離子色譜法測(cè)定飲用水中6種陰離子

張彩鳳

(浙江捷島檢測(cè)科技有限公司，杭州 310030)

離子色譜法測(cè)定飲用水中6種陰離子

張彩鳳

(浙江捷島檢測(cè)科技有限公司，杭州 310030)

建立生活飲用水中F–，Cl–，PO33–，PO43–，SO32–，SO42–6種陰離子的離子色譜檢測(cè)法。采用戴安DX–120型離子色譜儀及IonPac AS9–HC (250 mm×4.0 mm)陰離子交換柱，以5.0 mmoL／L Na2CO3–0.6 mmoL／L NaHCO3溶液為淋洗液，流量為1.2 mL／min。6種陰離子的質(zhì)量濃度與其色譜峰面積呈良好的線(xiàn)性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.999 3～0.999 8，檢出限為0.026 4～0.741 4 μg／mL(S／N=3)。水樣的加標(biāo)回收率為91.3%～110.0%，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.65%～3.07%(n=6)。該方法具有操作簡(jiǎn)單，選擇性、準(zhǔn)確性好等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿(mǎn)足飲用水中F–，Cl–，PO33–，PO43–，SO32–，SO42–6種陰離子的測(cè)定要求。

離子色譜法；飲用水；陰離子

飲用水是人類(lèi)生存不可缺少的物質(zhì)，國(guó)家對(duì)飲用水中的陰離子種類(lèi)及其含量都有一定的要求［1–2］。飲用水中的不同陰離子對(duì)人體的作用各不相同，長(zhǎng)期飲用含氟高于1.0 mg／L的水，易犯氟斑牙病，飲用氟濃度大于2.0 mg／L的水可能會(huì)導(dǎo)致兒童肝損害［3］；水中少量的硫酸鹽對(duì)人體健康無(wú)影響，超過(guò)250 mg／L的硫酸鹽則會(huì)有止瀉作用［4］。因此對(duì)水中陰離子的監(jiān)測(cè)十分重要。

生活飲用水中F–，Cl–，PO43–，SO42–等陰離子的傳統(tǒng)檢測(cè)方法通常有離子選擇電極法［5–6］、容量法［7–8］、比色法［9–10］、分光光度法［11–12］等，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法步驟繁瑣，操作復(fù)雜，檢測(cè)周期長(zhǎng)，工作量大，檢測(cè)結(jié)果受人員操作、實(shí)驗(yàn)室條件及離子間相互干擾的影響較大。近年來(lái)，有關(guān)水中微量陰離子的離子色譜測(cè)定法已有較多的研究報(bào)道［13–17］，但水中PO33–離子的檢測(cè)方法還較少。筆者采用離子色譜法定性檢測(cè)飲用水中F–，Cl–，PO33–，PO43–，SO32–，SO42–等6種陰離子，并建立了6種陰離子的定量分析方法。該方法具有操作簡(jiǎn)單，選擇性、準(zhǔn)確性好等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿(mǎn)足飲用水中陰離子的測(cè)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

離子色譜儀：DX–120型，附ASRS 300 4 mm抑制器和電導(dǎo)檢測(cè)器，美國(guó)戴安公司；

色譜化學(xué)工作站：N2000型，賽智科技(杭州)有限公司；

移液槍?zhuān)?0～200 μL，美國(guó)賽默飛世爾科技(中國(guó))有限公司；

電子分析天平：感量為0.1 mg，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；

純水器：RO DI型，上海和泰儀器有限公司；

氟離子、氯離子、磷酸根離子、硫酸根離子標(biāo)準(zhǔn)溶液：質(zhì)量濃度均為1 000 μg／mL，美國(guó)o2 si公司；

亞磷酸、亞硫酸鈉：純度均為99.0%，阿拉丁試劑(上海)有限公司；

無(wú)水碳酸鈉：優(yōu)級(jí)純，阿拉丁試劑(上海)有限公司；

無(wú)水碳酸氫鈉：分析純，阿拉丁試劑(上海)有限公司；

甲醛：37%～40%，成都科龍化工試劑有限公司；

實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。

1.2 色譜條件

陰 離 子 分 析 柱：IonPac AS9–HC型 (250 mm×4.0 mm，美國(guó)戴安公司)；陰離子保護(hù)柱IonPac AG9–HC型(50 mm×4.0 mm，美國(guó)戴安公司)；流動(dòng)相：5.0 mmoL／L Na2CO3–0.6 mmoL／L NaHCO3溶液；流量：1.2 mL／min；進(jìn)樣體積：25 μL；抑制電流：55 mA。

1.3 溶液制備

氟離子儲(chǔ)備液：100 μg／mL，移取1 mL 1 000 μg／mL的氟離子標(biāo)準(zhǔn)溶液于10 mL容量瓶中，用去離子水定容至標(biāo)線(xiàn)，搖勻。

亞磷酸根儲(chǔ)備液：1 000 μg／mL，準(zhǔn)確稱(chēng)取亞磷酸(在干燥器中平衡24 h) 0.052 4 g(精確至0.1 mg)于50 mL容量瓶中，用去離子水溶解后加入50 μL甲醛［17］，定容至標(biāo)線(xiàn)，搖勻。

亞硫酸根儲(chǔ)備液：1 000 μg／mL，準(zhǔn)確稱(chēng)取亞硫酸鈉(在干燥器中平衡24 h) 0.078 7 g(精確至0.1 mg)于50 mL容量瓶中，用去離子水溶解后加入50 μL甲醛［17］，定容至標(biāo)線(xiàn)，搖勻。

6種陰離子系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：分別移取100 μg／mL的F–標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液、1 000 μg／mL的Cl–，PO33–，PO43–，SO32–，SO42–標(biāo)準(zhǔn)溶液，按表1用去離子水稀釋配制5種系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，定容。

表1 6種標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的離子濃度 μg／mL

樣品溶液：取某小區(qū)飲用水樣品，經(jīng)0.22 μm濾膜過(guò)濾去除懸浮物。

1.4 實(shí)驗(yàn)步驟

定性分析：分別取F–，Cl–，PO33–，PO43–，SO32–，SO42–標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣，根據(jù)保留時(shí)間定性，出峰順序?yàn)镕–，Cl–，PO33–，PO43–，SO32–，SO42–。

定量分析：以標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，色譜峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)，對(duì)樣品進(jìn)行外標(biāo)法定量。

2 結(jié)果與討論

2.1 淋洗液濃度的選擇

實(shí)驗(yàn)考察了淋洗液中碳酸鈉溶液濃度對(duì)各離子保留時(shí)間、基線(xiàn)漂移及噪聲的影響，發(fā)現(xiàn)隨著碳酸鈉溶液濃度增加，各離子的保留時(shí)間縮短，但基線(xiàn)本底升高，漂移增加。當(dāng)碳酸鈉溶液的濃度增大到8.0 mmoL／L Na2CO3時(shí)，抑制器的抑制作用失效。當(dāng)碳酸鈉溶液的濃度降低時(shí)，硫酸根離子的保留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。當(dāng)淋洗液為5.0 mmoL／L Na2CO3–0.6 mmoL／L NaHCO3時(shí)，各組分的分離效果最佳。

2.2 淋洗液流量的選擇

實(shí)驗(yàn)考查了淋洗液流量對(duì)各組分分析效果的影響，當(dāng)淋洗液流量降至1.0 m L／min時(shí)，硫酸根離子的保留時(shí)間約為30 min，當(dāng)流量增至1.5 mL／min時(shí)，系統(tǒng)壓力增大且壓力不穩(wěn)，綜合各組分分析情況確定淋洗液流量為1.2 mL／min。

6種陰離子標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖見(jiàn)圖1，6種陰離子加標(biāo)水樣的色譜圖見(jiàn)圖2。

圖1 6種陰離子標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖

圖2 6種陰離子加標(biāo)水樣的色譜圖

2.3 線(xiàn)性方程和檢出限

在1.2色譜條件下，對(duì)6種陰離子F–，Cl–，PO33–，PO43–，SO32–，SO42–不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)行測(cè)定，對(duì)各離子的質(zhì)量濃度x(μg／mL)和色譜峰面積y進(jìn)行線(xiàn)性回歸，得線(xiàn)性方程及相關(guān)系數(shù)。用3倍噪聲(S／N=3)對(duì)應(yīng)的溶液濃度表示待測(cè)組分的方法檢出限，6種陰離子的線(xiàn)性范圍、線(xiàn)性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限見(jiàn)表2。由表2可知，6種陰離子的檢出限在0.026 4～0.741 4 μg／mL之間。

表2 6種陰離子的線(xiàn)性回歸方程

2.4 精密度試驗(yàn)

采集某小區(qū)飲用水，添加一定量的6種陰離子標(biāo)準(zhǔn)溶液，處理后在1.2色譜條件下測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，6種陰離子測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.65%～3.07%，表明本法測(cè)量精密度較高。

表3 精密度試驗(yàn)結(jié)果

2.5 加標(biāo)回收試驗(yàn)

采集某小區(qū)飲用水，經(jīng)處理后，在1.2色譜條件下測(cè)定，然后添加一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)定后計(jì)算各離子的加標(biāo)回收率，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 6種陰離子的加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

續(xù)表4

由表4可知，6種陰離子加標(biāo)回收率為91.3%～110.0%，表明本法測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度較高。

3 結(jié)語(yǔ)

用離子色譜法測(cè)定飲用水中F–，Cl–，PO33–， PO43–，SO32–，SO42–6種陰離子，定量線(xiàn)性、檢測(cè)限、精密度及加標(biāo)回收率均滿(mǎn)足GBT 5749–2006，GBT 5750.5–2006的檢測(cè)要求。

［1］GB／T 5749–2006 生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］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］.

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［17］HJ 84–2016 水質(zhì) 無(wú)機(jī)陰離子(F–，Cl–，NO2–，Br–，NO3–，PO43–，SO32–，SO42–)的測(cè)定 離子色譜法［S］.

Detection of Six Anions by Ion Chromatography in Drinking Water

Zhang Caifeng
(Zhejiang Jiedao Detection Technology Co.， Ltd.， Hangzhou 310030， China)

A new method was developed for the determination of six anions (F–，Cl–，PO33–，PO43–，SO32–，SO42–) in drinking water by ion chromatography. Diane DX–120 ion chromatograph and IonPac AS9–HC (250 mm×4.0 mm) anion exchang column were used and 5.0 mmol／L Na2CO3–0.6 mmoL／L NaHCO3solution was used as the mobile phase with the flow rate of 1.2 mL／min. The mass concentration of six anions has good linear relationgs with the chromatographic peak area， and the correlation coefficients were 0.999 3–0.999 8, the detection limits of the analytes ranged from 0.026 4 to 0.741 4 μg／mL(S／N=3). The recoveries of the six anions in dringing water ranged from 91.3% to 110.0% with RSDs of 1.65%–3.07%(n=6). The method is simple，good selectivity，accurate，reliable and suitable for the detemination of six abions of F–，Cl–，PO33–，PO43–，SO32–and SO42–in drinking water.

ion chromatography; drinking water; anion

O657.7

A

1008–6145(2017)03–0061–03

聯(lián)系人：張彩鳳；E-mail: 172341474@qq.com

2017–03–11

10.3969／j.issn.1008–6145.2017.03.014