淺談離子色譜法在地表水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

鄒敏

（重慶市大渡口區(qū)環(huán)境監(jiān)測站重慶400084）

近年來我國水資源的污染排放是一個(gè)突出的問題，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，當(dāng)前，每年廢水排放總量高達(dá)620億噸，據(jù)中國環(huán)保部最新發(fā)布的環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)表明，我國有將近四分之一的地表水目前仍處于污染狀態(tài)，僅有不到二分之一的地表水可以作為飲用水[1]。因此加強(qiáng)對(duì)水質(zhì)的監(jiān)測非常重要。采用離子色譜法可以有效檢測地表水中的無機(jī)陰離子，從而監(jiān)控水的質(zhì)量。這種方法對(duì)監(jiān)控地表水的質(zhì)量以及沿河排污具有重要意義。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑

儀器選擇：本次實(shí)驗(yàn)選取了青島普仁儀器公司生產(chǎn)的PIC—8型離子色譜儀，主要有三部分，分別是平流泵、離子色譜主機(jī)以及HW—2000色譜分析工作站，同時(shí)還選取了上海醫(yī)藥玻璃總廠生產(chǎn)的M—50型微孔膜過濾器[2]。試劑選擇：0.0030moL/LNaHCO3與0.0024moL/LNa2CO3淋洗液，F(xiàn)-、CL-、N、S、N、P-濃度分別為 3mg/L、4mg/L、10mg/L、50mg/L、30mg/L、50mg/L 的混合陰離子標(biāo)準(zhǔn)使用液，CL-的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度自行配制，一般為380 ug/L，F(xiàn)-、N、CL-、S采用混合標(biāo)樣，即符合國家環(huán)境保護(hù)局標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所的樣品規(guī)定[3]。實(shí)驗(yàn)室用水選用電導(dǎo)率不超過0.5us/cm的二次去離子水，并且須經(jīng)0.45um的微孔濾膜以及脫水裝置脫氣。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制（來源于國家環(huán)境保護(hù)局標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所）：進(jìn)口分析純標(biāo)準(zhǔn)NaOH；Cl-標(biāo)準(zhǔn)溶液 (1000 mg/L)，F(xiàn)-標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000 mg/L)，N標(biāo)準(zhǔn)溶液 (100 mg/L)，N標(biāo)準(zhǔn)溶液 (100 mg/L)，P標(biāo)準(zhǔn)溶液(500 mg/L)，S標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000 mg/L)[4]。其中溶液全部采用電阻超過18.2MΩ超純水進(jìn)行配制，過濾膜選用Autoscience 0.45μm的水系膜。淋洗液的配制：根據(jù)需要，配制一定準(zhǔn)確濃度的淋洗液。標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：直接選用標(biāo)準(zhǔn)離子濃度為1000mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液配制實(shí)驗(yàn)所需濃度。

1.3 工作條件

無機(jī)離子分析柱設(shè)置：流動(dòng)相是0.0030moL/LNaHCO3與0.0024moL/LNa2CO3溶液，流速確定為1.5mL/min，進(jìn)樣量為1mL，抑制器為電滲析抑制器，抑制電流為65mA。

1.4 分析方法

1.4.1 樣品的采集和保存

由于離子色譜法測定樣品中的上述6種無機(jī)陰離子不可以添加酸作為保護(hù)劑，因此通常是隨時(shí)采隨時(shí)測，值得注意的是，盛放樣品的容器以密封性好、硬質(zhì)的聚乙烯瓶為最佳選擇。選擇聚乙烯瓶的主要原因是：聚乙烯這種材質(zhì)相對(duì)大部分的水溶液而言，無明顯的吸附作用與浸析作用，對(duì)樣品的保存極好。本次采集的水樣為觀音山水庫。

1.4.2 樣品的預(yù)處理

一般來說，清澈無色的地表水可以直接過濾進(jìn)樣，假如水樣出現(xiàn)顏色或者較渾濁，則須經(jīng)過離心沉淀和0.45μs濾膜過濾方可進(jìn)樣。比如：某些特殊的地面水，包括工廠排污口下游的河水、生活垃圾排放下游的河水等，由于受到一定程度的污染，其水樣往往比較渾濁，處理該種水樣則可先用Al(OH)3絮凝沉淀后，再進(jìn)行活性炭吸附脫色，接著用0.22wm微孔濾膜過濾，最后才施以干凈地表水的處理方法，如此則可進(jìn)樣分析[6]。

2 結(jié)果分析

2.1 檢測無機(jī)陰離子的方法

檢測地表水中6種無機(jī)陰離子要按規(guī)定的程序進(jìn)行，具體方法為：首先要配制濃度不一樣的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（具體見表1）；然后將離子色譜儀切換至陰離子系統(tǒng)，啟動(dòng)離子色譜儀，待儀器穩(wěn)定30min之后，再進(jìn)行儀器工作條件的設(shè)置，分別采集每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖，接著在一樣條件的色譜條件下進(jìn)行色譜面積以及保留時(shí)間的測定，最后根據(jù)峰面積對(duì)離子濃度繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線，并在同樣的條件下進(jìn)行樣品含量的測定[7]。

表1 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的6種無機(jī)陰離子濃度（mg/L)

2.2 色譜條件的選擇

2.2.1 淋洗液的選擇

本次實(shí)驗(yàn)選用的是強(qiáng)堿NaOH作為淋洗液。若淋洗液的濃度過高，會(huì)引起較大背景電導(dǎo)；過低，則會(huì)引起離子洗脫不完全。淋洗液濃度增大時(shí)，保留時(shí)間會(huì)相應(yīng)減小，如果濃度太大，則會(huì)出現(xiàn)脫尾峰，分離結(jié)果會(huì)變差。經(jīng)多次改變淋洗液濃度實(shí)驗(yàn)后，確定淋洗液濃度為20mmol/L。

2.2.2 流速的選擇

在離子的洗脫過程中也要謹(jǐn)慎把握淋洗液的流速。若流速過低，會(huì)使檢出時(shí)間變長；流速過高，則會(huì)使保留時(shí)間變短。在此實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)流速分別為 1.50，1.30，1.00，0.80，0.60mL/min時(shí)，分離效果均較好，而當(dāng)流速升至1.80mL/min時(shí)，柱壓則過大[8]。因此，綜合考慮分離性能及保留時(shí)間兩因素，確定流速為1.00mL/min。

2.3 樣品測定及計(jì)算方法

①定量法，即多點(diǎn)校準(zhǔn)曲線法；②定性法，即保留時(shí)間性的方法。具體步驟為：吸取50mL的經(jīng)預(yù)處理水樣置于容量瓶中，用淋洗液稀釋至標(biāo)線并搖勻，再吸取1mL稀釋后的水樣注入色譜儀中進(jìn)行檢測分析，最后用校準(zhǔn)曲線對(duì)定性定量進(jìn)行測定，用標(biāo)準(zhǔn)公式算出其結(jié)果。

2.4 方法檢出限及其回歸方程

把配制好的6種無機(jī)陰離子混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行逐一進(jìn)樣，其中進(jìn)樣濃度為橫坐標(biāo)，色譜峰值為縱坐標(biāo)，如此進(jìn)行線性回歸，把空白溶液注入到離子色譜儀，采集即可獲得空白溶液基線的色譜圖[9]。接著根據(jù)3倍信噪比，即S/N=3的方法計(jì)算出各種離子的檢出限。方法的檢出限（進(jìn)樣量為25μL）、回歸方程（也稱校準(zhǔn)曲線方程）以及相關(guān)系數(shù)具體見表2。

離子名稱

回歸方程

表2 方法的回歸方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍、檢出限

從表2中看出，方法所得相關(guān)系數(shù)均在20%以內(nèi)，檢出限均不超過0.7mg.L-1。

2.5 精密度實(shí)驗(yàn)

在同樣色譜條件下平行測定3次，方法的精密度用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）表示，結(jié)果得出RSD不超出2.5%，見表3。

表3 方法的精密度（%）

從表中可以看出，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于2.5%，證明精密度極高。

2.6 方法的準(zhǔn)確度

選取不同水質(zhì)的水樣，先測出其基礎(chǔ)值，再添加規(guī)定濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液及其樣品予以相同處理，重復(fù)進(jìn)行6次測定，再加入不同樣品的平均濃度進(jìn)行回收率計(jì)算。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，6種無機(jī)陰離子的回收率全在90%至110%的范圍內(nèi)，由此確定，準(zhǔn)確性較高，加標(biāo)回收率情況見表4。

表4 飲用水中6種無機(jī)陰離子加標(biāo)回收率情況

2.7實(shí)際樣品的測定

按照文中所講的樣品預(yù)處理以及色譜條件進(jìn)行樣品分析，最后測定結(jié)果顯示實(shí)際樣品中有部分未能測出，實(shí)際樣品測定結(jié)果見表5。

表5 實(shí)際樣品測定結(jié)果情況

3 結(jié)論

[1]張青春.離子色譜法在地表水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用[J].化學(xué)工程與裝備,2010,30(11):168-170.

[2]李文娟,陳井影,王志暢.離子色譜法測定地表水中六種無機(jī)陰離子[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,33(03):289-289.

[3]翟家驥.離子色譜技術(shù)在污水監(jiān)測中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)[J].化學(xué)分析計(jì)量,2010,19(1):87－90．