离子色谱法测定江西铁路生活饮用水中亚氯酸盐和氯酸盐的含量

2016-03-25孙中强南昌铁路局南昌疾病预防控制所检验科江西南昌330003

实验与检验医学 2016年1期

孙中强(南昌铁路局南昌疾病预防控制所检验科，江西南昌330003)

孙中强
(南昌铁路局南昌疾病预防控制所检验科，江西南昌330003)

摘要：目的采用离子色谱法同时测定江西铁路生活饮用水中亚氯酸盐和氯酸盐的含量。方法水样经IonPac AG19保护柱及IonPac AS19分离柱分离，用20.00mmol·L-1氢氧化钾溶液为淋洗液，采用抑制电导器检测。结果亚氯酸盐和氯酸盐在0.05～1.60mg·L-1范围内呈线性，检出限（3S/N）分别为0.00010，0.00016mg·L-1，方法用于水样中亚氯酸盐和氯酸盐的测定，加标回收率在96.3%~104.5%之间，相对标准偏差(n=6)均小于3.0%。结论该法抗干扰，高灵敏，结果准、操作方便，适用于江西铁路饮用水中氯酸盐和亚氯酸盐的同时检测分析。

关键词：离子色谱法；江西铁路；生活饮用水；亚氯酸盐；氯酸盐

目前江西铁路供水点在饮用水处理[1]上使用的消毒剂[2]有二氧化氯[3]和次氯酸钠[4]，这些消毒剂对某些细菌，多种病原体，作用显著，但是越来越多的研究表明，在杀灭细菌，保证微生物安全的同时，消毒又会出现新的问题[5]，那就是消毒过程中所产生的副产物对人体健康的影响问题。如消毒副产物亚氯酸盐可导致高铁血红蛋白和溶血性贫血[6]，诱变性试验[7]表明，亚氯酸盐具有致突变性，国际癌症研究中心已将亚氯酸盐列为致癌物[8]。毒理试验表明，氯酸盐属于中等毒性化合物，其小鼠半数致死量为3600mg/kg[9]。据了解，江西铁路沿线生活饮用水中的亚氯酸盐和氯酸盐含量一直未进行分析[10]。本项目采用RFC-30自动发生器产生氢氧化钾淋洗液[11]，以IonPac AS19为分离柱，用较大体积进样[12]的离子色谱法检测出亚氯酸盐和氯酸盐这2种消毒副产物，摸索出最佳工作条件，并对该方法的干扰实验、工作曲线、准确度和精密度进行了探讨，具有简便、准确灵敏等特点。

1　材料与方法

1.1仪器与试剂ICS-1100型离子色谱仪，配RFC-30淋洗液自动发生器（EGCⅢ-KOH）、Chromeleon 6.80色谱工作站、柱温箱、AS-DV自动进样器，RP柱（美国DIONEX公司），PURELAB Classic超纯水机（英国ELGA公司）；0.20μm NYL一次性样品过滤器。

亚氯酸盐和氯酸盐为农业部环境保护科研监测所（进口分装）标准溶液制备而成，氟离子、亚硝酸盐和硝酸盐为国家环保部标准物质研究所标准溶液制备而成，氯化钠为上海新中化学科技公司研制的基准试剂，硫酸钠是上海科昌精细化学品公司研制的分析纯。标准储备液及使用液用超纯水配制，实验用水电导率小于0.5μS·cm-1，电阻率18.2MΩ·cm。

1.2色谱条件IonPac AS19分离柱，IonPac AG19保护柱，电导检测器、ASRS-4mm阴离子抑制器、氢氧化钾淋洗液由淋洗液自动发生器在线生成；淋洗液浓度：20mmol·L-1，淋洗液流速1.0ml·min-1，抑制器电流50mA。柱温30℃。进样量200μl。以保留时间定性，外标法峰面积定量。

1.3试验方法将采集来的水样过0.20μm一次性样品过滤器后，按色谱条件进行测定，有机物较高的水样还需经RP柱过滤后进样测定。

2　结果

2.1淋洗液的制备试验选用EGCⅢ-KOH淋洗液自动发生器，只加超纯水即可连续产生不同浓度的高纯度氢氧化钾溶液，解决了由于手工配制淋洗液的误差、淋洗液被氧化这些问题，同时选用自动再生在线捕获柱CR-TC，可在线消除淋洗液中阴离子杂质，达到背景电导低、灵敏度高的效果，且在大体积进样时不会影响弱保留组分的分离及定量。

2.2淋洗液流量的选择流量对离子的出峰时间、灵敏度和分离度都有影响。固定淋洗液浓度，流速小，分离就好，但出峰时间太长。本文采用流速为1.0ml·min-1[13]，分离效果好，又能节省时间。通过等度洗脱程序可将亚氯酸盐和氯酸盐与生活饮用水中常见5种阴离子分离安全，能准确定量分析。标准溶液及水样色谱图见图1。

图1　阴离子标准品和水样的色谱图

2.3干扰试验配制浓度均为1.0mg·L-1的亚氯酸盐和氯酸盐混合标准溶液，在优化的色谱条件下进样分析，结果表明：25倍的氟离子、500倍的氯离子、20倍的亚硝酸盐、100倍的硝酸盐和500倍的硫酸盐不会干扰亚氯酸盐和氯酸盐的测定，亚氯酸盐和氯酸盐与水中的这些阴离子分离良好。

2.4线性关系和检出限分别取亚氯酸盐和氯酸盐标准溶液，配制不同浓度梯度的混合标准溶液，以超纯水定容。按不同浓度分别进样，以峰面积-浓度分别绘制亚氯酸盐和氯酸盐的标准曲线，亚氯酸盐和氯酸盐的线性回归方程及方法的检出限（3S/N）见表1。结果显示，亚氯酸盐和氯酸盐在0.05～1.60mg·L-1范围内线性关系良好。

表1　线性回归方程、相关系数和检出限

2.5精密度试验取一水样连续进样6次，每次进样200μl，经测定并计算出亚氯酸盐的相对标准偏差（RSD）为2.101%，氯酸盐的RSD为1.897%(n= 6)，精密度均小于3.0%，表明方法精密度良好。

2.6方法的加标回收率以某水样为基底，加入混合标准溶液，按试验方法在优化的色谱条件下进行加标回收试验，结果显示，亚氯酸盐和氯酸盐的回收率在96.3%~104.5%之间，回收试验结果见表2。

表2　回收率试验结果(n=6)

2.7水样分析按照上述方法，对江西铁路沿线一些主要给水所、客运段车站和列车车厢的生活饮用水中亚氯酸盐和氯酸盐进行测定，同时记录相应采样点的消毒方式，结果见表3。

表3　水样分析结果

从表3中可观察到，使用二氧化氯消毒处理后的饮用水中消毒副产物要比用次氯酸钠消毒处理的消毒副产物高（P<0.05）[14]。同时我们也发现，江西铁路沿线的生活饮用水中氯酸盐含量有时会超出《生活饮用水卫生标准》[15]0.7mg·L-1的限值，说明二氧化氯消毒剂[16]的使用量还需控制。

3　讨论

本文对江西铁路的生活饮用水[17]中亚氯酸盐和氯酸盐的测定进行了研究，实验结果显示，采用20mmol·L-1的氢氧化钾淋洗液时分离效果较好，且用时较少。通过对淋洗液流量、流速和干扰试验的筛选，建立了测定江西铁路饮用水中亚氯酸盐和氯酸盐的方法，该方法具有操作简便、省时、准确等优点，可为江西铁路地区饮用水中部分消毒副产物污染的调查与防控提供技术支持。

参考文献

[1]于惠芳，马峥，张振良.饮用水处理技术进展[J].环境保护，1999：13-17.

[2]孙治荣，王宝贞.饮用水处理中的几种消毒剂[J].环境保护科学，1999，25（1）：10-12.

[3]成毅，任领华，赵泽文，等.化学法二氧化氯在铁路自备水消毒中的应用[J].环境与健康杂志，2006，23(6)：533-534.

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