饮用水中溴形态检测方案(离子色谱仪)

仪器参数AN C ICPMS-10 ICS600 与 iCAP Q ICP-MS联用技术分析饮用水中溴形态 潘炜娟李仁勇 荆淼赛默飞世尔科技(中国)有限公司 溴在自然界中广泛存在，溴主要包含溴离子(Br)和溴酸根离子(BrO，)两种形式。溴离子为无毒害物质，而国际研究表明溴酸钾对实验动物有致癌作用。国际卫生组织将溴酸盐列为2B级潜在致癌物质。一般情况下，水中不含溴酸盐，而溴化物却普遍存在。但在生产饮用水过程中，由于用臭氧对水进行消毒，溴化物与臭氧反应，氧化后会生成溴酸盐这种副产物。由于两种溴形态的毒性不同，因而监测饮用水中总溴含量不能充分保证水质安全。根据欧盟饮用水法规 (98/83EC)及美国环保署EPA200.8的规定，饮用水中溴酸盐的限量(MCL)不能超过0.01mg/L， 同时要求最低报告限值(MRL)为0.001 mg/L。我国现行《生活饮用水卫生标准》GB 5749-2006 溴酸盐限量要求0.01mg/L。本文建立了离子色谱与 iCAP Q ICP-MS联用快速、准确分析饮用水中溴酸根和溴离子的方法，两种中态检出限量为0.25、0.23 pg/L。 实验部分 仪器 ● iCAP Q ICPMISS (Thermo Scientific) ·ICS-600 离子色谱 (Thermo Scientific) ·超纯水机 (Thermo Scientific) ·20~100pL、200~1000 uL微量移液器 (Fisher Scientific) 试剂及标准品 ·硝酸 (Optima Grade， Fisher Scientific) 溴酸根：1000pg/mL(溴酸根离子用去离子水溶解溴酸钾获得) ·溴离子标准溶液：1000pg/mL(上海市计量测试研究院) ·18.2MQ去离子水 仪器配置 采用 Thermo Scientific Dionex ICS600 离子色谱分离， 以Thermo Scientific iCAP Qc ICP-MS作为高灵敏度元素检测器，检测从IC洗脱的溴形态。选用高效能 AG19阴离子柱实现溴酸根离子和溴离子的快速、高效分离。 表1.iCAPQ运行参数 仪器参数 设置值 仪器参数 设置值 RF功率(W) 1550 Q Cell气体(mL/min) 4.2(He) 冷却气 (L/min) 14 KED 电压(v) 3 辅助气(L/min) 0.8 驻留时间(ms) 200 雾化气(L/min) 1.02 分析质量数 7Br、8Br 表2.ICS600 离子色谱运行参数 柱子 Dionex lonPac AG 19 (2×50mm) 洗脱 等度 流动相 1 mmolHNO， 流速 0.25 mL/min 进样体积 100pL 持续时间 200s 样品和标准溶液制备 从市场上购买不同品牌饮用水，将水样经0.45 pm微孔滤膜过滤器过滤。 分别取不同量的溴酸根和溴离子标准溶液，用去离子水稀释成0、0.5、1.0、2.0、5.0、10、20、40 pg/L混合标准溶液，作工作曲线。 结果与讨论 色谱分离图： 本方法中溴酸根和溴离子相对保留时间分别为：112s、162s， 总分离时间约200s。图1为混合标准溶液色谱分离叠加图(0、0.5、1、2、5、10、20 pg/L标准溶液)，图2为实际水样分离谱图。 分析模式选择： 本实验中考察了标准模式(STD)和动能歧视模式(KED)两种分析方式对7Br、81Br质量数测定的不同效果。STD模式下Br 受到40Ar0Ar'H干扰，背景较高(50000 cps)。而在 KED 模式下 (4.2 mL/min He) ， 81Br受到的多原子离子干扰能得到有效去除，背景降低(200cps)，测试效果与79Br相近。如图3所示为 KED 模式下，10 pg/L 溴形态混合标准溶液的分离谱图。 图1.溴形态混合标液分离图 图3.KED 模式下，10 pg/L溴形态混合标准溶液的分离谱图 标准溶液工作曲线： 图4.溴酸根离子和溴离子工作曲线 测试结果 溴酸根离子和溴离子检出限： 逐级稀释混合标准溶液，如图5所示为 0.5 ug/L混合标准溶液色谱图，以各形态峰附近基线处三倍信噪比峰高(N*3=150counts) 对应浓度作为检出限，溶液中中酸根和溴离子的检出限分别为：0.25 ug/L、0.23 ug/L。 将10pg/L标准溶液重复测试3次，结果稳定性较好，三次测试谱图叠加如图5所示，溴酸根和溴离子的相对标准偏差(RSD)分别为0.1%、0.2%。 样品测试及加标回收率结果： 样品名称 BrO Br 某品牌饮用水 1#(pg/L) 0.0860 0.439 某品牌饮用水 2#(ug/L) 3.82 10.7 某品牌饮用水3#(ug/L) 3.00 39.8 某品牌饮用水 4#(ug/L) 3.18 11.8 某品牌饮用水 5#(ug/L) 3.15 3.67 5# 加标 5 pg/L((pg/L)) 8.21 8.71 回收率(%) 101 101 赛默飞世尔科技(中国)有限公司 免费服务热线：8008105118400 650 5118(支持手机用户) 本方法建立的 IC-ICP-MS测溴酸根和溴离子的方法，满足样品量大的实验室对快速、准确、批量水样测试的要求。且实验中溴酸根的检出限量远低于欧盟、美国环保署及国家标准中规定的限量要求。 ( 参考文献 ) ( 1 . Yongjian Liu， Shifen Mou， Determination of bromated andchlorinated haloacetic acids i n bottled drinking water withchromatographic methods. Chemosphere 55(2004) 1253-1258. ) 2.佘小林，李仁勇，陈圆圆，胡兰，高效阴离子交换色谱 -脉冲安培检测模拟海水中痕量溴和碘离子.现代科学仪器， No.6 Dec. 2010. 3 钟新林，离子色谱法测定饮用水中亚氯酸盐、氯酸盐、溴酸盐、二氯乙酸及三氯乙酸赛默飞世尔科技(中国)有限公司， Application Note C_IC-3. 溴在自然界中广泛存在，溴主要包含溴离子（Br-）和溴酸根离子（BrO3-）两种形式。溴离子为无毒害物质，而国际研究表明溴酸钾对实验动物有致癌作用。国际卫生组织将溴酸盐列为 2B 级潜在致癌物质。一般情况下，水中不含溴酸盐，而溴化物却普遍存在。但在生产饮用水过程中，由于用臭氧对水进行消毒，溴化物与臭氧反应，氧化后会生成溴酸盐这种副产物。由于两种溴形态的毒性不同，因而监测饮用水中总溴含量不能充分保证水质安全。根据欧盟饮用水法规（98/83EC）及美国环保署EPA200.8 的规定，饮用水中溴酸盐的限量（MCL）不能超过0.01 mg/L，同时要求最低报告限值（MRL）为 0.001 mg/L。我国现行《生活饮用水卫生标准》GB 5749-2006 溴酸盐限量要求 0.01mg/L。本文建立了离子色谱与 iCAP Q ICP-MS 联用快速、准确分析饮用水中溴酸根和溴离子的方法，两种形态检出限量为 0.25、0.23 μg/L。本方法建立的 IC-ICP-MS 测溴酸根和溴离子的方法，满足样品量大的实验室对快速、准确、批量水样测试的要求。且实验中溴酸根的检出限量远低于欧盟、美国环保署及国家标准中规定的限量要求。