虽说具有检测限低、灵敏度高的优点，但仪器价格和日常护理费用较昂贵，因此普及率不高；气相色谱法由于衍生化反应的操作较难控制，衍生试剂的毒性较大，限制了气相色谱法在测定溴酸盐中的应用。建立了柱前衍生化－HPLC法测定水中微量溴酸盐含量的方法，并将其运用于实际水样的测定，取得了良好的效果。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

Agilent1100高效液相色谱仪（安捷伦科技有限公司）；超纯水系统。

溴酸根标准溶液 （准确称取纯溴酸钾，用去离子水配成含溴酸根离子1mg／mL的储备溶液，使用前配成100μg／L的工作溶液）；硫酸溶液（5mol／L）；溴化钾溶液（15.0g／L）；苯酚溶液（0.4mol／L）；所有实验试剂均为分析纯及以上纯度，实验用水为二次去离子水。

2.2 测定方法

取5mL溴酸根标准溶液（100μg／L）于10mL具塞比色管中，依次加入1.0mL的KBr溶液（15.0g／L）、0.2mL的硫酸溶液（5mol／L）和0.12mL的苯酚溶液（0.4mol／L），用水稀释至刻度，混合均匀后于水浴锅中70℃恒温加热1h，取出后用自来水冷却，加水至刻度补足减少的体积，进样测定。

色谱条件：汉邦C18柱（4.6mm×150mm× 5μm）；柱温30℃；流动相：水－甲醇（45：55）；流速1mL／min；检测波长为225nm；进样量20μL。经对照品保留时间比对，2－溴苯酚、4－溴苯酚出峰时间分别为6.853和8.572min，色谱图见图1。

图1 苯酚衍生化－HPLC测定溴酸盐的色谱图Figure 1.The chromatogram of bromate with phenol as the derivation reagent.

3 结果与讨论

3.1 衍生化反应原理

溴酸根在强酸性的条件下与过量的溴离子可以发生氧化还原反应，反应产物在酸性条件下可以与苯酚发生邻、对位的取代反应生成4－溴苯酚和2－溴苯酚，见式（1）：

反应生成的4－溴苯酚和2－溴苯酚浓度与溴酸根浓度之间有一定的关系。通过比较二者峰面积大小以及与BrO3－浓度之间的关系，选择用4－溴苯酚的峰面积来定量测定BrO3－的浓度。

3.2 衍生化反应pH值

通过加入不同体积的H2SO4（5mol／L），按测定方法处理，考察衍生化时pH值对测定的影响。随着反应溶液酸度的增强，4－溴苯酚峰面积不断增加，在加入H2SO4的体积大于200μL以后继续增加硫酸量，峰面积基本趋于稳定，变化很少。BrO3－和Br－

只有在强酸性条件下才能反应生成Br2，反应（1）才能进行；而且，只有在酸性条件下苯酚和Br2发生取代反应生成一溴代酚，否则会生成白色沉淀的三溴苯酚。因此实验中硫酸（5mol／L）的加入量为0.2mL。

3.3 溴离子加入量

按测定方法处理，考察Br－的加入量对测定的影响。Br－浓度的增加能促进反应（1）的进行。因此，在一定浓度范围内，随着Br－浓度的增加峰面积也不断增加，但当加入KBr溶液体积大于1.0mL后继续增加Br－量，峰面积变化不大。因此确定KBr溶液（15g／L）加入量为1.0mL。

3.4 苯酚用量

苯酚作为衍生化试剂，其加入量必定会影响测定，故需考察苯酚加入量对衍生化反应的影响。增加苯酚的量能促进反应（1）的进行。在一定溴酸根浓度范围内，随着苯酚浓度的增加，4－溴苯酚峰面积也不断增加。当加入苯酚（0.4mol／L）的体积大于0.12mL后，继续增加苯酚量对峰面积影响不大。因此确定苯酚溶液（0.4mol／L）的加入量为0.12mL。

3.5 反应时间的选择

考察不同反应时间对溴酸盐测定的影响。结果显示，随着反应时间的延长，4－溴苯酚峰面积增加，但反应进行60min后，继续反应，峰面积增加很少，说明衍生化反应进行60min已基本反应完全。因此选定反应时间为60min。

3.6 反应温度的选择

考察温度对衍生化反应的影响。结果显示随着反应温度的增加，峰面积不断增加；但当温度从70℃增加至90℃时峰面积基本保持不变。因此选择70℃作为最佳的反应温度。

3.7 样品放置时间对测定值的影响

按照实验方法，样品溶液在70℃下反应60min后，在室温（25±3）℃下放置不同时间，考察其稳定性。结果显示样品反应后放置时间在12h内，稳定性良好。因此方法允许样品衍生后放置较长时间，也保证了可以不考虑测定时间间隔引起的测定偏差。

4 样品分析

4.1 线性关系与检测限

分别取0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL标准溶液（100μg／L）于10mL具塞比色管中，按测定方法操作，以4－溴苯酚的峰面积对的浓度进行线性回归，得回归方程为：A＝0.9522C＋1.7485（r＝0.9995）。按仪器噪音的3倍信号计算方法的检测限为1.0μg／L。结果表明方法具有良好的线性关系，检测限小于饮用水标准限量的10μg／L，可以满足饮用水中溴酸盐含量检测的要求。

4.2 加标回收率实验

用纯水、实验室自来水和市场上销售的某一矿泉水作为3种本底溶液，均分别加入不同浓度水平的标准溶液（10、30和60μg／L），按测定方法进样测定，结果见表1。方法加标回收率在98%～105%之间。

表1 溴酸根回收率Table 1 The recovery of the determination of bromate by HPLC

4.3 精密度实验

配制10、25、40μg／L3种不同浓度的溴酸根标准溶液，按测定方法处理，分别平行测定6次，测定结果见表2。由结果可知，3种浓度溴酸根的相对标准偏差（RSD）均小于2%，达到了分析测定的要求，且重现性好。

表2 溴酸根的精密度Table 2 The precision of the determination of bromate by HPLC

4.4 实际样品测定

取若干种天然地表水及市场上销售的几种矿泉水、天然地表水，使用前用0.45μm滤膜过滤，按测定方法处理，检测其中的溴酸根含量，结果见表3。结果显示某些市场上销售的矿泉水中溴酸根的量超过限度要求，而作为居民生活用水的自来水中溴酸根的量更是远超过限度要求。

表3 样品中溴酸根含量Table 3 The determination of bromate contents in water samples

5 结论

通过对衍生化条件的优化，采用柱前衍生化－HPLC准确地测定了矿泉水及水体中微量溴酸根的含量，结果可靠，并具有样品用量少、简便灵敏、重复性好等特点，满足了现有标准的检测要求，适于推广使用。

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Determination of Trace Bromate in Water by Precolumn Derivation－High Performance Liquid Chromatography（HPLC）

LIU Zhen1，CUI Yan1.2，HU Zhijun1，CHENJianqiu1＊，YANZhenyu1＊＊

（1.DepartmentofAnalyticalChemistry，ChinaPharmaceuticalUniversity，Nanjing210009，China；2.R＆DCenter，Chia－taiTianqingPharmaceuticalCo.，Ltd.，Nanjing，Jiangsu210038，China）

A new HPLC method associated with pre－column derivation technique was established to detect trace bromate in water.And the derivation conditions were optimized in this study.The recoveries of the method were in the range of 98%to 105%with the relative standard deviation of less than 1.9%（n＝9）.Its regression coefficient was 0.9995，and the limit of detection was 1.0μg／L.This method is simple，fast and reliable，thus meet current requirement for testing a standard.

bromated；pre－column derivation；high performance liquid chromatography；optimization

O657.7＋2；TH833

A

2095－1035（2012）01－0027－04

10.3969／j.issn.2095－035.2012.01.0005

2011－10－17

2011－12－31

国家环保公益性行业科研专项项目（200809016）、江苏省环境工程重点实验室开放基金（KF2009008）。

刘贞，女，硕士研究生，主要从事药物分析学和环境分析学。E－mail：lzms07＠126.com。

﹡陈建秋，讲师，E－Mail：cjqer＠163.com；严拯宇，教授，E－mail：yanzhengyujiang＠hotmail.com。