甘子琼，刘军军，唐胜利

(公安部四川消防研究所，成都 610036)

离子色谱法测定火场爆炸残留物中7种阴离子

甘子琼，刘军军，唐胜利

(公安部四川消防研究所，成都 610036)

建立了离子色谱法测定爆炸残留物中F-，Cl-，NO2-，SO42-，Br-，NO3-，PO43-7种阴离子的方法。采用抑制电导检测器，以DIONEX IonPac®AS11-HC型阴离子交换柱为分离柱，柱箱温度为40℃，以22 mmol／L KOH溶液为淋洗液，流量为 1.20 mL／min。F-，Cl-，NO2-，SO42-，Br-，NO3-，PO43-在各自范围内均呈良好的线性关系，相关系数均大于0.999，检出限在0.06～0.15 mg／L之间，加标回收率为92.5%～101.3%，测定结果的相对标准偏差为1.86%～2.79%(n=7)。该方法简便、快捷，选择性好，灵敏度高，可满足分析要求。

离子色谱法；火灾；爆炸；残留物；阴离子

爆炸火灾事故往往造成较大的人员伤亡和财产损失，严重威胁人民群众的生命和财产安全。为了迅速查明爆炸或火灾原因、侦破案件，作为线索和证据的检材的收集乃至进一步的检验就显得尤为重要。火场爆炸残留物中会有少量以原形物或分解物的形式存在于爆炸现场的尘土、烟熏痕等各种检材中。

常见的原形物有硝酸钾、硝酸铵、氯化钠等，分解物有硫化物、氯化物等。文献报道的测定方法主要有化学分析法、比色法等，这些方法普遍存在操作繁琐、灵敏度低、选择性差等缺点［1-3］。离子色谱法具有容量大、线性范围宽、灵敏度高、成本低廉等优点，是无机离子的首选测定方法［4-7］。裴茂清用离子色谱法测定了炸药中除高氯酸根、硫氰酸根外的10种离子［8］；林贤文等用双通道离子色谱法同时测定爆炸残留物中的12种无机离子［12］；张萍用离子色谱法测定了环境水中的高氯酸根离子［13］。用离子色谱法同时测定火场爆炸残留物中的无机离子目前国内还未见诸报道。

笔者对用于火场爆炸残留物的离子色谱方法进行了研究，建立了一种适合火场爆炸残留物中F-，Cl-，NO-，SO2-，Br-，NO-和PO3-7种阴离子的分

2434析方法。该方法简便快捷，选择性较好且灵敏度较高，可满足火场爆炸残留物中无机离子的分析要求，并为由笔者所在单位编制的地方标准提供技术支撑。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

离子色谱仪：ICS 90型，附EG40氢氧化钾淋洗液在线发生器、DS5电导检测器、ASRS ULTRA(4 mm)、OnGuard Ⅱ RP柱和 OnGuardⅡ Na柱、0.45 μm滤膜，美国戴安公司；

阴离子混合标准溶液：编号为CFGG-160739-07，含 F-，Cl-，NO2-，SO42-，Br-，NO3-，PO43-7种阴离子（质量浓度均为1 000 mg／L），上海安谱实验科技股份有限公司；

系列阴离子混合标准工作溶液：分别移取阴离子混合标准溶液适量，以超纯水分别稀释成质量浓度为 100，20，10，5，1，0.1，0.01 mg／L系列阴离子混合标准工作溶液，于4℃冰箱避光保存；

实验用水为超纯水(电阻率为18.25 Ω·m)。

1.2 色谱条件

阴离子分析柱：IonPac AS11-HC柱(250 mm×4 mm)；保护柱：IonPac AG11-HC柱(50 mm×4 mm)；ASRS ULTRA自动再生抑制器(4 mm)；淋洗液：采用淋洗液发生器产生的高纯KOH溶液等度洗脱；进样体积：20 μL；流量：1.20 mL／min；柱箱温度：40℃。

2 结果与讨论

2.1 洗脱液浓度的选择

在离子色谱法中，选择合适的淋洗液是改善分离度的有效方法。改变淋洗液的质量浓度，可改变淋洗的速度而不改变被分离离子的洗脱顺序。当淋洗液的浓度提高时，一价和二价离子的保留时间都缩短，而且淋洗液浓度对二价离子保留行为的影响相对较强。根据这一特点，试验了洗脱液的质量浓度分别为30，25，22 mmol／L时对7种阴离子分析效果的影响，3种质量浓度淋洗液的离子色谱图如图1所示。

图1 不同淋洗液浓度时的离子色谱图

由图1可知，当淋洗液浓度为30 mmol／L时，NO2-和SO42-几乎不能分开，10 min内常见的7种阴离子分析完毕；当淋洗液浓度为25 mmol／L时，NO2-和SO42-可以分开，但分析效果不是很好，12 min内常见的7种阴离子分析完毕；而当淋洗液浓度为22 mmol／L时，NO2-和SO42-能分开，且分析效果很好，15 min内常见的7种阴离子分析完毕(在技术指标范围内)。因此选择洗脱液浓度为22 mmol／L，洗脱能力较强，分析效果较好。

2.2 线性范围、相关性和检出限

在1.2色谱条件下，分别对系列混合标准工作溶液进行分析，测定各离子色谱峰面积，以离子色谱峰面积(y)为纵坐标，以离子浓度(x)为横坐标绘制标准曲线。将 F-，Cl-，NO-，SO2-，Br-，NO-，PO3-24347种阴离子标准溶液稀释至合适浓度，在上述条件下进行分析，计算 F-，Cl-，NO-，SO2-，Br-，NO-，243PO3-7 种阴离子的检出限 (3S／N)。F-，Cl-，NO-，42SO42-，Br-，NO3-，PO43-7种阴离子的线性范围、线性相关系数和检出限见表1。

表1 7种阴离子的线性方程、线性范围、相关系数和检出限

由表 1可知，F-，Cl-，NO2-，SO42-，Br-，NO3-，PO3-7种阴离子在各自线性范围内均具有良好线4性。

2.3 加标回收和精密度试验

分别对加标空白尘土样品进行回收试验，平行测定7次，试验数据见表2。

表2 加标回收和精密度试验结果(n=7)

由表2可知，F-，Cl-，NO2-，SO42-，Br-，NO3-，PO43-7种阴离子平均回收率为92.5%～101.3%，相对标准偏差为1.86%～2.79%(n=7)，说明该法准确可靠。

3 实际案例

在某火灾爆炸现场提取爆炸中心尘土及以爆炸点为中心、向外沿一定方向一定距离内、定面积提取系列爆炸尘土，同时提取空白对照样品，将样品处理后按本法测定。

3.1 样品处理

将样品按照四分法取样，称取样品5～20 g，用50 mL超纯水浸泡，超声振荡10 min，静置，用预先活化的固相萃取小柱OnGuard ⅡRP柱和OnGuardⅡNa 柱处理，取上清液5 mL离心振荡5 min，取约2 mL于5 ml塑料试管中，备用。

3.2 样品分析

将3.1中的样品溶液稀释至10倍体积后进样，离子色谱图见图2，分析数据见表3。

图2 火灾现场残留物提取液离子色谱图

表3 火场爆炸残留物样品的分析结果

由图2和表3可知，在爆炸残留物中检出了爆炸残留物成分SO42-，NO3-。经计算，其质量浓度分别为7.9和19.63 mg／L，经分析认定此爆炸残留物系黑火药类炸药爆炸所致。

4 结语

建立了离子色谱法测定爆炸残留物中无机离子的方法。使用DIONEX IonPac®AS11-HC型阴离子交换柱，22 mmol／L氢氧化钾溶液作淋洗液，用于 7 种阴离子 (F-，Cl-，NO2-，SO42-，Br-，NO3-，PO43-)的分离。样品经简单的前处理，利用各阴离子出峰的保留时间以及峰高，实现多种阴离子的同时测定。该方法简便快捷，选择性好，灵敏度高，可满足火场爆炸残留物鉴定中无机离子的分析要求。

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Determination of 7 Kinds of Anions in Residue of Fire Explosion by Ion Chromatography

Gan Ziqiong, Liu Junjun, Tang Shengli
(Sichuan Fire Research Institute, Ministry of Public Security，Chengdu 610036，China)

A method to determine 7 kinds of inorganic anions of F-, Cl-, NO2-, SO42-, Br-, NO3-, PO43-in explosive residues by ion chromatography was developed. DIONEX IonPac®AS11-HC Anion-exchange column was used for seperation and the column oven temperature was 40℃ . 22 mmol／L KOH solution was used as the eluent with the flow rate of 1.20 mL／min. The results showed that F-, Cl-, NO2-, SO42-, Br-, NO3-, PO43-had good linearity in its own linear range. The correlation coefficients were more than 0.999. The method detection limits were 0.06-0.15 mg／L. The relative standard deviation of determination results was 92.5%-101.3% and the standard addition recovery was 1.86%-2.79%(n=7).The method is simple，quick，selective and sensitive，and it can meet the requirement of the analysis.

ion chromatography; fire; explosion; residue; anion

O657.7 文献标识码：A 文章编号：1008-6145(2017)06-0030-03

10.3969／j.issn.1008-6145.2017.06.007

*四川省科技项目(2015JY0040)；四川省地方标准项目(Z20158803SC)

联系人：甘子琼；E-mail：5955077@qq.com

2017-09-23