脉冲安培检测法测定饮用水中痕量的硫离子和氰根

本文建立了离子色谱快速检测饮用水中硫离子和氰根的方法，13min即可完成水质中硫离子和氰根分析，本方法快速高效，灵敏度 高，无其他离子干扰，方法准确度高。兼具宽线性范围、低检出限、高准确度、高方法稳定性、操作简单快捷等优势，适合水质中 ppb级硫离子和氰根含量的高效快速分析测定。ThermoFisherSCIENTIFICAN_IC_23022 脉冲安培检测法测定饮用水中痕量的硫离子和氰 根 陈洁 吴 国 权 赛默飞世 尔科技 (中 国)有限 公 司 关键词：硫离子(S?)，氰根(CN-)，污染物， AS7色谱柱，脉冲安培检测 (PAD)，离子色 谱 Keyword s ： Sul f i de (S?)， Cyanide (CN)， Pollutants，lonPac AS7 column， P ulse amperometric detection(PAD)， Ion chromatography 饮用 水 中的硫化物主要源自于 工业 排污引 入 或水中空气不 足 时 有 机物分解所致叫。因硫化物的不稳定性，在光照或 高 温时，易 形成H2S 和 SO2气体逸散到空气中，给人体健康带来危害。氰 基 以 其优良的 络 合能力而广泛应用 于工 业，其中 含 有 剧毒氰根 离 子的固废污染物 由 于雨水浸淋及其本身 析 出所产生的浸出液 势必会造成地 表 、地 下 水及农田土壤环境的污染，造成对人群 健康严重威 胁 。我 国最新 的 饮 用水规范《G B 5749-2022生 活 饮用 水 卫生标准》[中 规定生活饮用水 中 氰根和硫离子的最高允 许含量分别 为 50和 20 ug /L 。 目前，测定水中硫化物含量的 方 法很多，比较常用 的 有亚甲蓝 法、碘量法!。以 上 方法前处理复 杂 ，对操作者的要求较高，重现性效果差；另外 ，如果样 品 有色 时 ，定量结果无法让人信 服。目前氰根的主要测 定 方法有 硝 酸银滴定法和异烟酸-吡唑啉 酮 光度法 这 两 种 ，滴定法 受 人 工 操作 和 试 剂 配制限制 、重现性 不佳； 分 光法在 显 色过程 中 受 其 他 元 素 干 扰较大，且 以上两种 方法检出限较高，无法 满足 痕量的测定需求。离 子 色 谱 法具有 选择性高 、灵 敏度高 、干扰 小 、检出 限 低等优点，非 常适宜测 定水质中的硫离子和氰根离子[3-4]的 同时测定。 本方法采用 l on P ac A S7-2mm色谱柱及lonPa c A G7-2mm保护 柱，选择性脉冲 安 培检测 器 ，号 ，可满足水 质 中ppb级别含量硫离 子和氰根的测定。 1.1仪 器 、试 剂 与 材料 Thermo Sci e ntif i cTM Di onexTM I CS6000离子色谱仪 - S P 低压四元泵 - DC 检测器和色谱组件 单 元 -ED 安 培 检 测池 (P/N 072044) -Ag电极、衬垫及 抛 光 套件 (P/N 079856) - pH-A g/A g C I 参 比电 极 (P/N 061879) T h ermo Sc i en ti fi c TM D i o n ex TM AS -A P 自动进样器 T he rmo S c ienti ficTM Ch r ome l e o n TM C hr o ma t o g r aphy Data S ys -t em (CDS) so ft w a r e ，v e r s i on 7.3 T h ermo Sc i e n t i ficTM D ion e x TM lon P ac T M AS 7分析柱，，2×250mm，，(P /N O63097) T he rmo S cienti fi c TM Di o ne x T M l o nPa cT M AG 7保护柱，2×50mm ，，(P/N O63099) 超纯 水(18.2 M Q-c m ) 标准品：硫离子 和 氰根 1.2实 验 方法 1.2.1色谱条件 色 谱柱： lon P ac AG7 (2×50m m )+ l o n Pa c AS 7(2×250mm)； 淋洗液：：1100mM N aOH/250m M N a A c等度洗脱； 流速：0.3mL /min； 柱温 ：30℃； 进 样 量：25p L ； 检测：A A g金电极； A g /A gCI参比电 极 ； S/CN标准电位波 形 ；检 测器箱温控：30℃。 1.2.2前处理 条件 水样经0.22pm滤膜过滤后直 接 上机测定。 2.结果与讨论 2.1线 性 和稳定 性 用 250 mM N a OH配制1、5、10、20、50、100 u g/L的系列硫离子和氰根混合标准工作溶液，在选定色谱条件下 进样分 析(标准溶 液分离谱图 ，如图1)，以目标物的峰面积(y， n Cxmin)为纵坐标，标准溶液浓度 (x， u g /L)为横坐标，建立标准曲线。硫离子和氰根 线性范 围 、线性方程和 相 关系数如表1所示。硫离子 和 氰根在1~100 pg /L范 围 内 均 具有良好的线性，线性相关系数R>0.999。选取 10.0 u g /L 标 准工作溶液，连续进样6次 ，硫离子和氰根保留时间 相 对标 准 偏差 R S D <0.16%， 峰 面积相对标 准 偏差 R S D <1.88%，说 明 仪 器方法具有良好的稳定性。 表1硫离子和氰根线性方程、线性范围和相关系数 图1硫离子和氰根分离谱图 2.2方法检出限和定量限 分 别以3倍信噪比(S /N=3)和 10倍信噪 比 (S/N =10)所对应 的 目标物浓度作为仪器检 出 限和仪器定量限。根据以下公式计算方法检 出限和方法定量限。 方法检出限=(Wx3)/[(S/N)] 式 中 ：W——目标 物 浓度 ， ug/L； S/N ——仪器信噪比； 式中：W ——目标 物 浓度， ug /L； S /N——仪器信噪比 ； 硫离 子 和氰 根 方法检出限和定量限如表2所 示。 表2硫离子和 氰 根检出限和定 量 限 目标物 仪器检出限 仪器定量限 方法检出限 方法定量限 ug /L ug /L ug /L ug/L 硫离子 0.05 0.17 0.05 0.17 氰根 0.16 0.51 0.16 0.51 2.3加标回收 率 和精密度 采用该方法对自来水样品进行测定和低浓度加标回收实验，均为检 出 硫化物。这是因 为我 国自来水多采用氯气或次氯酸钠进行 消 毒，而氯气 与 水反 应 生成次氯酸盐和亚氯酸盐。次氯酸盐 与 亚氯酸盐均有较强的氧化 性 ，而游离态硫离子(即负 二价硫)具 有 较强 的还原性，硫离子与次氯酸盐和亚氯酸盐发生反应后，会被氧化 成 硫、亚硫酸盐和硫酸盐。同样 高 浓度硫化物加标，由于饮用水 中 的次氯酸钠、亚氯酸钠存在 ，硫化 物 加 标 回收偏低。 本方 法选择自来水为本底，分别 对 氰根及硫离子(硫离子加标 未 做统计)进行 了 10 pg /L 、50 ug/L 及 100 ug/L低中高三水平加标测 试，每种试样取 6个平行样。结 果 表明，氰根回收率均在91.1%~99.1%之间，证 明 该方法的准确 度 较高；检 测结 果 的 标准偏差均在 1.30%以 内，证明该方法稳定性 好 。样 品加标谱图如图2，其详 细 加 标 回收率和变异系数(RSD)如 表 3所示。 表3氰根加标回收及变异系数 氰根 次数 添加浓度10 ug /L 添加浓度50 pg /L 添加浓度100 ug /L 回收率(%) 回收率(%) 回收率(%) 1 92.2 91.5 98.1 2 94.3 92.2 97.0 3 93.7 91.1 98.1 4 94.6 92.4 99.0 5 91.5 92.6 98.0 6 93.3 93.5 99.1 均值 93.3 92.2 98.2 RSD(%) 1.30 0.94 0.77 图2自来水样品加标谱图 2.4实 际样 品测 定 在选定方法条件下，测定自来水样中硫离子和氰根含量，样品结果如表4所示。 表4自来水样品中硫离子和氰根含 量 样品名称 目标物含量(ug/L) 硫离子 氰根 广州自来水 上海自来水 一一 --：表示未检出。 结论 本文建 立 了离 子色 谱快速检 测 饮 用 水 中硫离子 和 氰根的方法，13min即可完成水质中硫离 子 和氰根分析，本方法快速高效，灵 敏度 高，无其 他 离子干扰，方法准确度高。兼具宽线性范围、低 检 出 限、高准确度、高方法稳定性、操作简 单 快捷等优势，适合水质中 p pb级硫离子 和 氰根含量的高效快速分析测定。 [1] 黄建宏.碘量法测定废 水 中硫化物含量的 测 定条件初探[J ].福建化工，2005，(3)：26-28. [2]国家市场 监 督管理 总 局. GB/T 5749-2022 生活饮用水卫生标准[S].北 京：中 国标准出版社，2022. [3] 汪 国权，蒋蓉，温忆敏，等.离子色谱间接法 测 定水 和 食品中的氰化物 [].中国卫 生检 验杂志 ，2005，15(1)：58-59. [4] 龙素群 ，钟志京，刘秀华，等.离 子色谱法测 定 氰化 物 方法研究[].四川大学 报 ，2006，43(6)：1352-1356. 仅用于研究目的。不可用于诊断目的。◎2023 T h er mo F i sh er Scien t ifi c In c. 保留 所 有权利。 所有商标均为 Th e rmo Fis h er Sc i en ti f ic I nc. 及其子公司的资产，除非另有指明 。