離子色譜法測(cè)定生活飲用水中4種陰離子

李毅芳，王振林

（1.西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院，西安 710061；2.咸陽(yáng)市疾病預(yù)防控制中心，陜西咸陽(yáng) 712000）

離子色譜法測(cè)定生活飲用水中4種陰離子

李毅芳1，2，王振林1

（1.西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院，西安 710061；2.咸陽(yáng)市疾病預(yù)防控制中心，陜西咸陽(yáng) 712000）

對(duì)離子色譜法測(cè)定飲用水中的F–，Cl–，–N，4種陰離子的分析方法進(jìn)行了優(yōu)化。用正交試驗(yàn)法選擇最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件為：流速0.9 mL／min，柱溫32℃。4種陰離子檢出限：F–0.02 mg／L，Cl–0.04 mg／L，–N 0.04 mg／L，0.16 mg／L。測(cè)定結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%，回收率為91.3%～106.1%，相關(guān)系數(shù)大于0.999。該方法操作簡(jiǎn)便，靈敏度、準(zhǔn)確度高，標(biāo)準(zhǔn)工作曲線線性良好，可用于飲用水中F–，Cl–，–N，4種離子的同時(shí)分析。

離子色譜；飲用水；F–，Cl–，–N，

離子色譜法因具有靈敏度高、選擇性強(qiáng)、污染少等優(yōu)點(diǎn)而成為生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法［1］，但離子色譜法檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)。筆者以Na2CO3–NaHCO3混合緩沖液為淋洗液，用離子色譜法測(cè)定飲用水中F–，Cl–，–N，4種陰離子，并對(duì)分析方法進(jìn)行了優(yōu)化。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

離子色譜儀：ICS1100型，抑制器為ASRS 300 4 mm P／N 06454，美國(guó)戴安公司；

超純水儀：Direct-Q3uv+BiopakTM型，密理博中國(guó)有限公司；

超聲波清洗器：SK7200H型，上?？茖?dǎo)超聲儀器有限公司；

隔膜真空泵：GM–0.33A型，天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；

一次性針頭過(guò)濾器：孔徑為0.45 μm；水溶性微孔濾膜：孔徑為0.22 μm；

碳酸鈉和碳酸氫鈉：分析純；

Na2CO3–NaHCO3混合淋洗液：Na2CO3和NaHCO3的濃度分別為4.5，0.8 mmol／L；標(biāo)準(zhǔn)溶液：5 000 mg／L，環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)品研究所；

F–標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 000 μg／mL，環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)品研究所；–N標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 000 μg／mL，環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)品研究所；

Cl–標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 000 μg／mL，環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)品研究所；

實(shí)驗(yàn)用水為超純水，電阻率為18 MΩ·cm。

1.2 色譜條件

陰離子分析柱和保護(hù)柱：AS23型，電導(dǎo)檢測(cè)器（美國(guó)戴安公司）；抑制電流：25 mA；定量環(huán)：25 μL；Na2CO3–NaHCO3混合淋洗液流速：0.9 mL／min；柱溫：32℃；檢測(cè)池溫度：35℃；壓力：9.73×107Pa（1411 psi）；背景總電導(dǎo)：18.6 μS。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液制備

將F–，Cl–，–N，4種陰離子標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用超純水依照稀釋倍數(shù)進(jìn)行稀釋?zhuān)渲苹旌蠘?biāo)準(zhǔn)溶液，其中含F(xiàn)–5 mg／L，Cl–100 mg／L–N 50 mg／L，200 mg／L。

1.4 樣品前處理

渾濁和含有雜質(zhì)的水樣需經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過(guò)濾，再上機(jī)進(jìn)行測(cè)試。一般水樣進(jìn)樣前需經(jīng)過(guò)0.45 μm一次性針頭過(guò)濾器再進(jìn)樣。未知樣品應(yīng)先稀釋至100倍體積后進(jìn)樣，依據(jù)響應(yīng)值判斷，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍進(jìn)行稀釋。

2 結(jié)果與討論

2.1 最佳實(shí)驗(yàn)條件的選擇

以Na2CO3–NaHCO3混合淋洗液流速（Ai）和柱溫（Bj）為實(shí)驗(yàn)因素，隨機(jī)建立3個(gè)水平的正交試驗(yàn)參數(shù)，A1=1.1 mL／min，A2=1.0 mL／min，A3=0.9 mL／min；B1=30℃，B2=32℃，B3=34℃。選擇L9（34）正交試驗(yàn)表，觀察指標(biāo)為色譜峰的峰高。

本次試驗(yàn)用混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣，以F–，Cl–，–N，4種陰離子峰高為觀察指標(biāo)，考察該實(shí)驗(yàn)靈敏度，按照表1設(shè)計(jì)的色譜條件，進(jìn)行9次試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。根據(jù)表1中hi，j值（i=1，2，3，分別表示A1，A2，A3；j=1，2，3，分別表示B1，B2，B3）計(jì)算Ki，j值，正交試驗(yàn)結(jié)果分析見(jiàn)表2。

表1 離子色譜淋洗液流速、柱溫對(duì)峰高的影響

表2 離子色譜淋洗液流速、柱溫對(duì)峰高的影響正交試驗(yàn)分析結(jié)果

由表2可知，淋洗液的流速對(duì)峰高的影響大于柱溫的影響，故必須對(duì)淋洗液流速進(jìn)行嚴(yán)格控制。3種流速比較，流速越小，峰高越大；柱溫和流速對(duì)Cl–影響最大，依次是–N，，F(xiàn)–；流速在1.0～1.1 mL／min之間時(shí)峰高變化較大；流速在0.9～1.0 mL／min之間時(shí)峰高變化較小。K3，j值最大，表明流速0.9 mL／min時(shí)，4種離子的峰高最大，靈敏度最高；Ki，2值最大，表明柱溫為32℃時(shí)，4種離子的峰高最大，靈敏度也最高；4種陰離子的K3，j和Ki，2值都為最大，表明實(shí)驗(yàn)最佳條件是A3B2，即在流速為0.9 mL／min、柱溫為32℃條件下4種陰離子的峰高最大。

2.2 4種陰離子的保留時(shí)間

在確定的實(shí)驗(yàn)條件下，將混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（F–5 mg／L，Cl–100 mg／L，–N 50 mg／L，200 mg／L）進(jìn)樣，各陰離子的有效保留時(shí)間分別為4.85，8.21，15.21，24.28 min，1.2色譜條件下的色譜圖見(jiàn)圖1。

2.3 線性范圍、回歸方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限

圖1 種陰離子的離子色譜圖

在1.2色譜條件下，將混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣，以標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度X為橫坐標(biāo)，以峰高Y為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。最低檢出限是以?xún)x器的2倍噪音對(duì)應(yīng)的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（F–2 mg／L，Cl–100 mg／L，–N 50 mg／L，200 mg／L）濃度的峰高計(jì)算得到。線性范圍、回歸方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限見(jiàn)表3。

表3 種陰離子的線性范圍、回歸方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限

2.4 精密度和回收率

向已知濃度的樣品中加入3種不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，每一濃度進(jìn)樣6次，進(jìn)行加標(biāo)回收和精密度試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可知，回收率在91.3%～106.1%之間，4種陰離子測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%。

3 結(jié)語(yǔ)

離子色譜法比傳統(tǒng)的化學(xué)法環(huán)保、安全，實(shí)驗(yàn)背景電導(dǎo)小，基線穩(wěn)定，檢出限低，具有良好的重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性，線性范圍寬，操作簡(jiǎn)單，適合大批量水樣中多種陰離子的同時(shí)測(cè)定。

表4 精密度和回收試驗(yàn)結(jié)果(n=6)

［1］ GB／T 5750.5–2006 生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法無(wú)機(jī)非金屬指標(biāo)［S］.

［2］ 牟世芬，劉克納.離子色譜方法及應(yīng)用［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003: 249–250.

［3］ 金米聰，顏勇卿，陳曉紅，等.離子色譜—質(zhì)譜聯(lián)用法同時(shí)測(cè)定飲用水中3種痕量—氯酚研究［J］.分析化學(xué)，2006，34(9): 1 223–1 226.

［4］ Jin M C，Yang Y W. Simultaneous determination of 9 trace monoand di-chlorophenols in wanter by ion atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry［J］. Anal Chin Acta，2006，566(2): 193–199.

［5］ 孫立.離子色譜法測(cè)定水中氟化物、氯化物、硝酸鹽氮、和硫酸鹽［J］.黑龍江水利科技，2007，35(1): 141.

［6］ 陳曉紅，金米聰.高效液相色譜法測(cè)定全血中氟鼠靈和溴鼠靈的研究［J］.中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2007，17(1): 13–14.

［7］ 李怡，劉曉松，周帆，等.離子色譜法快速分析飲用水中四種陰離子［J］.理化檢驗(yàn)：化學(xué)分冊(cè)，2006，42(10): 836–838.

［8］ Jin M C，Zhu Y. Ion chromatography-atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry for the determination of trace chlorophenols in clam tissues［J］. J Chromatogr A，2006，1 118(1): 111–117.

Ion chromatographic method for the determination of 4 kinds of anions in drinking water as F–, Cl–,–N andwas optimized. The optional experimental conditions were 0.9 mL／min velocity and 32℃ column temperature. The detection limits were 0.02 mg／L for F–, 0.04 mg／L for Cl–, 0.04 mg／L for–N, 0.16 mg／L for, the RSD of determination results was less than 5% and the recoveries were 91.3%–106.1%, the correlation coeffcient were more than 0.999. The method was easy to operate and has high sensitivity, accuracy and good linear standard curve. This method may be used for determination of F–, Cl–,–N,in drinking water.

ion chromatography; drinking water; F–; Cl–;–N;

Determination of Four Anions in Drinking Water by Ion Chromatography

Li Yifang1，2， Wang Zhenlin1
（1. The Medical School of Xi’an Jiao Tong University， Xi’an 710061， China；2. Xianyang Center for Disease Control and Prevention， Xianyang 712000， China)

O657.7

：A

：1008–6145(2012)06–0082–03

10.3969／j.issn.1008–6145.2012.06.024

聯(lián)系人：李毅芳； E-mal: leledemama@tom.com

2012-10-18