矿泉水中几种微量元素的测定

滕 昱，谭 叙

（1.辽宁省大连水文局，辽宁 大连116023；2.大连海关综合技术服务中心，辽宁大连1160011）

天然矿泉水广泛存在于自然界中，含有一定量的矿物质和微量元素，如镍、锶、硒、铁、碘、偏硅酸等，这些微量元素占人体总质量的0.03%左右[1]。虽然他们在身体中含量很少，但非常重要的参与了人体生命活动和新陈代谢的整个过程，有些微量元素是构成人体中多种酶的重要成分，甚至对防癌抗癌起到重要作用。有些疾病与饮用水中缺乏某种微量元素有关，如地方性甲状腺肿，也有些疾病与饮用水中某种微量元素超标有关，如氟骨症。微量元素的作用与其浓度相关，因此，了解矿泉水中的微量元素含量非常重要。文中对崂山、依云两种矿泉水，选用原子吸收法测定重金属元素含量，选用离子色谱法测量无机盐含量。

1 实验方法

1.1 原子吸收分光光计测定微量元素

1.1.1 仪器与试剂

1）主要仪器。原子吸收分光仪（北京普析通用）TAS-990-SUPER AFG。

2）主要试剂。准确量取Ca标准溶液（500 mg/L）、Mg 标准溶液（50 mg/L）0，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 mL 于50 mL 混标容量瓶中，定容至刻度线，摇匀。Ca 的标准系列为0，20.0，40.0，60.0，80.0，100.0 mg/L，Mg 的标准系列为0，10.0，20.0，30.0，40.0，50.0 mg/L；准确量取Cu标准溶液（10 mg/L）、Zn 标准溶液（10 mg/L）、Pb 标准溶液（10 mg/L）、Cd 标准溶液（10 mg/L）0，1.00，3.00，5.00，7.00，10.00 mL于100 mL混标容量瓶中，定容至刻度线，摇匀。Cu，Zn，Pb，Cd 混合标准系列为0，0.1，0.3，0.5，0.7，1.0 μg/mL。准确量取K标准使用液（1000 mg/L）0，0.50，1.00，2.00，3.00，5.00 mL 于100 mL 混标容量瓶中，准确量取Na 标准使用液（1000 mg/L）0，1.00，3.00，5.00，7.00，9.00 mL 于100 mL 混标容量瓶中，定容至刻度线，摇匀，K 的标准系列为0，5.0，10.0，20.0，30.0，50.0 mg/L，Na 的标准系列为0，10.0，30.0，50.0，70.0，90.0 mg/L。

1.1.2 仪器工作条件

调整仪器工作条件，待仪器进入最佳工作状态，测定标准系列和待测液的吸光度。

1.2 离子色谱仪测定法

1.2.1 仪器与试剂

1）主要仪器。离子色谱仪（美国戴安）ICS-90 A。

2）主要试剂。准确量取氯化物标准溶液（1000 mg/L）、硫酸盐标准溶液（1000 mg/L）1.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 mL 于50 mL 容量瓶中。氯化物、硫酸盐的混合标准系列为20.0，40.0，80.0，120.0，160.0，200.0 mg/L；准确量取硝酸盐氮标准溶液（100 mg/L）、亚硝酸盐氮标准溶液（100 mg/L）1.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 mL 于混标容量瓶中。硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的混合标准系列为2.00，4.00，8.00，12.0，16.0，20.0 mg/L；将氟化物标准溶液（1000 mg/L）稀释为10.0 mg/L 的标准使用液，准确量取氟化物标准使用液1.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 mL 于混标容量瓶中。氟化物标准系列为0.20，0.40，0.80，1.20，1.60，2.00 mg/L。定容至刻度线，摇匀。

1.2.2 仪器工作条件

在仪器最佳工作条件下，测定一系列标准溶液的吸光度，在同一工作条件下测定待测液。见表1。

表1 离子色谱仪工作条件

1.3 样品的测定

选择崂山和依云两种矿泉水，用1∶1 的硝酸溶液调节酸度与标准溶液酸度相同，直接测定。

2 结果与讨论

2.1 矿泉水中的微量元素含量

通过原子吸收法和离子色谱法测定矿泉水中的微量元素含量，测量结果见表2、表3。原子吸收法测定矿泉水中的Ca，Mg，K，Na，Cu，Zn，Pb，Cd，两种矿泉水中Cu，Zn，Pb，Cd 均未检出。离子色谱法测定矿泉水中的两种矿泉水中NO2--N 均未检出。

表2 矿泉水中的微量元素含量mg/L

表3 矿泉水中的微量元素含量mg/L

2.2 矿泉水中不同元素的工作曲线

用原子吸收法测定矿泉水中的金属含量，用离子色谱法测定矿泉水中的无机盐含量，各待测元素的标准曲线方程较为稳定，相关系数R大于0.999，具有较好的线性关系。

2.3 精密度实验

通过原子吸收法和离子色谱法分别在同一工作条件下对依云矿泉水进行6次重复进样，进行精密度试验，相对标准偏差RSD 在0.92～4.15 之间，变异系数较小，精密度结果满意。

2.4 加标回收实验

通过原子吸收和离子色谱法分别对崂山、依云两种矿泉水待测样，加入一定量的标准溶液，进行加标回收实验，各微量元素的加标回收率在95.0%～102.3%之间，效果较好，满足质量控制要求。

3 结论

通过测定崂山、依云两种矿泉水中的微量元素得出：

1）两种矿泉水中都含有一定量人体所需的微量元素。崂山矿泉水中Ca 含量42.6 mg/L，Mg 含量14.2 mg/L，K 含量0.65 mg/L，Na 含量5.8 mg/L；依云矿泉水中Ca含量76.5 mg/L，Mg含量25.2 mg/L，K 含量0.82 mg/L，Na 含量7.2 mg/L。两种矿泉水中Ca，Mg 含量较为丰富，Cu，Zn 等金属元素都未检出。

2）两种矿泉水中毒理性指标Pb，Cd都未检出。

3）两种矿泉水中的无机盐含量：崂山矿泉水中F 含量0.09 mg/L，Cl 含量25.6 mg/L，硫酸盐含量28.6 mg/L，硝酸盐氮含量1.80 mg/L；崂山矿泉水中F 含量0.03 mg/L，Cl 含量9.1mg/L，硫酸盐含量13.1 mg/L，硝酸盐氮含量0.96 mg/L。两种矿泉水中均未检出亚硝酸盐氮。

4）对崂山、依云两种矿泉水所有检出的微量元素进行精密度实验，相对标准偏差最小值0.92，最大值4.15，精密度较好。

5）对崂山、依云两种矿泉水所有检出的微量元素进行加标回收实验，加标回收率最小值95.0%，最大值102.3%，效果较好。

4 讨论

崂山、依云两种矿泉水中各微量元素均符合国家饮用水标准，但钙镁含量较为丰富，大于日常生活饮用水的平均水平。经常饮用矿泉水，过多地摄入矿泉水中的钙镁和矿物质，是否会增加人体罹患结石病的风险。欧洲的结石发病情况调查显示，钙镁含量较高、水质较硬的英国居民和水质较轻的荷兰居民相比较，结石发病率没有明显的区别。可见，结石病的发病率较为复杂，可通过改变饮食结构，适当增加运动加以预防，与日常饮用水中的钙镁含量高低并无关系。崂山、依云两种矿泉水中硝酸盐含量符合国家饮用水标准，亚硝酸盐含量未检出。近年来，矿泉水中亚硝酸盐含量超标事件层出不穷，亚硝酸盐超标与生物氧化作用及反硝化作用相关，亚硝酸盐超标，对胎儿有致畸作用。因此，应严格规范矿泉水中硝酸盐及亚硝酸盐的含量。

测定崂山、依云两种矿泉水中的各微量元素含量均符合国家生活饮用水标准，也完全符合两种矿泉水商品外包装各微量元素标注限值。采用火焰原子吸收法和离子色谱法测定矿泉水中的微量元素，方法易行，准确度好，精密度高，对于监测量大的监测机构，可推广实施。