海淀區(qū)某村地下水中無(wú)機(jī)陰離子測(cè)定與評(píng)價(jià)

白 龍，徐 磊，陳 清

（北京市海淀區(qū)水務(wù)局，北京 100094）

1 引言

地下水是水資源的重要組成部分，與人類生活有著密切的關(guān)系，眾所周知，長(zhǎng)期飲用F－，Cl－，NO3－－N，SO42－過高的水體能對(duì)人體造成很大的傷害，氟化物能引起人體骨骼、牙齒松動(dòng)，硝酸鹽則可通過人體口腔和腸道轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，從而誘導(dǎo)高鐵血紅蛋白血癥，孕婦攝入過量會(huì)引起嬰兒先天畸形等[1～3]。根據(jù)阿列金對(duì)水硬度的分類，重碳酸鹽水、硫酸鹽水和氯化物水這三類水礦化度依次增加，水質(zhì)逐漸變差[4]，而且水體重硫酸鹽和氯化物的含量與拉森指數(shù)（LR）有密切聯(lián)系，拉森指數(shù)大于1時(shí)對(duì)金屬管材的腐蝕作用明顯[5]，容易在水源切換時(shí)出現(xiàn)“黃水”，為此，筆者建立了新的離子色譜方法對(duì)海淀區(qū)某村地下水中的F－，Cl－，NO3－－N，SO42－四種陰離子進(jìn)行了測(cè)定和評(píng)價(jià)，希望對(duì)區(qū)地下水的開發(fā)和合理利用提供一定的理論依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 儀器與色譜條件

Metrohm 861IC離子色譜，Metrohm 863compact autosample進(jìn)樣器；METROSEP A Supp 7－250陰離子離子色譜柱；經(jīng)過優(yōu)化的色譜條件：3.8mM Na2CO3淋洗液，流速0.8mL／min，柱溫45℃，進(jìn)樣體積0.001mL。

2.2 試劑與樣品

試劑：優(yōu)級(jí)純無(wú)水碳酸鈉（Na2CO3），天津市津科精細(xì)化工研究所；優(yōu)級(jí)純硫酸（H2SO4），北京興青紅精細(xì)化學(xué)品科技有限公司。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)全部購(gòu)自環(huán)保部標(biāo)樣中心：F－、Cl－、NO3－－N、SO42－的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度分別為：500mg／L、500mg／L、500mg／L、5000mg／L。實(shí)驗(yàn)用水為MILLIPORE純水機(jī)自制的去離子水。

樣品：地下水自采于海淀區(qū)某自然村，500mL瓶裝礦泉水超市購(gòu)買。

2.3 樣品采集與處理

嚴(yán)格按照《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》（SL219－98）采集地下水樣品[6]。先用酒精燈加熱消毒水管龍頭取水口，打開水龍頭沖洗管路30min，1L聚乙烯廣口瓶在現(xiàn)場(chǎng)清洗3次后采集樣品，并立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。水樣檢測(cè)前通過0.22μm微孔濾膜。

3 結(jié)果與討論

3.1 線性分析

取6組不同濃度的F－，Cl－混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣測(cè)定，以離子濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)作圖得到了標(biāo)準(zhǔn)曲線，分別見圖1（a）（b）（c）（d），結(jié)果表明：各陰離子的線性關(guān)系良好，能夠滿足對(duì)水樣測(cè)定的要求。F－的線性方程為y＝0.0539346x－0.0194234，R＝0.99963，最大檢測(cè)濃度為1.25mg L－1；Cl－的線性方程為y＝0.0728802x＋0.695904，R＝0.999484，最大檢測(cè)濃度為25.0mg L－1；NO3－－N的線性方程為y＝0.0336451x－0.00505581，R＝0.999407，最大檢測(cè)濃度為2.5mg L－1；SO42－的線性方程為y＝0.106258x＋0.170825，R＝0.999770，最大檢測(cè)濃度為50.0mg L－1。

3.2 測(cè)定結(jié)果分析

3.2.1 空白與標(biāo)準(zhǔn)樣品

從圖2（a）中可以看出，儀器穩(wěn)定性良好，空白平行無(wú)偏差。圖2（b）對(duì)購(gòu)買自環(huán)保部標(biāo)準(zhǔn)樣品中心的樣品作為盲樣進(jìn)行了測(cè)定，可見該方法能很好地將4種陰離子分離開，結(jié)果見表1，分別進(jìn)樣3次，平均值為1.123 mg／L，4.865mg／L，0.541mg／L，9.657mg／L，與真值比較相對(duì)偏差為－6.6%，－2.1%，－3.9%，－4.4%，表明本檢測(cè)方法準(zhǔn)確度高。

圖1 F－、Cl－、NO3－－N、SO42－的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性擬合

圖2 （a）空白平行；（b）標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定結(jié)果

表1 標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定結(jié)果

3.2.2 準(zhǔn)確度、精密度與檢出限

圖3（a）和（b）分別是礦泉水和海淀區(qū)某村地下水樣品測(cè)定結(jié)果圖，表明本方法能對(duì)4種陰離子很好地分離，完全適用于地下水和礦泉水樣品中F－、Cl－、NO3－－N、SO42－濃度的測(cè)定。表2和表3是海淀區(qū)某村地下水和礦泉水中陰離子含量測(cè)定結(jié)果，可以看出，海淀區(qū)某村地下水樣品中F－、Cl－、NO3－－N、SO42－含量均低于國(guó)家地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB／T 14848－93Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)要求[7]，同時(shí)也符合國(guó)家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB5749－2006）[8]，表明海淀區(qū)某自然村飲用水水質(zhì)良好，但是高于某品牌礦泉水中陰離子含量。處理好的水樣連續(xù)10次重復(fù)測(cè)定，計(jì)算得到F－，Cl－，NO3－－N，SO42－四種陰離子的標(biāo)準(zhǔn)偏差為：0.01，0.22，0.0007，0.75；相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：10.2%，1.51%，0.450%，1.38%。按照[（離子濃度×3噪音）／峰高]的計(jì)算方法得到檢出限為：F－：0.000185mg／L，Cl－：0.0004759mg／L，NO3－－N：0.0004651mg／L，：0.001686mg／L，遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該離子檢出最低要求，表明經(jīng)過優(yōu)化的方法，精確度好，檢出限低，完全符合飲用水和地下水檢測(cè)要求。

圖3 （a）礦泉水測(cè)定結(jié)果；（b）海淀區(qū)某村地下水樣品測(cè)定結(jié)果；（c）海淀區(qū)某村地下水加標(biāo)

表2 礦泉水中陰離子含量

表3 海淀區(qū)某村地下水樣品中陰離子含量

3.3 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

對(duì)海淀區(qū)某村地下水樣品進(jìn)行了加標(biāo)實(shí)驗(yàn)，見圖3（c），根據(jù)水樣中陰離子濃度，加入標(biāo)準(zhǔn)使用液1mL，加標(biāo)后含量分別為0.563；經(jīng)計(jì)算各個(gè)離子的加標(biāo)回收率分別為101%，102%，103%，99%，表明經(jīng)過優(yōu)化的方法操作簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確度高，結(jié)果可靠，符合地下水和飲用水檢測(cè)要求。

表4 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

4 結(jié)論

運(yùn)用新建立的離子色譜方法，對(duì)海淀區(qū)某村地下水中4種陰離子進(jìn)行了較為全面的定性定量分析與評(píng)價(jià)。F－、Cl－、NO3－－N、SO42－相對(duì)偏差范圍為0.450% ～10.2%，平均回收率為99% ～103%。實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)出該方法速度快、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該村地下水4項(xiàng)指標(biāo)均較好，低于國(guó)家地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB／T 14848－93Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)要求，符合國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)GB5749－2006，同時(shí)也說(shuō)明該區(qū)域地下水環(huán)境較好。

[1]郭占景，蘇振軍，范尉尉，等.石家莊市農(nóng)村飲用水中氟化物健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2013，29（3），72～73.

[2]郭一凡.淺談亞硝酸鹽的危害[J].微量元素與健康研究，2013，29（6），73～74.

[3]延利軍.水中硝酸鹽污染現(xiàn)狀、危害及脫除技術(shù)[J].能源環(huán)境保護(hù)，2013，27（3），40～41.

[4]李育松，胡昱欣，卞 建.模糊聚類分析在地下水化學(xué)類型分類中的應(yīng)用[J].人民黃河，2013，35（7），37～39.

[5]楊 帆，石寶友，王東升，等.水質(zhì)化學(xué)組分變化對(duì)管道鐵釋放及管垢特征的影響[J].中國(guó)給水排水，2012，28（23），59～64.

[6]中華人民共和國(guó)水利部.中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范SL 219－98[S].北京：中國(guó)水利水電出版社，1998.

[7]國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB／T 14848－93[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994.

[8]中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部.中華人民共和國(guó)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB 5749－2006[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.