離子色譜法測定飲用水方法研究

費(fèi)騰

摘 要：本文探討了基于例子色譜法進(jìn)行飲用水陰離子測定的方法，Dionex ICS-1500 型離子色譜儀，ChromeIeon6.5色譜工作站，arnstead 超純水系統(tǒng)，對十種陰離子進(jìn)行了色譜分析，結(jié)果表明，該方法定性分析準(zhǔn)確，定量分析檢測限低，靈敏度高，加標(biāo)回收能達(dá)到98%～101%，且各種被測離子之間無相互干擾。同時，該方法能夠滿足水廠深度處理工藝中臭氧、二氧化氯消毒副產(chǎn)物檢測的需要，為飲用水的水質(zhì)提高，生產(chǎn)工藝的技術(shù)改造提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：離子色譜法，陰離子，定量，干擾

中圖分類號：O657 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（a）-0000-00

研究表明，在使用氯氣消毒飲用水的過程中可能會產(chǎn)生致癌的副產(chǎn)物如三氯甲烷。而二氧化氯和臭氧在消毒過程中也會產(chǎn)生少量對人體健康不利的副產(chǎn)物，如溴酸鹽、亞氯酸鹽和氯酸鹽等。其中溴酸鹽是飲用水中臭氧消毒的副產(chǎn)物，已被世界衛(wèi)生組織和美國EPA 列為潛在的致癌物。世界衛(wèi)生組織建議飲用水中溴酸鹽的含量應(yīng)控制在25μg / L以下，美國EPA 規(guī)定用臭氧處理的飲用水中溴酸鹽應(yīng)小于10μg / L。

本方法采用高容量分析柱IonPac AS9-HC，在參照EPA 方法300.1 的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，不僅可以檢測較高濃度的常規(guī)陰離子，而且可同時直接檢測低至μg / L 級的BrO3-等離子。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

Dionex ICS-1500 型離子色譜儀，ChromeIeon6.5色譜工作站，arnstead 超純水系統(tǒng)。F- ，Cl- ，NO2-，Br- ，NO3-，SO42-，H2PO4-標(biāo)準(zhǔn)溶液（購自國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心，濃度為1000 mg/L ）；NaClO2，NaClO3，NaBrO3 （購自美國Sigma 及ChemService 公司，標(biāo)準(zhǔn)儲備液配制濃度為1000 mg / L）。其他試劑（Na2CO3，NaOH，H2SO4）為國產(chǎn)優(yōu)級純，所用溶液均用電阻為18.3 MΩ超純水配制。過濾膜為Autoscience（天津）0.45μm 水系膜。

1.2 色譜條件

Dionex IonPac AG9HC 陰離子保護(hù)柱（50mm*4mmi.d.），IonPac AG9HC 陰離子分離柱（250mm*4 mmi.d.），流動相為7.2 mmol / L Na2CO3 + 2mmol / L NaOH，流速l.0 mL/ min；ASRS-Ultra（4mm）型陰離子抑制器，外加酸模式，外加酸為25mmol/ L H2SO4，流速4.0mL/ min。進(jìn)樣量為l00μL，柱溫為35 C，電導(dǎo)檢測，電導(dǎo)池溫度為35 ℃，以峰高定量。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件的選擇

選擇淋洗液是離子色譜分析中重要的步驟，根據(jù)試驗(yàn)選擇Na2CO3 + NaOH 為淋洗液，經(jīng)過多次不同配比的試驗(yàn)，最后確定當(dāng)7.2 mmol/L Na2CO3+2mmol/L NaOH 為淋洗液濃度時，分離效果最佳。

分析低濃度樣品時，可選擇較低的淋洗液流速，以提高檢測的靈敏度，淋洗液流速增加，檢測靈敏度會有不同程度的降低。如果流速增加，保留時間雖然縮短了，但分離效果不好。本試驗(yàn)選用lmL/min 淋洗液流速，可將上述不同濃度的l0 種陰離子分辨開。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線

根據(jù)飲用水中各種陰離子的濃度不同，配制l0種陰離子的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋一個濃度系列。

2.3 精密度、準(zhǔn)確度、檢出限

采用標(biāo)準(zhǔn)加入法測定方法回收率，并用直接進(jìn)樣法測定各種離子的檢測限，其結(jié)果見表1。從表1 可看出，l0 種被測物的回收率均較高，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差較低，說明該方法具有較高的精密度和準(zhǔn)確度；同時測得各種離子的檢測限較低，說明在直接進(jìn)樣條件下，各種離子的測定濃度較低。

表1 10 種被測物的加標(biāo)回收率（n = 7）

2.4 干擾及其消除

由于本試驗(yàn)的目的是研究經(jīng)氯和臭氧消毒后出廠水中無機(jī)消毒副產(chǎn)物及水中陰離子的檢測方法，在所選擇的條件下，各被測離子之間不發(fā)生干擾，雖然ClO2-，BrO3-，Cl- 的保留時間很接近，且飲用水中Cl- 含量較高，但BrO3-在ClO2-和Cl- 中間出峰，故不影響B(tài)rO3-的定量。

2.5 樣品定量分析

所測水樣取自加氯和臭氧消毒后的自來水。由色譜圖可見，水中除了常規(guī)的F-（0.21 mg / L），Cl-（8.7 mg / L），NO2-（0.02 mg / L），NO3-（1.48 mg / L），SO42-（7.96mg/L）等離子外，還有臭氧消毒產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物BrO3-（0.02 mg / L）。另外，根據(jù)自來水中各種陰離子的濃度不同，在自來水樣中加入10 種陰離子制得模擬水樣。直接進(jìn)樣，測得各種離子的濃度為F- = 1.81 mg / L，ClO2- = 1.23 mg / L，BrO3- = 0.02 mg / L，Cl- =26.69 mg / L，NO2- = 0.20 mg / L，Br- = 0.02 mg / L，ClO3- = 0.03 mg / L，NO3- = 44.89 mg / L，SO42- =43.19 mg / L，H2PO4- = 0.29 mg / L。測定結(jié)果色譜見圖1。由圖1可見高、低濃度的離子之間分離較好，無相互干擾。

圖1 自來水加標(biāo)后模擬水樣色譜圖

3 結(jié)語

建立了利用離子色譜直接進(jìn)樣同時測定飲用水中10 種陰離子的方法，該方法定性分析準(zhǔn)確，定量分析檢測限低，靈敏度高，加標(biāo)回收能達(dá)到98%～101%，且各種被測離子之間無相互干擾。同時，該方法能夠滿足水廠深度處理工藝中臭氧、二氧化氯消毒副產(chǎn)物檢測的需要，為飲用水的水質(zhì)提高，生產(chǎn)工藝的技術(shù)改造提供指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉勇建. 飲用水消毒副產(chǎn)物研究狀況. 環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2001，2（2）：31 ～ 40

[2] 劉勇健. 大體積直接進(jìn)樣離子色譜法測定飲用水中9 種鹵代乙酸和6 種陰離子. 色譜，2003，21（2）：181 ～ 183

[3] 歐陽紅. 離子色譜法測定飲用水中微量無機(jī)消毒副產(chǎn)物—ClO2-、CIO-3和BrO3- . 哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，34（4）：70 ～ 73