飲用天然礦泉水檢驗（一）

1、飲用天然礦泉水檢驗（一） 一、概述 礦泉水(mineral water)是地表水經(jīng)受幾十年甚至幾百年的滲透、過濾、地下深部循環(huán)才形成的，在形成過程中與周圍介質(zhì)長久作用，從大氣圈、地表水和巖石圈中獲得的各種成分物質(zhì)，成為復(fù)雜的溶液。因為不同的地理、地質(zhì)環(huán)境中，溫度、壓力及氧化還原條件的變幻，使地下水有不同的理化性質(zhì)，而不同的理化特性使礦泉水展現(xiàn)不同的醫(yī)療保健作用。按照礦泉水的用途可分為浴用礦泉水和飲用自然礦泉水。 飲用自然礦泉水(drinking natural mineral water)是指從地下深處自然涌出或經(jīng)鉆井采集的、含有一定量的礦物質(zhì)、微量元素或其他成分、在一定區(qū)域未受污染并實行預(yù)防

2、措施避開污染的水；在通常狀況下，其化學(xué)成分、流量、水溫等動態(tài)指標在自然周期波動范圍內(nèi)相對穩(wěn)定。 自然礦泉水因產(chǎn)地不同，其理化性質(zhì)也存在一定差異，其中有些物質(zhì)在適量時對人體是有益的；有些物質(zhì)是人體非必須元素或?qū)θ梭w有害；有些物質(zhì)在不同化學(xué)形態(tài)對人體能產(chǎn)生不同的生理影響。自然礦泉水能否作為飲用水，不僅需要對水源地及水源水舉行嚴格的審查和評價，而且對礦物水的生產(chǎn)、銷售也要舉行嚴格的監(jiān)督和管理。水質(zhì)理化檢驗結(jié)果是自然礦泉水水資源評審和產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售監(jiān)督與管理的依據(jù)。 為確保飲用礦泉水平安，中國飲用自然礦泉水(gb8537-2008)對礦泉水的物理、化學(xué)和生物學(xué)指標做出明確規(guī)定，并頒布了飲用自然礦泉水檢

3、驗辦法(gb/t 8538-2008) ,明確各項指標的檢驗辦法。檢驗指標分為感官指標、界限指標、限量指標、污染物指標和微生物指標5類，其中感官指標有色度、渾濁度、臭和味、肉眼可見物4項；界限指標有鋰、鍶、鋅、碘化物、偏硅酸、硒、游離、溶解性總固體8項；限量指標有硒、銻、砷、銅、鋇、鎘、鉻、鉛、汞、錳、鎳、銀、硝酸鹽、氟化物、耗氧量、226鐳發(fā)射性18項；污染物指標有揮發(fā)酚、氰化物、陰離子合成洗滌劑、礦物油、總發(fā)射性6項；微生物指標有大腸菌群、糞鏈球菌、銅綠假單胞菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌4項。各地監(jiān)督、管理部門可按照礦泉水的特征托付檢驗部門檢驗相關(guān)項目。 二、飲用自然礦泉水界限指標及其檢驗 中國飲用自

4、然礦泉水標準規(guī)定，只要界限指標中有一項(一項以上)符合標準即屬于自然礦泉水。為避開與其他有關(guān)章節(jié)重復(fù)，本節(jié)只重點介紹鋰、鍶、碘化物、硒、偏硅酸、游離的測定。 (一)鋰 1概述鋰為活潑的堿金屬元素，在自然界中含量較豐盛，豐度為27位。已知含鋰的礦物有150多種，具有工業(yè)價值的有六種，其中主要有鋰輝石(lialsi2o6) ,鋰云母li2(f,oh)2a1(sio3)3磷鋁礦lial(f,oh)po4。水在運動過程中與這些礦石或風(fēng)化而成的土壤接觸，使水中的鋰含量增強。地表水中的鋰平均含量3ug/l(0.55ug/l)，因各地的礦物質(zhì)的環(huán)境分布和土壤類型不同，地下水的鋰含量差異很大。 鋰是人體內(nèi)必須

5、微量元素，適量攝入能調(diào)整中樞神經(jīng)活動，能安定心情，充實造血功能，提高人體免疫功能，但長久過量攝入可影響機體正常代謝，產(chǎn)生一定的副作用甚至引起毒性反應(yīng)。我國標準規(guī)定，飲用自然礦泉水中鋰含量應(yīng)0.20mg/l和5.0mg/l。 2測定辦法中國飲用自然礦泉水檢驗辦法中規(guī)定了火焰放射光譜法、原子汲取分光光度法(aas)和離子色譜法測定礦泉水中的鋰。 (1)火焰放射光譜法：鋰在火焰中極易被激發(fā)，當(dāng)被激發(fā)的原子返回基態(tài)時，以光量子的形式輻射出所汲取的能量，于670.8nm處測定其放射強度，其放射強度與鋰含量成正比。本法最低檢出質(zhì)量濃度為0.01mg/l。 共存的ca2+、sr2+、ba2+等干擾本試驗，測

6、定前向水樣中加入硫酸鹽-碳酸錢溶液沉淀劑可消退干擾；若水樣中ca2+、s2+、ba2+含量較低時不生成沉淀，可挺直取上清液測定。 (2)火焰原子汲取分光光度法：鋰在空氣-乙炔火焰中被原子化，其基態(tài)原子能汲取來自鋰空心陰極燈發(fā)出的共振線，在670.8nm波特長，測定其汲取強度，與標準比較定量。本法最低檢出質(zhì)量濃度為0.05mg/l。 k+、na+對鋰有增感效應(yīng)，含量達2500mg/l即趨于恒定，可通過補加kci、nacl使其k+、na+含量分離增強至2500mg/l，予以校正。ca2+、mg2+、sr2+超過一定限量，展現(xiàn)干擾時，則采納稀釋法或標準加入法加以克服。 (3)離子色譜法：因為li+、

7、na+、k+三種陽離子的結(jié)構(gòu)不同，對低交換容量的陽離子交換樹脂的親和力也不相同，分配系數(shù)存在差異，所以在交換柱中被淋洗的速度也不相同，因此，當(dāng)水樣注入離子色譜儀后，在淋洗液的攜帶下，流過裝有陽離子交換樹脂的分別柱時，它們按li+、na+、k+的挨次被分別開，然后流入抑制柱，將強電解質(zhì)的淋洗液改變成弱電解質(zhì)，降低了背景電導(dǎo)。最后，流經(jīng)電導(dǎo)池，依次測定各離子的峰高(或峰面積)。用同樣條件下繪制的標準曲線，即可求出水樣中l(wèi)i+、na+、k+的含量。本法適用于飲用自然礦泉水li+、na+、k+的測定。 (二) 1概述鍶是堿土金屬中豐度最小的元素，它的化學(xué)特性與鈣十分相像，焰色反應(yīng)火焰呈深紅色，特征放射

8、線為460.7nm，單質(zhì)鍶可由電解熔融的氯化鍶而制得。自然界中鍶主要存在于天青石(srso4)、碳酸鍶礦(srco3)，地下水長久與這些巖石接觸會使鍶含量增強。我國深層地下水鍶含量為0.152.0mg/l，個別地區(qū)3.0mg/l。 鍶是人體必須微量元素，與骨骼的形成疏遠相關(guān)，是人體骨骼和牙齒的正常組成部分。適量攝入不僅有利于骨骼和牙齒的發(fā)育，還可充實心血管功能，增加神經(jīng)及肌肉的高興性。鍶雖然毒性很小，但過量攝入，對機體的正常代謝也會產(chǎn)生不良影響，甚至可能引起某些病例變幻。我國標準規(guī)定，飲用自然礦泉水中鍶含量在0.25.0mg/l之間。 2測定辦法礦泉水中鍶可用aas、icp-aes、icp-m

9、s和離子色譜法舉行檢測，因為原子汲取分光光度計比較普及，我國標準規(guī)定采納火焰原子汲取分光光度法和火焰放射光譜法測定鍶。 (1)火焰原子汲取分光光度法：水樣中的sr2+在富燃空氣-乙炔火焰中被原子化后，其基態(tài)原子汲取來自鍶空心陰極燈的共振線(460.7nm)，其汲取強度與鍶含量成正比。 鍶在礦泉水中與ca2+、mg2+等共存，且ca2+、mg2+含量遠大于鍶，不易與其分別，測定中產(chǎn)生干擾作用，可加入edta絡(luò)合消退這些陽離子干擾。實際檢驗中，加入na2edta鹽(74.4g/l)2.0ml，既能消退陽離子干擾，引入消電離的鈉離子，又能增強測定鍶的敏捷度，但因為用法了na2edta鹽，使樣品的含鹽

10、量增強，簡單使同心霧化器堵塞，因此，在測定樣品過程中應(yīng)常常用于離子水清洗霧化器，以確保測定的穩(wěn)定性。 水樣中po43-5mg/l、sio32-150mg/l及al() 2mg/l干擾測定，雖然加入edta能削減這些組分對鍶的干擾，但效果較差，而加入高濃度鑭(加38g/l溶液0.4m1,50g/l溶液0.4ml和每毫升含50mg斕的溶液0.5ml )可有效抑制水中po43-、sio32-及al()的干擾。 (2)火焰放射光譜法：鍶在火焰中易被激發(fā)，當(dāng)被激發(fā)的原子返回基態(tài)時，以光量子的形式輻射出所汲取的能量，于460.7nm處測定放射強度，其放射強度與鍶含量成正比。本法最低檢測質(zhì)量濃度為5ug/l

11、，相宜的測定范圍為0.014.0mg/l。 (三)碘化物 1概述碘化物廣泛分布于自然界，土壤、巖石、水、空氣以及動植物體內(nèi)都含有微量碘化物，富含有機質(zhì)和黏土顆粒的土壤含碘化物高于有機質(zhì)含量較少且質(zhì)地較輕的土壤，沉積巖較火成巖含碘化物高，特殊是富含有機質(zhì)的頁巖和海相沉積物中碘化物含量更高。因為碘化物都溶于水，因而它可伴同水流一起遷移。因為地質(zhì)、地貌緣由，一些地區(qū)的地下水在形成過程中溶解并儲藏了豐盛的碘化物，形成了富碘水，而在一些碘缺乏地區(qū)水中碘化物含量通常低于10ug/l。 碘化物是人體必須微量元素，生理作用通過合成甲狀腺激素實現(xiàn)。攝入適量的碘化物，使甲狀腺合成足量維持人體新陳代謝和促進生長發(fā)育

12、的甲狀腺激素。按照碘化物攝入不足的程度、發(fā)生時期和持續(xù)時光長短，可導(dǎo)致地方性甲狀腺腫、地方性克汀病；攝入過量對健康有害，如引起碘源性甲亢、碘中毒或碘過敏等疾病。我國標準規(guī)定，飲用自然礦泉水中碘化物含量應(yīng)0.200.50mg/l。 2測定辦法我國標準中測定礦泉水中碘化物的辦法有催化還原分光光度法、氣相色譜法、離子色譜法和比色法。催化還原分光光度法也是中國衛(wèi)生行業(yè)標準尿中碘的砷鈰催化分光光度測定辦法(ws/t107 2006)規(guī)定辦法。 (1)催化還原分光光度法：在酸性條件下，與發(fā)生緩慢的氧化還原反應(yīng)，當(dāng)有i-存在時，因為它的催化作用使反應(yīng)加速舉行，反應(yīng)速度隨i-含量增高而變快，剩余的高缽離子削減

13、。用fe2+還原剩余的高鈰離子，終止亞砷酸-高鈰間的氧化還原反應(yīng)。氧化產(chǎn)生的fe2+與反應(yīng)生成紅色絡(luò)合物，510nm處比色定量，間接測定碘化物含量。本法最低檢測質(zhì)量為0.01ug，若取10m1水樣測定，最低檢測質(zhì)量濃度為1ug/l。 反應(yīng)中的黃色的ce4被還原為無色的ce3+，碘含量越高，反應(yīng)速度越快，所剩的ce4+越少。溫度及反應(yīng)時光對本辦法影響極大，應(yīng)嚴格按規(guī)定控制反應(yīng)溫度及各步驟操作時光，因此，試驗需要在超級恒溫水浴(0.1)中舉行，計時用法精密機械停表。 因為fe2+不穩(wěn)定易氧化成fe3+，舊法采納士的寧與剩余的高鈰離子作用形成協(xié)作物以終止反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物顯色穩(wěn)定，放置過夜不褪色。但士的寧是一種劇毒生物堿，現(xiàn)已很少用法。 (2)氣相色譜法：在酸性條件下，水樣的碘化物與發(fā)生氧化還原反應(yīng)析出碘，與丁酮生成3-碘-2-丁酮，用帶有電子捕捉檢測器的氣相色譜儀舉行定量測定。本法最低檢測質(zhì)量0.005ng，最低檢測質(zhì)量濃度為1ug/l，測量范圍為1100ug/l。水樣中余氯、有機氯化合物不干擾測定。 (3)離子色譜法：水樣注入儀器后，在淋洗液的攜帶下流經(jīng)陰離子分別柱，因為水樣中各種陰離子對分別柱中陰離子交換樹脂的親和力不同，移動速度也不相同，從而使碘化物與其他離子得以分別。分別出來的碘離子流經(jīng)安培檢測器，在一定的電極電位下，發(fā)生電極反應(yīng)，所產(chǎn)生的電流強度在一定濃度范