离子色谱法测定生活饮用水中亚氯酸盐和氯酸盐的含量

摘 要：目的：建立离子色谱法同时测定生活饮用水中氯酸盐和亚氯酸盐含量的方法。方法：对《生活饮用水标准检验方法 第10部分：消毒副产物指标》（GB/T 5750.10—2023）的部分参数进行优化，并分析优化后方法的线性范围、准确度与精密度。结果：在0～500.0 μg·L-1亚氯酸盐、氯酸盐线性关系良好，相关系数均大于0.999 0。氯酸盐的平均回收率为98.24%～100.08%，相对标准偏差为0.08%～1.00%；亚氯酸盐的平均回收率为97.30%～100.22%，相对标准偏差为0.76%～1.64%。结论：优化后的方法操作便捷、灵敏度与精密度高，能取得良好的分离成效，可快速检测生活饮用水中亚氯酸盐和氯酸盐的含量。

关键词：离子色谱法；生活饮用水；亚氯酸盐；氯酸盐

Determination of Chlorite And Chlorate in Drinking Water by Ion Chromatography

SUN Liang

（Disease Prevention and Control Center of Linhe District， Bayannur City， Bayannur 015000， China）

Abstract： Objective： To establish an ion chromatography method for simultaneous determination of chlorate and chlorite in drinking water. Method： Some parameters of GB/T 5750.10—2023 were optimized， and the linear range， accuracy and precision of the optimized method were analyzed. Result： The linear relationship between chlorite and chlorate was good in the range of 0～500.0 μg·L-1， and the correlation coefficients were greater than 0.999 0. The average recovery of chlorate was 98.24%～100.08%， and the relative standard deviation was 0.08%～1.00%; the average recovery of chlorite was 97.30%～100.22%， and the relative standard deviation was 0.76%～1.64%. Conclusion： The optimized method is easy to operate， has high sensitivity and precision， can achieve good separation results， and can quickly detect the content of chlorite and chlorate in drinking water.

Keywords： ion chromatography; drinking water for domestic use; chlorite; chlorate

二氧化氯消毒剂因其具有高效杀菌、消毒副产物相对较少等优点，被广泛应用于生活饮用水消毒。然而，在二氧化氯消毒过程中，会不可避免地产生亚氯酸盐和氯酸盐。亚氯酸盐具有一定的氧化性，能够影响人体血液中血红蛋白的携氧能力，对人体的呼吸系统、神经系统等造成潜在危害；氯酸盐则可能干扰人体甲状腺素的正常合成，引发内分泌系统紊乱等健康问题[1]。离子色谱法（Ion Chromatography，IC）凭借其对阴离子出色的分离效能、高灵敏度的检测能力以及相对简便的操作流程，从众多分析技术中脱颖而出[2-3]。它能够在复杂的水样基质中，有效地将亚氯酸盐和氯酸盐与其他常见阴离子分离开来，并实现精准定量[4-5]。深入研究并优化离子色谱法用于测定生活饮用水中亚氯酸盐和氯酸盐的含量，不仅有助于保障饮用水安全，更对维护公众健康具有深远的现实意义。

1 材料与方法

1.1 仪器和试剂

IC6210一体式离子色谱仪（配AS3110自动进样器），安徽皖仪科技股份有限公司；SD-1电导检测器（色谱仪内置标配）；CS-5A-P4色谱柱，安徽皖仪科技股份有限公司；ZYTEST-I-20T超纯水仪，四川卓越科技工程有限责任公司。

氯酸根标准溶液（1 000 µg·mL-1），国家有色金属及电子材料分析测试中心；无水碳酸钠（6%），天津市科密欧化学试剂有限公司；水中溴酸根、亚氯酸盐（1 000 µg·mL-1），北京坛墨质检科技有限公司。

1.2 色谱条件

选用CS-5A-P4色谱柱，淋洗液选择4.50 mmol·L-1的Na2CO3溶液，等度洗脱，流速为0.8 mL·min-1，柱温为30 ℃，进样量为25 µL。

1.3 标准系列溶液配制

吸取1.0 mL的溴酸盐、氯酸盐和亚氯酸盐标准母液，移至100 mL容量瓶内，用超纯水溶解并定容，配制成浓度为10.00 µg·mL-1的混合储备液。使用时，用超纯水逐级稀释储备液，配制成浓度为0、5.0、50.0、100.0、200.0、300.0、400.0 µg·L-1和500.0 µg·L-1的混合标准工作溶液。

1.4 样品采集及前处理

对于CIO2含量较高的水样，很难保证后续检测结果的准确性。在此情况下，可采取向水样中添加乙二胺溶液或者吹入氮气的方式进行处理。选用500 mL的采样瓶进行水样采集，采集完成后，以流速1.0 L·min-1向瓶内通入高纯氮气，持续通气时间为10 min。接着加入0.25 mL的乙二胺溶液，随后立即密封采样瓶，并充分摇匀，使其混合均匀，使用0.22 µm滤膜过滤，待测。

2 结果与分析

2.1 色谱条件优化

2.1.1 淋洗液浓度

采用CS-5A-P4色谱柱，设定流速为1.0 mL·min-1，进样量为25 µL，500 µg·L-1混合标液作为目标物，按等度淋洗，评估淋洗液Na2CO3浓度为3.00～8.00 mmol·L-1时的洗脱能力。结果表明，淋洗液浓度同目标物洗脱能力之间呈现出显著的正相关关系。使用高浓度的淋洗液时，虽能够加快色谱峰的出峰速度，却会使分离度出现明显下降，进而对亚氯酸盐与溴酸盐两者之间的分离效果产生负面影响；反之，若采用低浓度的淋洗液，目标物的保留时间以及整个分析流程所需的时间都会大幅延长。综合考虑多方面因素，选择4.50 mmol·L-1淋洗液浓度达成的洗脱效果、分离效能最佳。

2.1.2 流动相流速

设定进样体积为25 µL，淋洗液浓度为4.50 mmol·L-1，对500 µg·L-1混合标液进行等度淋洗，流动相流速设置为0.6、0.7、0.8、0.9 mL·min-1及1.0 mL·min-1，探究流动相流速对目标物分离效果的影响。结果表明，随着流动相流速逐步提升，色谱峰的出峰速率明显加快。然而，一旦流速过高，便会引发一系列负面问题。对多方面要素进行审慎权衡与考量，最终选定0.8 mL·min-1作为本次实验最为适宜的流速。

2.1.3 进样量

设定流动相流速为0.8 mL·min-1，淋洗液浓度为4.50 mmol·L-1，进样体积依次设定为15、20、25 µL，对浓度为500 µg·L-1的混合标准溶液进行等度淋洗，探究进样体积对目标物分离效果的影响。结果显示，25 µL的进样体积符合本次实验需求。

2.2 线性关系

采用优化后的色谱条件，对系列混合标准工作溶液进行测定，绘制标准曲线。结果显示，氯酸盐与亚氯酸盐在0.0～500.0 µg·L-1表现出良好的线性关系，线性方程分别为y=0.316 5x-0.000 7、y=0.358 1x+0.000 1，相关系数r分别为0.999 964、0.999 958。此结果充分验证了实验方法在线性范围内的良好表现。

2.3 检出限

用超纯水稀释混合储备液至浓度为5.0 µg·L-1后，独立检测10次，以信噪比（S/N）为3时对应的浓度确定方法的检出限，定量限为3倍检出限。经测定发现，氯酸盐和亚氯酸盐的检出限分别为0.51 µg·L-1、0.67 µg·L-1，定量限分别为1.53 µg·L-1、2.01 µg·L-1。

2.4 精密度及准确度

取自来水管网水样A、B，测定其中氯酸盐与亚氯酸盐含量，结果见表1。以水样A为基础，加两种组分混合标液，分6次连续测定，计算不同加标量（50、200、400 µg·L-1）下的加标回收率，以验证方法的准确度和精密度。如表2、表3所示，不同加标浓度下，氯酸盐的平均回收率为98.24%～100.08%，相对标准偏差（Relative Standard Deviation，RSD）为0.08%～1.00%；亚氯酸盐的平均回收率为97.30%～100.22%，相对标准偏差为0.76%～1.64%。

2.5 实际样品测定

从自来水厂管网末梢水的管道中随机选取水样，基于上述实验条件进行测定。结果发现，水中氯酸盐与亚氯酸盐符合《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2022）要求，溴酸盐未检出，表明消毒品不含溴制剂。采集桶装饮用矿泉水样品进行测定，结果发现，溴酸盐未超过《食品安全国家标准 饮用天然矿泉水》（GB 8537—2018）限量，且样本中未检测出氯酸盐与亚氯酸盐，表明桶装水在生产过程中采用了不含氯的消毒方式。

3 结论

本文建立了离子色谱技术同时检测饮用水中氯酸盐和亚氯酸盐的方法。该方法在0～500.0 μg·L-1线性关系良好，相关系数均大于0.999 0。氯酸盐的平均回收率为98.24%～100.08%，相对标准偏差为0.08%～1.00%；亚氯酸盐的平均回收率为97.30%～100.22%，相对标准偏差为0.76%～1.64%。该方法操作便捷、准确性高，适用于饮用水中氯酸盐与亚氯酸盐的同时测定。

参考文献

[1]刘军，谢南容.离子色谱法测定生活饮用水中亚氯酸盐和氯酸盐的改进[J].实验与检验医学，2023，41（4）：425-427.

[2]麦浪，杨文迪.换柱测定生活饮用水中亚氯酸盐和氯酸盐的离子色谱法研究[J].中国卫生检验杂志，2020，30（2）：151-153.

[3]贾慧瑛.生活饮用水中氯酸盐、亚氯酸盐和溴酸盐的离子色谱测定法[J].现代食品，2020（23）：181-183.

[4]袁波，刘塞纳，胡超，等.在线超滤-离子色谱法同时测定生活饮用水5种消毒副产物[J].农产品加工，2024（6）：67-70.

[5]苗艳.离子色谱法测定亚氯酸盐、氯酸盐和高氯酸盐在饮用水中的含量[J].化工管理，2022（33）：14-16.