摘 要：目的：對(duì)比鉻酸鋇分光光度法（熱法）和離子色譜法測(cè)定生活飲用水中硫酸鹽含量的結(jié)果，探討兩種方法的差異和優(yōu)缺點(diǎn)。方法：以鉻酸鋇分光光度法（熱法）和離子色譜法分別測(cè)定彌勒市轄區(qū)11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)22份自來(lái)水中的硫酸鹽含量，并對(duì)2種方法測(cè)定結(jié)果進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)。結(jié)果：2種方法對(duì)26份水樣氯化物的測(cè)定結(jié)果差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.865 7，P＞0.05）；離子色譜法檢出限小于鉻酸鋇分光光度法的檢出限；測(cè)定相同濃度的硫酸鹽溶液，兩種方法均可得到較好的準(zhǔn)確度和回收率，但離子色譜法的精密度明顯大于分光光度法，特別是硫酸鹽含量較小的水樣。結(jié)論：生活飲用水中硫酸鹽較低時(shí)，用離子色譜法測(cè)定檢出限更低，檢測(cè)大批水樣時(shí)可以節(jié)省時(shí)間，同時(shí)可以測(cè)定其他多種陰離子含量，但分光光度法檢測(cè)成本更低。

關(guān)鍵詞：硫酸鹽；鉻酸鋇分光光度法；離子色譜法

Comparison of Barium Chromate Spectrophotometry （Thermal Method） and Ion Chromatography in Determining Sulfate Content in Drinking Water

ZHAO Xiaoxia

（Mile City Center for Disease Control and Prevention in Yunnan， Mile 652399， China）

Abstract： Objective： To compare the results of barium chromate spectrophotometry （thermal method） and ion chromatography in determining sulfate content in drinking water， and to explore the differences， advantages and disadvantages of the two methods. Method： The sulfate content in 26 tap water samples from 13 townships in the jurisdiction of Mile city was determined by barium chromate spectrophotometry （thermal method） and ion chromatography， respectively， and the results of the two methods were tested by paired t-test. Result： There was no statistically significant difference between the two methods in the determination of chloride in 26 water samples （t=0.865 7， P＞0.05）. The detection limit of ion chromatography was lower than that of barium chromate spectrophotometry. Both methods can achieve good accuracy and recovery rate in the determination of sulfate solutions with the same concentration， but the precision of ion chromatography is significantly higher than that of spectrophotometry， especially for water samples with low sulfate content. Conclusion： When the sulfate content in drinking water is low， ion chromatography has a lower detection limit and can save time in testing a large number of water samples， while measuring the content of other anions at the same time. However， spectrophotometry has a lower detection cost.

Keywords： sulfate; barium chromate spectrophotometry; ion chromatography

硫酸鹽是一種常見(jiàn)的無(wú)機(jī)鹽類(lèi)，廣泛存在于自然環(huán)境中，是人體必需的礦物質(zhì)之一，在飲用水中，硫酸鹽的來(lái)源主要包括土壤、巖石、工業(yè)廢水等。適量的硫酸鹽對(duì)人體健康有益，但過(guò)量攝入可能導(dǎo)致腹瀉等不適癥狀。我國(guó)對(duì)生活飲用水中硫酸鹽的含量有明確規(guī)定，含量須小于250 mg·L-1[1]。因此，生活飲用水中硫酸鹽含量的監(jiān)測(cè)和評(píng)估對(duì)于保障人體健康具有重要意義。鉻酸鋇分光光度法和離子色譜法在水中硫酸鹽含量的測(cè)定方面較為常見(jiàn)。其中，鉻酸鋇分光光度法（熱法）[2]是利用在酸性溶液中，鉻酸鋇與硫酸鹽生成硫酸鋇沉淀和鉻酸離子，濾液呈現(xiàn)黃色，通過(guò)比色定量測(cè)定硫酸鹽含量。離子色譜法[2]是通過(guò)淋洗液把水樣中待測(cè)陰離子帶入離子交換柱系統(tǒng)，通過(guò)待測(cè)陰離子對(duì)柱子親和度差異而使其分離，再經(jīng)陽(yáng)離子交換柱轉(zhuǎn)換成高電導(dǎo)度的強(qiáng)酸，通過(guò)電導(dǎo)檢測(cè)器測(cè)量出各陰離子的電導(dǎo)率，以相對(duì)保留時(shí)間定性，峰面積定量，計(jì)算出待測(cè)離子濃度。本研究通過(guò)鉻酸鋇分光光度法（熱法）和離子色譜法測(cè)定生活飲用水中硫酸鹽含量，并對(duì)兩種方法的差異和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行探討。

1 材料與方法

1.1 試劑

SO42-標(biāo)準(zhǔn)液（1 000 μg·mL-1），中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院，編號(hào)GBW（E）080268，SO42-標(biāo)準(zhǔn)樣品2份[（17.9±0.6）mg·L-1、（70.6±2.4）mg·L-1，編號(hào)GSB 07-1196-2000 201939、GSB 07-1196-2000 201941]，環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所。鉻酸鉀（AR）；二水合氯化鋇（AR）；氨水（AR）；實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

1.2 儀器

723pcs型分光光度計(jì)；CIC-D120離子色譜儀，青島盛瀚色譜技術(shù)有限公司；SH-AP-1色譜柱（250 mm×4.0 mm）；SHRF-10陰離子淋洗液發(fā)生器；電導(dǎo)檢測(cè)器；0.22 μm濾膜。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 鉻酸鋇分光光度法（熱法）

吸取相應(yīng)體積的SO42-標(biāo)準(zhǔn)液（1 000 μg·mL-1），配制成硫酸鹽濃度為0 μg·mL-1、5 μg·mL-1、10 μg·mL-1、20 μg·mL-1、40 μg·mL-1、80 μg·mL-1和100 μg·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別取50.0 mL水樣和各濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液于150 mL錐形瓶中，加1 mL鹽酸溶液，煮沸5 min左右，加入2.5 mL鉻酸鋇懸濁液，再煮沸5 min左右，取下錐形瓶，逐滴加入氨水（1+1）至液體呈檸檬黃色，再多加2滴。待冷，移入50 mL比色管，加純水定容至刻度，混勻，用慢速定量濾紙過(guò)濾，棄去最初的5 mL濾液，收集濾液。于420 nm波長(zhǎng)，用0.5 cm比色皿，以純水作參比，測(cè)量吸光度。

1.3.2 離子色譜法

吸取相應(yīng)體積的SO42-標(biāo)準(zhǔn)液（1 000 μg·mL-1），配制成硫酸鹽濃度為0 μg·mL-1、5 μg·mL-1、10 μg·mL-1、20 μg·mL-1、40 μg·mL-1、80 μg·mL-1和100 μg·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液。將水樣經(jīng)0.22 μm濾膜過(guò)濾除去雜質(zhì)。對(duì)硬度高的水樣，經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換柱，再用0.22 μm濾膜過(guò)濾。色譜條件設(shè)置為陰離子淋洗液流速為0.3 mL·min-1，進(jìn)樣25 μL，分析時(shí)間25 min。待儀器平衡，基線(xiàn)穩(wěn)定后，將各濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液和預(yù)處理好的水樣注入色譜進(jìn)樣系統(tǒng)，以保留時(shí)間定性，峰面積定量，測(cè)定各溶液硫酸鹽含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種方法操作過(guò)程和成本比較

分光光度法操作過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，鉻酸鋇懸濁液配制過(guò)程煩瑣，且逐滴加入氨水至溶液呈檸檬黃色這個(gè)過(guò)程，需要檢測(cè)者準(zhǔn)確判斷溶液顏色變化，會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果引入不必要的誤差，但該方法所使用的檢測(cè)試劑簡(jiǎn)單，檢測(cè)成本較低。

離子色譜法操作過(guò)程簡(jiǎn)單，而且可同時(shí)測(cè)定幾種陰離子，但設(shè)備價(jià)格較高，過(guò)程中需使用濾頭濾膜等，特別是水質(zhì)成分復(fù)雜時(shí)還需通過(guò)凈化柱過(guò)濾，運(yùn)行成本相對(duì)較高。

2.2 線(xiàn)性和檢出限的比較

2.2.1 線(xiàn)性比較

分光光度法標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)線(xiàn)性方程為y=0.007 5x+0.016，相關(guān)系數(shù)0.999 8。離子色譜法標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)線(xiàn)性方程為y=7.835x+4.192 9，相關(guān)系數(shù)0.999 6。兩種方法相關(guān)系數(shù)均大于0.999，在0～100 mg·L-1線(xiàn)性良好。

2.2.2 檢出限比較

分光光度法檢出限為測(cè)定20次空白吸光值標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍代入標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)的濃度，最低檢出限為1.132 mg·L-1。離子色譜法檢出限采用連續(xù)測(cè)定20次濃度為0.5 mg·L-1的SO42-標(biāo)準(zhǔn)溶液響應(yīng)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差S，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的斜率A，根據(jù)公式DL=3S/A計(jì)算硫酸鹽的檢出限，其結(jié)果為0.073 mg·L-1。分析可知，離子色譜法的檢出限小于鉻酸鋇分光光度法檢出限。對(duì)硫酸鹽含量較高的樣品，兩種方法均可檢測(cè)，對(duì)于硫酸鹽含量較低的樣品，則選用離子色譜法檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確可靠。

2.3 樣品檢測(cè)結(jié)果的比較

用兩種方法測(cè)定彌勒市轄區(qū)11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)22份自來(lái)水中的硫酸鹽含量結(jié)果見(jiàn)表1。

對(duì)測(cè)定結(jié)果做配對(duì)t檢驗(yàn)，差值均數(shù)為0.415，差值標(biāo)準(zhǔn)差為1.659 8，t=0.865 7，P＞0.05，差值無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.4 精密度的比較

分光光度法和離子色譜法分別測(cè)定濃度為2.0 mg·L-1，5.0 mg·L-1和20.0 mg·L-1的硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液各6次，計(jì)算兩種方法測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。分光光度法測(cè)以上3個(gè)溶液的標(biāo)準(zhǔn)偏差S分別為0.20，0.08和0.12，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD分別為9.72%、1.55%和0.59%；離子色譜法測(cè)定以上3個(gè)溶液的標(biāo)準(zhǔn)偏差S分別為0.04、0.04和0.08，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD分別為1.99%、0.84%和0.40%。分光光度法測(cè)定5.0 mg·L-1和20.0 mg·L-1濃度時(shí)可得到較好的精密度，測(cè)定2.0 mg·L-1濃度時(shí)，精密度不理想。離子色譜法測(cè)定3個(gè)濃度均可得到較好的精密度，且相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差明顯小于分光光度法。

2.5 兩種方法準(zhǔn)確度和回收率的比較

2.5.1 兩種方法準(zhǔn)確度比較

分光光度法和離子色譜法分別測(cè)定硫酸鹽含量為（17.9±0.6）mg·L-1和（70.6±2.4）mg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)品各3次，求平均值，計(jì)算誤差，兩種方法測(cè)定均可得到較好的準(zhǔn)確度，但離子色譜法相對(duì)比分光光度法誤差更小，結(jié)果見(jiàn)表2。

2.5.2 兩種方法回收率比較

向已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品中加入10 mg·L-1和50 mg·L-1硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別用分光光度法和離子色譜法測(cè)定這兩個(gè)溶液的硫酸鹽含量，計(jì)算回收率。結(jié)果見(jiàn)表3。兩種方法均可得到較好的回收率。

3 結(jié)論

采用分光光度法和離子色譜法檢測(cè)生活飲用水中硫酸鹽均能得到較好的線(xiàn)性、精密度、準(zhǔn)確度和加標(biāo)回收率，均能滿(mǎn)足我國(guó)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[1]中硫酸鹽的要求。鉻酸鋇分光光度法（熱法）[2]是生活飲用水中硫酸鹽含量分析的經(jīng)典方法，所需設(shè)備材料簡(jiǎn)單，但操作過(guò)程復(fù)雜，受檢測(cè)者人為因素影響較大，且檢出限較高，對(duì)于硫酸鹽含量較低的水樣，特別是硫酸鹽含量小于5.0 mg·L-1的水樣，檢測(cè)結(jié)果精密度不佳，檢測(cè)結(jié)果不可靠。離子色譜法操作過(guò)程簡(jiǎn)單[3]，同時(shí)可以測(cè)定多種陰離子[4]，且對(duì)于硫酸鹽含量小于5.0 mg·L-1的水樣，檢測(cè)結(jié)果也能得到較好精密度和準(zhǔn)確度[5]，但設(shè)備和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用的耗材成本較高。由以上可見(jiàn)，兩種方法各有優(yōu)劣，實(shí)驗(yàn)室可根據(jù)實(shí)際檢測(cè)工作選擇適合的檢測(cè)方法。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：趙曉霞（1984—），女，云南彌勒人，本科，主管檢驗(yàn)師。研究方向：水質(zhì)、食品、土壤等理化檢驗(yàn)。