一种同时测定净水机滤芯中氟化物、 硝酸盐和 磷酸盐的离子色谱方法研究

摘要： 目的 研究建立一种同时测定净水机滤芯中氟化物 （F-）、 硝酸盐 （NO3 -） 和磷酸盐 （PO4 3-） 3 种离子含量的离 子色谱方法。 方法 先将滤芯样品放入含氯浸泡水进行前处理， 取浸泡液作为样品溶液待测。 样品溶液经 OnGuardⅡ Ag/H 柱预处理， 采用离子色谱仪测定 F -、 NO3 -和 PO4 3-含量。 色谱条件为 IonPac AS19 分析柱分离， 淋洗液为 30 mmol/L KOH， 抑制器电流为 100 mA， 流速为 1.0 mL/ min， 进样体积为 500 μL。 结果 F -、 NO3 -和 PO4 3-在 0.02 mg/L ~1.5 mg/L 范围内线性关系良好， 相关系数均＞0.999 5； 回收率为 90%~110%； 相对标准偏差为 0.8%~ 5.8%； 3 种离子检出限分别为 0.002、 0.000 5 和 0.003 mg/L； 定量限分别为 0.006、 0.001 5 和 0.01 mg/L。 3 种离子在11 min 内完成分析。 对 10 份不同品牌的滤芯样品检测的结果显示， 具有除垢软化功能的某品牌滤芯浸泡液检出 PO4 3-含量 为 9.5 mg/L， 其他滤芯样品均未检出 3 种离子。 结论 本研究提出的大体积进样 - 等度淋洗 - 离子色谱法操作简便、 测 定时间较短， 且检测结果较好， 可用于同时测定净水机滤芯中 F-、 NO3 -和 PO4 3-含量。

关键词： 离子色谱法； 净水机滤芯； 氟化物； 硝酸盐； 磷酸盐

为了获得更加清洁、 优质的生活饮用水， 越来越 多的家庭选择使用家用净水机。 净水机滤芯是实现净 水功能的关键组件， 常见种类有 PP 棉滤芯、 活性炭 滤芯 、 树脂滤芯 、 陶瓷滤芯 、 纳滤膜和反渗透膜 等［1 ］ 。 滤芯的材质和性能不同 ［2］ ， 净水原理和效果 也不同。 目前， 鉴于进水和出水水质的差异性要求和 产品成本， 净水机生产商多使用复合滤芯， 但复合滤 芯需添加特殊物质以达到特定目的， 如添加复合磷酸 盐可降低出水硬度和防止水垢 ［3 ］ ， 在常温和生活饮 用水的 pH 值条件下， 复合磷酸盐最终水解为正磷酸 盐 ［4 ］ 。

磷酸盐 （PO4 3-） 是影响细胞新陈代谢的重要 物质， 若人体摄入过多， 会阻止钙吸收， 还可能导致 心血管疾病 ［5 ］ ； 若作为废水排放， 会造成水体富营 养化， 导致环境污染。 氟化物 （F-） 在自然界广泛存在， 适量氟对人体有益， 但摄入过多， 可导致氟斑 牙、 氟骨症和急性氟中毒等。 硝酸盐 （NO3 -） 在水 中常见， 婴幼儿是水中敏感人群， NO3 -过高会引起 高铁血红蛋白血症 ［6 ］ ， 还可能转化为致癌物质亚硝胺 ［7 ］ 。

2001 年 《卫生部涉及饮用水卫生安全产品检验 规定》 ［8 ］ 要求 F-、 NO3 -是检测滤芯产品的必测项 目， 但尚无 PO4 3-检测的国家标准， 增加滤芯产品浸 泡液中 PO4 3-含量的测定是十分必要的。 GB/T 5750— 2006 《生活饮用水卫生标准检验方法》 ［9］ 中推荐使 用离子色谱法测定 F-和 NO3 -， 使用磷钼蓝分光光度 法测定 PO4 3-， 最低检测质量浓度为 0.1 mg/L， 另有 研究报道可采用梯度淋洗 - 离子色谱法测定水中 PO4 3- ［10 ］ ， 但该法分析时间较长 ［11 ］ 。 针对滤芯产品， 本实验建立大体积进样 - 等度淋洗 - 离子色谱法， 简便快捷、 检出限低， 能在 11 min 内完成测定， 可 同时测定净水机滤芯样品浸泡液中的 F-、 NO3 -和 PO4 3-含量， 现报道如下。

1 材料与方法

1.1 主要仪器与试剂 离子色谱仪 （ICS-2000 型， 美国戴安公司生产）； 自动进样器 （AS40 型， 美国戴 安公司）； 精密 pH 计 （pHS-3c， 上海雷磁仪器厂）； OnGuardⅡ Ag/H 柱 （美国赛默飞世尔公司）。 F-标准 储备溶液 （500 mg/L， GSB 07-1266-2000， 环境保护 部标准样品研究所）； NO3 -标准储备溶液 （以 N 计为