礦泉水中幾種微量元素的測定

滕 昱，譚 敘

（1.遼寧省大連水文局，遼寧 大連116023；2.大連海關(guān)綜合技術(shù)服務(wù)中心，遼寧大連1160011）

天然礦泉水廣泛存在于自然界中，含有一定量的礦物質(zhì)和微量元素，如鎳、鍶、硒、鐵、碘、偏硅酸等，這些微量元素占人體總質(zhì)量的0.03%左右[1]。雖然他們在身體中含量很少，但非常重要的參與了人體生命活動和新陳代謝的整個過程，有些微量元素是構(gòu)成人體中多種酶的重要成分，甚至對防癌抗癌起到重要作用。有些疾病與飲用水中缺乏某種微量元素有關(guān)，如地方性甲狀腺腫，也有些疾病與飲用水中某種微量元素超標(biāo)有關(guān)，如氟骨癥。微量元素的作用與其濃度相關(guān)，因此，了解礦泉水中的微量元素含量非常重要。文中對嶗山、依云兩種礦泉水，選用原子吸收法測定重金屬元素含量，選用離子色譜法測量無機(jī)鹽含量。

1 實驗方法

1.1 原子吸收分光光計測定微量元素

1.1.1 儀器與試劑

1）主要儀器。原子吸收分光儀（北京普析通用）TAS-990-SUPER AFG。

2）主要試劑。準(zhǔn)確量取Ca標(biāo)準(zhǔn)溶液（500 mg/L）、Mg 標(biāo)準(zhǔn)溶液（50 mg/L）0，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 mL 于50 mL 混標(biāo)容量瓶中，定容至刻度線，搖勻。Ca 的標(biāo)準(zhǔn)系列為0，20.0，40.0，60.0，80.0，100.0 mg/L，Mg 的標(biāo)準(zhǔn)系列為0，10.0，20.0，30.0，40.0，50.0 mg/L；準(zhǔn)確量取Cu標(biāo)準(zhǔn)溶液（10 mg/L）、Zn 標(biāo)準(zhǔn)溶液（10 mg/L）、Pb 標(biāo)準(zhǔn)溶液（10 mg/L）、Cd 標(biāo)準(zhǔn)溶液（10 mg/L）0，1.00，3.00，5.00，7.00，10.00 mL于100 mL混標(biāo)容量瓶中，定容至刻度線，搖勻。Cu，Zn，Pb，Cd 混合標(biāo)準(zhǔn)系列為0，0.1，0.3，0.5，0.7，1.0 μg/mL。準(zhǔn)確量取K標(biāo)準(zhǔn)使用液（1000 mg/L）0，0.50，1.00，2.00，3.00，5.00 mL 于100 mL 混標(biāo)容量瓶中，準(zhǔn)確量取Na 標(biāo)準(zhǔn)使用液（1000 mg/L）0，1.00，3.00，5.00，7.00，9.00 mL 于100 mL 混標(biāo)容量瓶中，定容至刻度線，搖勻，K 的標(biāo)準(zhǔn)系列為0，5.0，10.0，20.0，30.0，50.0 mg/L，Na 的標(biāo)準(zhǔn)系列為0，10.0，30.0，50.0，70.0，90.0 mg/L。

1.1.2 儀器工作條件

調(diào)整儀器工作條件，待儀器進(jìn)入最佳工作狀態(tài)，測定標(biāo)準(zhǔn)系列和待測液的吸光度。

1.2 離子色譜儀測定法

1.2.1 儀器與試劑

1）主要儀器。離子色譜儀（美國戴安）ICS-90 A。

2）主要試劑。準(zhǔn)確量取氯化物標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000 mg/L）、硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000 mg/L）1.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 mL 于50 mL 容量瓶中。氯化物、硫酸鹽的混合標(biāo)準(zhǔn)系列為20.0，40.0，80.0，120.0，160.0，200.0 mg/L；準(zhǔn)確量取硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 mg/L）、亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 mg/L）1.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 mL 于混標(biāo)容量瓶中。硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮的混合標(biāo)準(zhǔn)系列為2.00，4.00，8.00，12.0，16.0，20.0 mg/L；將氟化物標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000 mg/L）稀釋為10.0 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)使用液，準(zhǔn)確量取氟化物標(biāo)準(zhǔn)使用液1.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 mL 于混標(biāo)容量瓶中。氟化物標(biāo)準(zhǔn)系列為0.20，0.40，0.80，1.20，1.60，2.00 mg/L。定容至刻度線，搖勻。

1.2.2 儀器工作條件

在儀器最佳工作條件下，測定一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，在同一工作條件下測定待測液。見表1。

表1 離子色譜儀工作條件

1.3 樣品的測定

選擇嶗山和依云兩種礦泉水，用1∶1 的硝酸溶液調(diào)節(jié)酸度與標(biāo)準(zhǔn)溶液酸度相同，直接測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 礦泉水中的微量元素含量

通過原子吸收法和離子色譜法測定礦泉水中的微量元素含量，測量結(jié)果見表2、表3。原子吸收法測定礦泉水中的Ca，Mg，K，Na，Cu，Zn，Pb，Cd，兩種礦泉水中Cu，Zn，Pb，Cd 均未檢出。離子色譜法測定礦泉水中的兩種礦泉水中NO2--N 均未檢出。

表2 礦泉水中的微量元素含量mg/L

表3 礦泉水中的微量元素含量mg/L

2.2 礦泉水中不同元素的工作曲線

用原子吸收法測定礦泉水中的金屬含量，用離子色譜法測定礦泉水中的無機(jī)鹽含量，各待測元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程較為穩(wěn)定，相關(guān)系數(shù)R大于0.999，具有較好的線性關(guān)系。

2.3 精密度實驗

通過原子吸收法和離子色譜法分別在同一工作條件下對依云礦泉水進(jìn)行6次重復(fù)進(jìn)樣，進(jìn)行精密度試驗，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD 在0.92～4.15 之間，變異系數(shù)較小，精密度結(jié)果滿意。

2.4 加標(biāo)回收實驗

通過原子吸收和離子色譜法分別對嶗山、依云兩種礦泉水待測樣，加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行加標(biāo)回收實驗，各微量元素的加標(biāo)回收率在95.0%～102.3%之間，效果較好，滿足質(zhì)量控制要求。

3 結(jié)論

通過測定嶗山、依云兩種礦泉水中的微量元素得出：

1）兩種礦泉水中都含有一定量人體所需的微量元素。嶗山礦泉水中Ca 含量42.6 mg/L，Mg 含量14.2 mg/L，K 含量0.65 mg/L，Na 含量5.8 mg/L；依云礦泉水中Ca含量76.5 mg/L，Mg含量25.2 mg/L，K 含量0.82 mg/L，Na 含量7.2 mg/L。兩種礦泉水中Ca，Mg 含量較為豐富，Cu，Zn 等金屬元素都未檢出。

2）兩種礦泉水中毒理性指標(biāo)Pb，Cd都未檢出。

3）兩種礦泉水中的無機(jī)鹽含量：嶗山礦泉水中F 含量0.09 mg/L，Cl 含量25.6 mg/L，硫酸鹽含量28.6 mg/L，硝酸鹽氮含量1.80 mg/L；嶗山礦泉水中F 含量0.03 mg/L，Cl 含量9.1mg/L，硫酸鹽含量13.1 mg/L，硝酸鹽氮含量0.96 mg/L。兩種礦泉水中均未檢出亞硝酸鹽氮。

4）對嶗山、依云兩種礦泉水所有檢出的微量元素進(jìn)行精密度實驗，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差最小值0.92，最大值4.15，精密度較好。

5）對嶗山、依云兩種礦泉水所有檢出的微量元素進(jìn)行加標(biāo)回收實驗，加標(biāo)回收率最小值95.0%，最大值102.3%，效果較好。

4 討論

嶗山、依云兩種礦泉水中各微量元素均符合國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，但鈣鎂含量較為豐富，大于日常生活飲用水的平均水平。經(jīng)常飲用礦泉水，過多地攝入礦泉水中的鈣鎂和礦物質(zhì)，是否會增加人體罹患結(jié)石病的風(fēng)險。歐洲的結(jié)石發(fā)病情況調(diào)查顯示，鈣鎂含量較高、水質(zhì)較硬的英國居民和水質(zhì)較輕的荷蘭居民相比較，結(jié)石發(fā)病率沒有明顯的區(qū)別?？梢?，結(jié)石病的發(fā)病率較為復(fù)雜，可通過改變飲食結(jié)構(gòu)，適當(dāng)增加運動加以預(yù)防，與日常飲用水中的鈣鎂含量高低并無關(guān)系。嶗山、依云兩種礦泉水中硝酸鹽含量符合國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，亞硝酸鹽含量未檢出。近年來，礦泉水中亞硝酸鹽含量超標(biāo)事件層出不窮，亞硝酸鹽超標(biāo)與生物氧化作用及反硝化作用相關(guān)，亞硝酸鹽超標(biāo)，對胎兒有致畸作用。因此，應(yīng)嚴(yán)格規(guī)范礦泉水中硝酸鹽及亞硝酸鹽的含量。

測定嶗山、依云兩種礦泉水中的各微量元素含量均符合國家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)，也完全符合兩種礦泉水商品外包裝各微量元素標(biāo)注限值。采用火焰原子吸收法和離子色譜法測定礦泉水中的微量元素，方法易行，準(zhǔn)確度好，精密度高，對于監(jiān)測量大的監(jiān)測機(jī)構(gòu)，可推廣實施。