Комплексное ионохроматографическое определение нормируемых компонентов в воде с использованием кондуктометрии и амперометрии

Введение. Важнейшая задача мониторинга объектов окружающей среды – контроль физиологически значимых минеральных компонентов в питьевой воде. При ионохроматографическом анализе смесь анионов в водной пробе можно разделить на микро- и макрокомпоненты. Хроматографическое определение таких токсикологически значимых микрокомпонентов, как нитриты, бромиды, йодиды, затруднено или невозможно при значительном избытке макрокомпонентов: хлоридов, нитратов, сульфатов. Одновременное последовательное использование кондуктометрии и амперометрии позволяет эффективно решать эту сложную аналитическую задачу и получать хроматографические результаты при анализе многокомпонентной пробы в одном файле.

Материалы и методы. Исследования выполнены с использованием хроматографической системы «Стайер» с анионными колонками ICSepAN2 (США), «Аквилон А1» (Российская Федерация), катионной колонкой Shodex IC YS-50 150/4,6 (Япония) и амперометрическим и кондуктометрическим детекторами. В исследованиях использовано стандартное и эксклюзивное капиллярное подавление фона. Объектами исследований были водные образцы (натурные и модельные) с разным соотношением концентраций по определяемым ионам.

Результаты. Разработан новый вариант использования ионохроматографического метода для аналитического контроля ионов в пробах воды с различными соотношениями концентраций микро- и макрокомпонентов. Последовательное применение кондуктометрии и амперометрии в сочетании с эксклюзивным капиллярным подавлением фона позволило эффективно определять такие нормируемые анионы, как нитриты, бромиды и йодиды, при тысячекратных избытках хлоридов, нитратов и сульфатов. В одном файле при двухканальной регистрации кондуктометрических и амперометрических сигналов показана возможность получения единой хроматографической картины при разовом вводе аликвоты в хроматографическую систему. Метод был опробован для контроля нормируемых компонентов в различных водных объектах: водопроводной, сточной, минеральной воде.

Ограничения исследования. При одновременном присутствии в пробах значительных количеств нитритов и бромидов (более 5 мг/дм³) их хроматографическое разделение затруднено из-за близких времён удерживания. Однако такие пробы не встречались авторам на практике при проведении исследований с целью мониторинга водных объектов окружающей среды.

Заключение. Разработан новый вариант использования ионной хроматографии (ИХ) как метода контроля анионного (катионного) состава воды, включающий последовательное кондуктометрическое и амперометрическое детектирование по мере прохождения элюента через хроматографическую систему. Способ позволяет определять микроконцентрации токсичных компонентов (нитритов, бромидов, йодидов, сульфитов) на фоне тысячекратных избытков макрокомпонентов. При этом двухканальная фиксация хроматографических сигналов позволяет получать полную хроматографическую картину как по микро-, так и по макрокомпонентам пробы.

Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует предоставления заключения комитета по биомедицинской этике или иных документов.

Участие авторов:
Абрамов Е.Г. – сбор и обработка материала, статистическая обработка, написание текста, концепция исследования, редактирование;
Кирьякова Н.А. – сбор и обработка материала, статистическая обработка, редактирование текста;
Жернов Ю.В. – редактирование.
Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех её частей.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование не имело финансовой поддержки.

Поступила: 19.03.2025/ Поступила после доработки: 22.07.2025 / Принята к печати: 03.11.2025 / Опубликована: 19.12.2025

1. Децина А.Н., Казанцева А.В. Физиологическая полноценность и баланс веществ в организме человека – вводные положения. Образование и право. 2019; (6): 148–55. https://elibrary.ru/ugkrpk

2. Дроздова Е.В., Бурая В.В., Суровец Т.З., Фираго А.В., Гирина В.В. Оценка питьевых вод, потребляемых населением республики Беларусь, по макро- и микроэлементному составу. Медицина труда и экология человека. 2017; (1): 44–50. https://elibrary.ru/zfmfox

3. Якубова И.Ш., Мельцер А.В., Ерастова Н.В., Базилевская Е.М. Гигиеническая оценка обеспечения населения Санкт-Петербурга безопасной, безвредной и физиологически полноценной питьевой водой. Гигиена и санитария. 2015; 94(4): 21–5. https://elibrary.ru/uhkvyr

4. Абрамов Е.Г., Малышева А.Г. Биотрансформация мочевины в воде водных объектов. Гигиена и санитария. 2022; 101(1): 21–9. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-1-21-29 https://elibrary.ru/oeeudx

5. Абрамов Е.Г. Ионохроматографический амперометрический анализ как метод контроля малых концентраций веществ в водных объектах. В кн.: Сысинские чтения – 2021. Материалы II Национального конгресса с международным участием по экологии человека, гигиене и медицине окружающей среды. М.; 2021: 9–11. https://elibrary.ru/ghfdnr

6. Абрамов Е.Г., Малышева А.Г. Ионохроматографическое амперометрическое определение йодидов, нитритов и двухвалентного железа в воде. Гигиена и санитария. 2020; 99(11): 1288–93. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2020-99-11-1288-1293 https://elibrary.ru/wkruji

7. Юсенко Е.В., Полынцева Е.А. Определение нитрит- и нитрат-ионов в моче методом ионной хроматографии со спектрофотометрическим детектированием. Фундаментальные исследования. 2013; (6–2): 332–6. https://elibrary.ru/pzqgmf

8. Каминская О.В., Захарова Э.А., Слепченко Г.Б. Совместное вольт-амперометрическое определение нитритов и нитратов в водах. Журнал аналитической химии. 2004; 59(11): 1206–12. https://elibrary.ru/oqduct

9. Дикунец М.А., Шпигун О.А., Элефтёров А.И. Каталитическое детектирование нитрит-иона в ионной хроматографии. Вестник Московского университета. Серия 2: Химия. 2001; 42(6): 414–7. https://elibrary.ru/bfuaml

10. Малышева А.Г., Абрамов Е.Г., Беззубов А.А. Проблемы контроля бромсодержащих веществ в питьевой воде. Гигиена и санитария. 2009; 88(3): 33–6. https://elibrary.ru/kvktnv

11. Richardson S.D., Thruston A.D., Caughran T.V., Chen P.N., Collette T.M., Schenck K.M., et al. Identification of new drinking water disinfection by – products from ozone, chlorine dioxide, chloramines, and chlorine. Water Air Soil Pollut. 2000; 123(1–4): 95–102. https://elibrary.ru/aghlrx

12. Гончарук В.В., Потапченко Н.Г., Вакуленко В.Ф. Озонирование как метод подготовки питьевой воды: возможные побочные продукты и токсикологическая оценка. Химия и технология воды. 1995; 17(1): 3–33.

13. Трошина Е.А., Платонова Н.М., Панфилова Е.А., Панфилов К.О. Аналитический обзор результатов мониторинга основных эпидемиологических характеристик йододефицитных заболеваний у населения Российской федерации за период 2009–2015 гг. Проблемы эндокринологии. 2018; 64(1): 21–37. https://doi.org/10.14341/probl201864121-37 https://elibrary.ru/yvfzvv

14. Колотилина Н.К., Долгоносов А.М. Определение йодид-иона в минерализованной природной воде методом изократической ионной хроматографии с кондуктометрическим детектированием. Сорбционные и хроматографические процессы. 2009; 9(5): 610–5. https://elibrary.ru/kxfqjv

15. Astolfi M.L., Marconi E., Protano C., Vitali M., Schiavi E., Mastromarino P., et al. Optimization and validation of a fast digestion method for the determination of major and trace elements in breast milk by ICP-MS. Anal. Chim. Acta. 2018; 1040: 49–62. https://doi.org/10.1016/j.aca.2018.07.037

16. Kopilevich V.A., Surovtsev I.V., Galimova V.M., Maksin V.I., Surovtsev I.V., Mank V.V. Determination of trace amounts of iodide-ions in water using pulse inverse chronopotentiometry. J. Water Chem. Technol. 2017; 39(5): 289–93.