淺談離子色譜法測定水中4種無機(jī)陰離子的應(yīng)用

高娟

摘 要：離子色譜法是利用離子交換的分離原理，連續(xù)對多種陰離子進(jìn)行定性和定量分析。該方法靈敏度高，穩(wěn)定性好，檢測限低，樣品預(yù)處理簡單，操作簡單迅速，能多種離子同時(shí)測定。闡述了用離子色譜法測定水樣中的F-，Cl-，NO3-，SO42-等離子，并獲得滿意的測定結(jié)果。

關(guān)鍵詞：離子色譜；陰離子；水樣；測定

一、水中檢測各項(xiàng)要求指標(biāo)

由于人類對自然的認(rèn)識(shí)在不斷地深化，對水體成分的檢測手段、水平也在不斷地完善和提高。工業(yè)廢水、生活污水對飲用水水源的污染問題依然存在，使飲用水水源中的雜質(zhì)成分越來越復(fù)雜，據(jù)有關(guān)報(bào)道，在水體中可被檢出的元素已有80多種，其化合物達(dá)兩千多種，直接危害人體健康的成分已有上千種。為此，我國供水行業(yè)2000年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃中提出了極為明確的目標(biāo)—“兩個(gè)提高，三個(gè)降低”。其將提高供水水質(zhì)列為規(guī)劃目標(biāo)首項(xiàng)的原因是確保人民飲水健康和產(chǎn)品質(zhì)量的需要，是與國際供水行業(yè)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)接軌的需要，也是對外改革開放、招商引資的基本條件?？萍嫉倪M(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展，供水水質(zhì)與飲用水健康的問題已成為全社會(huì)密切關(guān)注的對象，對生活飲用水水質(zhì)最基本的要求是無臭、無味、不渾濁、無有害物質(zhì)和致病細(xì)菌。

二、實(shí)驗(yàn)部分

1 基本原理

本法利用離子交換的原理，連續(xù)對多種陰離子進(jìn)行定性和定量分析。水樣注入碳酸鹽-碳酸氫鹽溶液并流經(jīng)系列的離子交換樹脂，基于待測陰離子對低容量強(qiáng)堿性陰離子樹脂（分離柱）的相對親和力不同而彼此分開。被分開的陰離子，在流經(jīng)強(qiáng)酸性抑制柱，被轉(zhuǎn)換為高電導(dǎo)的酸型，碳酸鹽-碳酸氫鹽則轉(zhuǎn)變?yōu)槿蹼妼?dǎo)的酸型。用電導(dǎo)檢測器測量被轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)酸型的陰離子，與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，根據(jù)保留時(shí)間定性，峰高或峰面積定量。通常在飲用水分析中一次進(jìn)樣用來測量氟化物、氯化物、硝酸、硫酸鹽四種無機(jī)陰離子及降水中的鉀、鈉、鈣、鎂等四種陽離子。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器及試劑

美國戴安ICS-900型離子色譜儀配有電導(dǎo)檢測器、化學(xué)抑制器、低脈沖串聯(lián)式雙活塞往復(fù)泵、雙通道蠕動(dòng)泵、數(shù)據(jù)采集/處理軟件等。

標(biāo)準(zhǔn)樣：F-，Cl-，NO3-，SO42-（國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心）

2.2 色譜條件

色譜柱：AS9-HC型陰離子分析柱（250mm-4mm），AS9-HC型保護(hù)柱（50mm-4mm）；流動(dòng)相：3.5mmol/L碳酸氫鈉+1.0mmol/碳酸鈉淋洗液；進(jìn)樣體積：25μL，，流速：1.2mL/min。

2.3 實(shí)驗(yàn)過程

2.3.1 樣品制備

為避免保護(hù)柱，分離柱和抑制柱堵塞，所有水樣需用0.22μm的水相過濾頭過濾后進(jìn)樣，過濾頭應(yīng)及時(shí)更換（不應(yīng)超過3種水樣）。

2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別吸取F-，Cl-，NO3-，SO42-標(biāo)準(zhǔn)貯備液配制6點(diǎn)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，用超純水定容。以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)分別繪制各離子的標(biāo)準(zhǔn)曲線。見表1。

4種陰離子的線性方程，相關(guān)系數(shù)見表2。由表2可知，峰面積與質(zhì)量濃度之間線性關(guān)系良好。

2.3.3 樣品測定

定性分析：用自動(dòng)進(jìn)樣器注入25μL待測樣品，記錄色譜圖。根據(jù)保留時(shí)間確定離子種類，出峰順序?yàn)镕-，Cl-，NO3-，SO42-。

定量分析：測量各陰離子對應(yīng)的峰面積，用外標(biāo)法定量。根據(jù)樣品的峰面積，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線得出各種陰離子的濃度。

3 結(jié)果與討論

3.1 淋洗液濃度的選擇

用帶抑制器的離子色譜儀測定陰離子時(shí)常用Na2CO3/NaHCO3系列淋洗液，不同濃度的淋洗液濃度及流速對分離效果有很大影響。本文通過實(shí)驗(yàn)確定采用3.5mmol/LNaHCO3+1.0mmol/L Na2CO3。分析低濃度樣品時(shí)，可選擇較低的淋洗液流速，以提高檢測的靈敏度。雖然淋洗液流速增加，可以縮短保留時(shí)間，但分離效果不好，檢測靈敏度也會(huì)有同程度的降低。本實(shí)驗(yàn)選用淋洗液流速為1.2mL/min。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)樣品的測試

在選定的最佳條件下，4種陰離子的標(biāo)樣色譜圖如圖1所示，樣品分析只需14min，各離子之間分離完全，無干擾。

3.3 方法的精確度

將標(biāo)樣重復(fù)進(jìn)行6次，分別以積分面積和保留時(shí)間來考察本方法的精確度。計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差（SD）與相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），結(jié)果見表3。

相對偏差均在0.5以內(nèi)，測定具有很好的精密度。

3.4 靈敏度試驗(yàn)

檢測限公式（1）計(jì)算：

DL=2·Noise/H·C（1）

4種離子的檢測限分別為0.001、0.003、0.011、0.011 mg·L-1。

三、結(jié)論

本文對美國戴安ICS-900型離子色譜儀測定實(shí)際水樣中陰離子的方法進(jìn)行了探討，測定結(jié)果表明，該方法簡單易行，結(jié)果準(zhǔn)確，靈敏度高，可以同時(shí)快速測定出實(shí)際水樣中的4種常規(guī)陰離子，且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，降低工作強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)：

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[2]田偉，楊元.離子色譜法測定水中的F-，Cl-，NO2-，NO3-，SO42-[J].化學(xué)分析計(jì)量，2002（2）：13-14.