离子色谱法中AS-19与AS-27离子色谱柱对水源水中溴离子的测定结果影响比较

离子色谱法中AS-19与AS-27离子色谱柱对水源水中溴离子的测定结果影响比较

蒋晓晨

江苏省昆山市供排水水质检测中心有限公司 江苏 昆山 215300

摘要：目的 本文旨在探讨通过离子色谱法比较AS-19与AS-27离子色谱柱对水源水中溴离子的测定结果是否有影响。方法 本文通过实验比较法将两种不同的色谱柱用于ICS-6000离子色谱仪上检验，在相同色谱条件下均以8mmol等度淋洗，流速1.0ml/min、电流量99mA，柱温25℃，定量环选取500ul的色谱条件下，检测溴离子对结果的分析比较为实际检验工作提供经验。结果 通过实验表明在水样基体中是否存在苯甲酸物质，对实际样品检测具有较大影响。当水样基体不存在苯甲酸物质时，两种色谱柱均可满足对溴离子的检测要求。当水样基体存在苯甲酸物质的情况下，AS-19色谱柱随着色谱柱柱效下降无法满足苯甲酸与溴离子的分离，将不满足检测要求无法检测，而AS-27色谱柱随着色谱柱柱效下降不影响溴离子的检测。

关键词：离子色谱法；苯甲酸；溴离子

1. 前言

溴离子作为消毒副产物的前体物质，在饮用水消毒过程中，可与消毒剂反应生成含溴消毒副产物，朱琦[1]发现溴酸盐便是其中之一。离子色谱法测定水中溴离子是一种比较常见的检测方法，在张飞[2]、窦艳艳[3]、曾东宝[4]等对水质检测研究中多采用AS-19色谱柱对水中溴离子进行定量分析，且未对干扰物苯甲酸做出分析研究。而在日常水质检测中使用AS-19分析柱检测水中溴离子时，时常出现检测不准、回收率过低等问题，据此本文针对干扰物苯甲酸在AS-19与AS-27离子色谱柱上对水源水中溴离子的测定结果影响进行试验和探讨，为准确检测水源水中的溴离子含量提供参考。

2. 实验

2.1实验仪器与试剂

2.1.1实验仪器设备 ICS-6000离子色谱仪和Chromeleon色谱工作站

2.1.2 ADRS-600（4-mm）阴离子电解再生抑制器，AS-DV 自动进样器

2.1.3 色谱标准物：溴离子标准溶液（ρ= 100 μg/mL），直接购买市售有证标准溶液，按标准溶液证书要求保存，使用时应恢复至室温，并摇匀。

2.2 实验方法及色谱条件

2.2.1色谱条件A

色谱柱：AS-19 ，ADRS-600（4-mm）阴离子电解再生抑制器，淋洗液:淋洗液发生器产生的高纯KOH溶液，淋洗过程为等度淋洗，淋洗液浓度为8  mmol/L；流速设置为1.0 mL/min；进样量以500 μL定量环；柱温设置为25℃，电导池温度30℃，定量方式以峰面积定量。

2.2.2 色谱条件B  

色谱柱：AS-27 ，ADRS-600（4-mm）阴离子电解再生抑制器，淋洗液:淋洗液发生器产生的高纯KOH溶液，淋洗过程为等度淋洗，淋洗液浓度为8  mmol/L；流速设置为1.0 mL/min；进样量以500 μL定量环；柱温设置为25℃，电导池温度30℃，定量方式以峰面积定量。

2.2.3不同色谱条件下线性关系对比

AS-19与AS-27都可用于溴离子的测定，通过不同色谱条件下用标准物质配置相应线性对比，结果见图1，图1为溴离子在两种分析柱上的线性相关系数，由图1可知两种色谱柱的都具有良好的线性关系。

  图1  AS-19与AS-27溴离子的线性图

2.2.4不同色谱条件下干扰物的影响对比

通过赛默飞虚拟柱软件，模拟测试AS-19与AS-27色谱柱对干扰物苯甲酸的影响，结果为苯甲酸在两种色谱分析柱上分别对溴离子和氯酸盐的出峰有干扰，苯甲酸在AS-19色谱柱上溴离子与苯甲酸在高浓度淋洗液下难分离，在AS-27色谱柱上苯甲酸与氯酸盐重叠而对溴离子检测不存在影响。

使用标准物质苯甲酸与溴离子进行验证测试，在色谱条件A与色谱条件B上分别测试，结果见图2，图2为标准物质苯甲酸与溴离子在色谱条件A与色谱条件B的图谱，由图2可知苯甲酸在色谱条件A上苯甲酸与溴离子标准曲线线性良好，但溴离子与苯甲酸分离度相对于色谱条件B上溴酸盐与苯甲酸的分离效果偏差。

图2   标准物质苯甲酸与溴离子在色谱条件A与色谱条件B的图谱

2.2.5不同色谱条件下对实际样品测试对比

通过对本地区水源水分别在色谱条件A与色谱条件B下配置相关标准曲线测试，由表1可知在AS-19色谱柱分析水源水中存在苯甲酸干扰物质且该物质不够稳定，在AS-27色谱柱分析可知水源水中苯甲酸对溴离子无干扰，两色谱条件下样品重复性均在可接受范围，详细情况见表1。

表1   新AS-19色谱柱与新AS-27色谱柱上水源水苯甲酸与溴离子重复性

由表1可见在新AS-19色谱柱上测试结果苯甲酸重复性差、溴离子重复性良好，在新AS-27色谱柱上测试结果溴离子重复性良好且无苯甲酸影响，两色谱柱均符合实际样品检测需求。

2.2.6色谱柱柱效衰减对水源水检测影响对比

研究表明随着检测频率与使用时长的增加AS-19与AS-27色谱柱在检测溴离子时出峰时间均在往前，通过连续多月对水源水检测发现，结果见图3，图3为色谱条件A和色谱条件B连续多月测试水源水溴离子图谱。由图3可知随着AS-19色谱柱柱效下降，在5个月的检测中溴离子出峰时间往前移与苯甲酸峰型慢慢重叠直至无法有效分离，从实用性及经济效益出发AS-19无法满足连续长时间的实验室日常检测需要，但对日常氯酸盐[5]含量检测无影响。同时使用AS-27色谱柱对水源水检测，随着AS-27色谱柱柱效下降，在4个月的检测中溴离子出峰时间往前移但出峰位置无苯甲酸干扰峰影响，故不影响水源水中溴离子的检测，在AS-27色谱柱上分析水源水中溴离子含量具有稳定可靠，其回收率在79.5%~103.2%之间，符合相关检测标准[6]要求，满足日常检测需求。从图3上可以发现AS-27色谱柱在分析水样时水样平行中氯酸盐含量受苯甲酸影响，无法准确定量分析氯酸盐含量。

图 3   色谱条件A和色谱条件B连续多月测试水源水溴离子图谱

3. 结论

本文针对水源水溴离子含量的测定进行了不同色谱柱测试实验和探讨，确定了AS-19与AS-27在检测水源水中溴离子含量时选用条件。通过样品检测发现，当检测样品中不存在苯甲酸干扰物时，两种色谱柱都能高效、准确的满足检测要求，两者无较大差别；当样品中存在苯甲酸干扰物质时，AS-19色谱柱无法满足长期检测要求，只能在新柱时符合检测要求，柱效下降后无法有效分离干扰物与溴离子。实验检测证明水源水中存在苯甲酸物质，也找到了日常检测使用AS-19色谱柱检测水中溴离子时存在的加标及平行不好的问题所在。实验测试表明AS-27色谱柱能长期准确检测水源水中溴离子含量，不受苯甲酸干扰物影响，但在研究中发现苯甲酸与氯酸盐在AS-27色谱柱上无法有效分离，在样品中存在苯甲酸时无法同时检测氯酸盐。

参考文献：

[1]朱琦;饮用水处理过程中溴酸盐的生成特性及优化控制研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

[2]张飞.离子色谱法检测地下水中氟,氯,硫酸根,硝酸根,溴和碘等阴离子的研究与应用[D].吉林大学,2014.

[3]窦艳艳,杨丽莉,胡恩宇,等.离子色谱法测定水中溴离子与碘离子[J].环境监测管理与技术, 2012, 24(6):3.DOI:10.3969/j.issn.1006-2009.2012.06.012.

[4]曾东宝,丘茂盛,刘林斌.离子色谱法测定氯消毒饮用水中溴离子的方法研究[J].城镇供水, 2017(1):3.DOI:10.3969/j.issn.1002-8420.2017.01.010.

[5]刘丽菁,杨艳,李鑫.离子色谱法同时测定饮用水消毒副产物亚氯酸盐,溴酸盐和氯酸盐的研究[J].海峡预防医学杂志, 2018(4):4.DOI:CNKI:SUN:HXYF.0.2018-04-004.

[6]GB／T5750—2023(21.2)《生活饮用水标准检验方法 消毒副产物》[S]