富氫水(Hydrogen-Rich Water, HRW)的核心檢測指標是溶解態分子氫(H?)濃度,此外還需關注 pH 值、微生物等常規水質指標(需符合飲用水基礎標準)。目前主流檢測方法可分為 “實驗室精準檢測" 和 “現場快速檢測" 兩類,不同方法在精度、操作復雜度、成本上差異顯著,需根據檢測目的(如產品質控、科研驗證、消費端驗證)選擇適配技術。以下從核心指標檢測、常規指標檢測及方法對比展開詳細說明:
溶解態 H?的檢測需避免與水中其他含氫物質(如 H?O、H?、HCO??)混淆,核心是通過 “物理分離" 或 “化學 / 電化學響應" 特異性識別 H?分子,主流方法如下:
這類方法精度高(檢出限≤0.01 mg/L)、結果可溯源,是富氫水產品出廠檢驗、國標合規驗證的,主要包括氣相色譜法、電化學傳感器法。
參考《飲用天然礦泉水檢驗方法》(GB/T 8538)中 “溶解氣體檢測" 原理,通過頂空萃取分離 H?,再經氣相色譜定量,是目前的檢測手段之一。
原理:
富氫水樣品在密封頂空瓶中恒溫平衡,溶解態 H?擴散至氣相層,抽取頂空氣體注入氣相色譜儀,通過 “熱導檢測器(TCD)" 或 “氧化鋯檢測器(ZD)" 檢測 H?峰面積,結合標準氣體校準曲線計算水中 H?濃度(符合亨利定律:氣相 H?濃度與水中溶解 H?濃度成正比)。
操作流程:
色譜柱:5? 分子篩毛細管柱(30m×0.25mm×0.25μm,特異性分離 H?,避免 O?、N?干擾);
載氣:高純度氦氣(≥99.999%,無 H?雜質),流速 1.0 mL/min;
檢測器:TCD(對 H?響應線性范圍寬,適合 0.1-3.0 mg/L 常規濃度)或 HDID(檢出限更低,適合痕量 H?檢測);
柱溫:40℃恒溫(避免程序升溫導致峰形展寬);
樣品準備:取 20mL 富氫水(需快速取樣,避免 H?揮發)注入 20mL 頂空瓶,立即密封(使用聚四氟乙烯內襯塞),加入磁力攪拌子(加速平衡);
頂空平衡:設置頂空儀溫度 30℃(室溫也可,需恒溫)、平衡時間 20min,確保氣 - 液兩相 H?達到分配平衡;
儀器分析:
定量計算:
配制 H?標準氣體(如濃度 0.1、0.5、1.0、2.0、3.0 mg/L,需用無 H?純水配制),繪制 “峰面積 - 濃度" 標準曲線,樣品濃度通過外標法計算:\(C_} = C_} \times K\)
其中:\(C_}\)為水中 H?濃度(mg/L);\(C_}\)為頂空氣相 H?濃度(mg/L,由標準曲線求得);K為 H?在水中的分配系數(30℃時約為 0.015,可通過實驗測定或查亨利定律常數表)。
優勢與局限:
優勢:精度高(RSD≤2%)、特異性強(僅響應 H?,不受其他氣體干擾)、結果可溯源(可使用有證標準氣體);
局限:需專業儀器(氣相色譜儀 + 頂空進樣器)、操作復雜(需專業人員)、檢測周期長(1-2 小時 / 樣品)。

