離子色譜法測定飲用水中9種常見陰離子

趙海霞

摘 要 采用離子色譜法對飲用水中9種常見陰離子進(jìn)行測定，線性關(guān)系R2均在0.999以上，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD均小于5 %，加標(biāo)回收率在90 %～105 %之間，該方法簡單易行，靈敏度高，精密度好，一次性同時測定9種陰離子，大大提高檢驗效率。

關(guān)鍵詞 離子色譜 飲用水 陰離子 消毒副產(chǎn)物

前 言

《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB 5749-2006中明確規(guī)定2種消毒副產(chǎn)物氯酸根離子（ClO3-）、亞氯酸根離子（ClO2-）[1]和4種常見陰離子氟離子（F-）、氯離子（Cl-）、硫酸根離子（SO42-）、硝酸根離子（NO3-）的限量指標(biāo)[2]；溴離子（Br-）、亞硝酸根離子（NO2-）屬于有毒有害高危離子，直接影響人體健康[3] ；磷酸根離子（PO43-）作為生活飲用水中的常見離子，濃度過高，會影響水質(zhì)。以上9種陰離子含量的檢測方法在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中都有介紹。常規(guī)陰離子檢測方法包括氟電極法、化學(xué)滴定法和分光光度法[4～6]在內(nèi)的傳統(tǒng)檢測方法和離子色譜法，傳統(tǒng)檢測方法存在著操作步驟繁瑣、費時，靈敏度低，重現(xiàn)性差等缺點；離子色譜法是利用離子交換原理對多種陰、陽離子進(jìn)行定性和定量分析的一種儀器分析方法，與傳統(tǒng)方法比較有很多優(yōu)點。本文采用電導(dǎo)檢測器檢測[7，8]，使用自動進(jìn)樣器進(jìn)樣，一次性同時測定9種陰離子，降低工作量，節(jié)約了成本，提高檢測靈敏度和穩(wěn)定性，得到較為滿意的結(jié)果。

1 材料與方法

1.1 儀器

Dionex ICS-3000離子色譜儀（戴安），CDet1電導(dǎo)檢測器；陰離子抑制器Dionex ASRS-4 mm，chromeleon 6.4色譜工作站、微孔濾膜Ф 0.22 mm（水性） 。

1.2 試劑與材料

1.2.1 超純水 電阻率為18.2 MΩ/cm2。

1.2.2 氟離子、氯離子、硝酸根、亞硝酸根、溴離子、硫酸根離子、磷酸根離子標(biāo)準(zhǔn)溶液由國家標(biāo)物中心提供；亞氯酸鹽、氯酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液由農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所提供。

1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)系列 分別量取適量氟離子、氯離子、硝酸根、亞硝酸根、溴離子、硫酸根離子、磷酸根離子、亞氯酸鹽、氯酸鹽用超純水定容至50 mL，依次配成5個不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)系列。

1.3 色譜條件

色譜柱：Ionpac AS 9陰離子交換柱（250 mm ×4 mm），AG 9保護(hù)柱；

淋洗液：8.0 mmol/L Na2CO3；流速：1.0 mL/min；抑制器抑制模式：外接純水模式；

進(jìn)樣體積： 100 mL；

柱溫箱溫度：30 ℃，電導(dǎo)檢測池溫度：35 ℃。

1.4 樣品測定

取水樣直接經(jīng)0.22 mm微孔濾膜過濾后進(jìn)樣。

2 結(jié)果與討論

2.1 柱溫的影響

以經(jīng)適當(dāng)稀釋的9 種離子混合標(biāo)準(zhǔn)溶液為分離對象，淋洗液為 8.0 mmol/L Na2CO3，在30～40℃之間改變柱溫進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)35℃時各組分分離效果最好。

2.2 淋洗液濃度的影響

本實驗通過改變不同濃度的碳酸鈉溶液淋洗液在35℃下進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)隨碳酸鈉溶液濃度的增加各類陰離子的保留時間相應(yīng)縮短。但淋洗液濃度過低運(yùn)行時間太長，且峰形較寬。所以經(jīng)實驗淋洗液濃度最終選用8.0 mmol/L Na2CO3。圖1 是混合標(biāo)準(zhǔn)品的色譜分離圖，由圖1 可見9種離子的分離效果良好。

圖1 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖

2.3 工作曲線和最低檢測濃度

配制7種陰離子和2種消毒副產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后用逐步稀釋法配制出這9種物質(zhì)的5份混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，在選定的色譜條件下測量峰面積，以峰面積（s）為橫坐標(biāo)，質(zhì)量濃度（C）為縱坐標(biāo)進(jìn)行回歸分析，3倍的信噪比計算出最低檢出限，9種物質(zhì)的回歸方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限如表1所示，從表1中可以看出線性關(guān)系較好，方法中各物質(zhì)檢測的靈敏度較高，滿足水質(zhì)的檢驗要求。

2.4 方法的準(zhǔn)確度和精密度

由于試驗中所用水樣僅存在部分離子，所以對水樣中沒有的離子加入一定量的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，并從中取6份制備好的水樣作為平行樣分別測定，以峰面積定量計算出RSD%（表2），可見氟離子RSD為0.3 %、氯離子RSD為0.5 %、硝酸根RSD為2.6 %、亞硝酸根RSD為3.0 %、溴離子RSD為3.5 %、硫酸根離子RSD為0.6 %、磷酸根離子RSD為4.6 %、亞氯酸鹽RSD 1.2 %、氯酸鹽RSD 4.3 %，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD均小于5 %。

2.5 加標(biāo)回收率

取一定量飲用水加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)樣如表3所示，測得這9種物質(zhì)的加標(biāo)回收率均在90 %～105 %之間。

2.6 樣品色譜圖分析

如圖2、圖3分別為飲用水中加入9種混和標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖和飲用水樣品離子色譜圖，從峰形上可見所要測定的9種離子峰形較好，無其他離子干擾。

圖2 飲用水加標(biāo)色譜圖

圖3 飲用水樣品色譜圖

3 結(jié)論

本實驗以8 mmol/L碳酸鈉作為淋洗液，同時分離和測定了飲用水中七種陰離子和2種消毒副產(chǎn)物，線性關(guān)系良好，檢出限低，回收率均在90%～105%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）小于5 %，與國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8538-2008、GB/T 5750-2006中亞硝酸鹽需采用紫外可見分光光度計測定比較，本方法能同時測定9種離子，不僅縮短檢驗時間，提高檢驗效率，而且降低了消耗試劑成本。

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