毛細(xì)柱與常規(guī)分析柱離子色譜法測定水中陰離子的優(yōu)缺點分析

付友生

摘要 ? ?本文研究了毛細(xì)柱系統(tǒng)離子色譜法和常規(guī)分析柱離子色譜法的色譜分析條件，比較了2種方法測定水中多種陰離子的優(yōu)缺點。結(jié)果表明，毛細(xì)柱適用于較清潔水質(zhì)的大批量樣品測定，消耗試劑和產(chǎn)生的廢液量更少，是更清潔環(huán)保的新型分析技術(shù);普通分析柱適合復(fù)雜水質(zhì)樣品的測定，離子出峰時間比較穩(wěn)定，分析技術(shù)比較成熟。

關(guān)鍵詞 ? ?毛細(xì)柱;常規(guī)分析柱;離子色譜;水質(zhì)分析;陰離子;優(yōu)缺點

中圖分類號 ? ?O657.8 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）13-0169-01 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

天然水中四大陰離子有CO32-、SO42-、HCO3-和Cl-，由于環(huán)境監(jiān)測管理的需要，F(xiàn)-、NO3-、NO2-、Br-、PO43-、SO32-等離子也經(jīng)常作為監(jiān)測對象為相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或控制標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)。常規(guī)陰離子的分析方法有分光光度法、重量法、滴定法、電化學(xué)法、離子選擇性電極法等，但不同離子的測定方法往往各不相同，不能同時測定多種陰離子，并且各方法分析過程復(fù)雜、干擾因素多[1-3]。近年來，離子色譜的核心技術(shù)分析柱從傳統(tǒng)的常規(guī)分析柱已經(jīng)發(fā)展到了毛細(xì)柱分離技術(shù)，為多組分陰離子的測定引入了新的理念[4-6]。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?儀器及試劑

儀器：離子色譜儀（毛細(xì)柱系統(tǒng)和常規(guī)分析柱系統(tǒng)各1臺），一次性注射器，0.45 μm針式濾器，H柱，RP柱。試劑：KOH淋洗液（或KOH在線產(chǎn)生器）;標(biāo)準(zhǔn)溶液自行配制（或使用市售標(biāo)準(zhǔn)溶液）。

1.2 ? ?毛細(xì)柱系統(tǒng)色譜分析條件

色譜柱：AS19型毛細(xì)管分析柱，AG19型毛細(xì)管保護(hù)柱。ACES型抑制器電流：10 mA;淋洗液流速為0.01 mL/min。為了能同時測定多種陰離子，采用梯度淋洗，程序見表1。

1.3 ? ?普通分析柱系統(tǒng)色譜分析條件

色譜柱：AS11-HC型分析柱，AG11-HC型保護(hù)柱。ASRS型抑制器電流：99 mA;淋洗液流速為1.0 mL/min。為了能同時測定多種陰離子，采用梯度淋洗，程序見表2。

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?毛細(xì)柱系統(tǒng)分析

采用上述毛細(xì)柱系統(tǒng)離子色譜分析條件，使用混合標(biāo)準(zhǔn)溶液對F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO43-、SO32-、SO42-等多種陰離子進(jìn)行分析，測得譜圖見圖1。

由圖1可以看出，毛細(xì)柱系統(tǒng)測定F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、SO42-、PO43-等7種陰離子效果良好。毛細(xì)柱系統(tǒng)由于淋洗液流速較小，不能長時間關(guān)機(jī)，關(guān)機(jī)后系統(tǒng)管路中淋洗液變干形成結(jié)晶而堵塞管路。儀器需要連續(xù)運(yùn)行，對于樣品量大而且每天需求比較有規(guī)律的樣品，可以實現(xiàn)樣品隨到隨分析，節(jié)約了儀器預(yù)熱平衡的時間;由于淋洗液流速很低，消耗同樣多的試劑能測定更多的樣品，同時產(chǎn)生的廢液較少。但由于毛細(xì)柱柱效的特性，該系統(tǒng)較適合分析地下水或較清潔的地表水。毛細(xì)柱系統(tǒng)進(jìn)樣量僅需0.4 μL，并且24 h僅需消耗水14.4 mL，成本很低。

為了得到毛細(xì)柱的交換分離性能指標(biāo)，每間隔1個月測定1次同樣的7種陰離子，連續(xù)測試3個月，觀測毛細(xì)柱各離子保留時間，得到測試譜圖見圖2。

由圖2可以看出，時間間隔1個月，7種陰離子除F-外，其余離子的出峰時間都有不同程度的提前，其中NO3-提前超過2 min。因為儀器一直運(yùn)行，一段時間后各離子的出峰時間都會提前，所以建議每鎘1 d同時分析校準(zhǔn)曲線。

2.2 ? ?普通分析柱系統(tǒng)分析

采用上述中的普通分析柱系統(tǒng)色譜分析條件，使用混合標(biāo)準(zhǔn)溶液對F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO43-、SO42-等多種陰離子進(jìn)行分析，測到譜圖見圖3。

普通分析柱系統(tǒng)測多種陰離子效果良好，由于普通分析柱柱容量較大、抗干擾能力較強(qiáng)，對于復(fù)雜水質(zhì)樣品經(jīng)RP柱去除有機(jī)物等前處理后也能得到比較理想的測定結(jié)果。

3 ? ?結(jié)論

毛細(xì)柱或普通分析柱離子色譜都能對水質(zhì)中大部分陰離子有比較準(zhǔn)確的測定，測定方法具有靈敏度高、準(zhǔn)確性好、操作簡單、使用方便快捷等優(yōu)點。

毛細(xì)柱系統(tǒng)優(yōu)點：適合地下水或較清潔地表水的連續(xù)不間斷分析，試劑消耗及產(chǎn)生的廢液更少。普通分析柱系統(tǒng)優(yōu)點：水質(zhì)適應(yīng)性更廣，適合于多種水質(zhì)樣品的分析，離子出峰時間能夠保留較長時間，樣品測定時可以用曲線中間點進(jìn)行校正。

4 ? ?參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部發(fā)布.水質(zhì) 無機(jī)陰離子（F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO43-、SO32-、SO42-）的測定：離子色譜法HJ 84-2016 [S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2016.

[2] 趙勇.毛細(xì)管離子色譜測定拉薩雪樣中常見堿金屬和堿土金屬離子的含量[J].化工管理，2015（26）：207.

[3] 鄭洪國.毛細(xì)管離子色譜法測定地表水、飲用水中痕量生物胺的含量[J].環(huán)境化學(xué)，2015，34（5）：1020-1021.

[4] 鄭思珩，徐正華，吳嘉文，等.離子色譜法測定飲用水中4種陰離子[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報，2020（1）：215-218.

[5] 顧文奎，趙風(fēng)仙，王雨，等.礦泉水中常見陰離子的毛細(xì)管離子色譜測定法[J].環(huán)境與健康雜志，2010，27（12）：1109-1110.

[6] 楊丙成，刁雪芳.毛細(xì)管離子色譜分析系統(tǒng)研究進(jìn)展[J].色譜，2012，30（4）：333-339.