離子色譜法測定飲用水中9種常見陰離子

趙海霞

摘 要 采用離子色譜法對飲用水中9種常見陰離子進行測定，線性關系R2均在0.999以上，相對標準偏差RSD均小于5 %，加標回收率在90 %～105 %之間，該方法簡單易行，靈敏度高，精密度好，一次性同時測定9種陰離子，大大提高檢驗效率。

關鍵詞 離子色譜 飲用水 陰離子 消毒副產物

前 言

《生活飲用水衛生標準》GB 5749-2006中明確規定2種消毒副產物氯酸根離子（ClO3-）、亞氯酸根離子（ClO2-）[1]和4種常見陰離子氟離子（F-）、氯離子（Cl-）、硫酸根離子（SO42-）、硝酸根離子（NO3-）的限量指標[2]；溴離子（Br-）、亞硝酸根離子（NO2-）屬于有毒有害高危離子，直接影響人體健康[3] ；磷酸根離子（PO43-）作為生活飲用水中的常見離子，濃度過高，會影響水質。以上9種陰離子含量的檢測方法在相關標準中都有介紹。常規陰離子檢測方法包括氟電極法、化學滴定法和分光光度法[4～6]在內的傳統檢測方法和離子色譜法，傳統檢測方法存在著操作步驟繁瑣、費時，靈敏度低，重現性差等缺點；離子色譜法是利用離子交換原理對多種陰、陽離子進行定性和定量分析的一種儀器分析方法，與傳統方法比較有很多優點。本文采用電導檢測器檢測[7，8]，使用自動進樣器進樣，一次性同時測定9種陰離子，降低工作量，節約了成本，提高檢測靈敏度和穩定性，得到較為滿意的結果。

1 材料與方法

1.1 儀器

Dionex ICS-3000離子色譜儀（戴安），CDet1電導檢測器；陰離子抑制器Dionex ASRS-4 mm，chromeleon 6.4色譜工作站、微孔濾膜Ф 0.22 mm（水性） 。

1.2 試劑與材料

1.2.1 超純水 電阻率為18.2 MΩ/cm2。

1.2.2 氟離子、氯離子、硝酸根、亞硝酸根、溴離子、硫酸根離子、磷酸根離子標準溶液由國家標物中心提供；亞氯酸鹽、氯酸鹽標準溶液由農業部環境保護科研監測所提供。

1.2.3 標準系列 分別量取適量氟離子、氯離子、硝酸根、亞硝酸根、溴離子、硫酸根離子、磷酸根離子、亞氯酸鹽、氯酸鹽用超純水定容至50 mL，依次配成5個不同濃度的混合標準系列。

1.3 色譜條件

色譜柱：Ionpac AS 9陰離子交換柱（250 mm ×4 mm），AG 9保護柱；

淋洗液：8.0 mmol/L Na2CO3；流速：1.0 mL/min；抑制器抑制模式：外接純水模式；

進樣體積： 100 mL；

柱溫箱溫度：30 ℃，電導檢測池溫度：35 ℃。

1.4 樣品測定

取水樣直接經0.22 mm微孔濾膜過濾后進樣。

2 結果與討論

2.1 柱溫的影響

以經適當稀釋的9 種離子混合標準溶液為分離對象，淋洗液為 8.0 mmol/L Na2CO3，在30～40℃之間改變柱溫進行分析，發現35℃時各組分分離效果最好。

2.2 淋洗液濃度的影響

本實驗通過改變不同濃度的碳酸鈉溶液淋洗液在35℃下進行分析。發現隨碳酸鈉溶液濃度的增加各類陰離子的保留時間相應縮短。但淋洗液濃度過低運行時間太長，且峰形較寬。所以經實驗淋洗液濃度最終選用8.0 mmol/L Na2CO3。圖1 是混合標準品的色譜分離圖，由圖1 可見9種離子的分離效果良好。

圖1 混合標準溶液的色譜圖

2.3 工作曲線和最低檢測濃度

配制7種陰離子和2種消毒副產物的標準溶液，然后用逐步稀釋法配制出這9種物質的5份混合標準溶液，在選定的色譜條件下測量峰面積，以峰面積（s）為橫坐標，質量濃度（C）為縱坐標進行回歸分析，3倍的信噪比計算出最低檢出限，9種物質的回歸方程、相關系數和檢出限如表1所示，從表1中可以看出線性關系較好，方法中各物質檢測的靈敏度較高，滿足水質的檢驗要求。

2.4 方法的準確度和精密度

由于試驗中所用水樣僅存在部分離子，所以對水樣中沒有的離子加入一定量的混合標準溶液，并從中取6份制備好的水樣作為平行樣分別測定，以峰面積定量計算出RSD%（表2），可見氟離子RSD為0.3 %、氯離子RSD為0.5 %、硝酸根RSD為2.6 %、亞硝酸根RSD為3.0 %、溴離子RSD為3.5 %、硫酸根離子RSD為0.6 %、磷酸根離子RSD為4.6 %、亞氯酸鹽RSD 1.2 %、氯酸鹽RSD 4.3 %，相對標準偏差RSD均小于5 %。

2.5 加標回收率

取一定量飲用水加入一定量的標準溶液，進樣如表3所示，測得這9種物質的加標回收率均在90 %～105 %之間。

2.6 樣品色譜圖分析

如圖2、圖3分別為飲用水中加入9種混和標準溶液色譜圖和飲用水樣品離子色譜圖，從峰形上可見所要測定的9種離子峰形較好，無其他離子干擾。

圖2 飲用水加標色譜圖

圖3 飲用水樣品色譜圖

3 結論

本實驗以8 mmol/L碳酸鈉作為淋洗液，同時分離和測定了飲用水中七種陰離子和2種消毒副產物，線性關系良好，檢出限低，回收率均在90%～105%之間，相對標準偏差（RSD）小于5 %，與國家標準GB/T 8538-2008、GB/T 5750-2006中亞硝酸鹽需采用紫外可見分光光度計測定比較，本方法能同時測定9種離子，不僅縮短檢驗時間，提高檢驗效率，而且降低了消耗試劑成本。

參考文獻

[1] 黎華壽，張修玉，姜春曉.氯酸鹽生態毒理研究進展[J].生態學雜志，2005，24（11）：1323-1328.

[2] 中國國家標準化管理委員會.GB5749-2006 中國標準書號[S].北京：中國標準出版社.2007.

[3] 王麗， 黃君禮.二氧化氯、亞氯酸鹽和氯酸鹽水溶液的致突變性[J].環境化學，2002，7（4）：412-413.

[4] 牟世芬，劉開錄.離子色譜[M].北京：科學出版社.1986.

[5] 中國國家標準化管理委員會.GB/T8538-2008 中國標準書號[S].北京：中國標準出版社.2009.

[6] 中國國家標準化管理委員會.GB/T5750-2006 中國標準書號[S].北京：中國標準出版社.2007.

[7] 李云燕.離子色譜分析中的幾個問題探討[J].中國環境監測，2005，21（2）：44-48.

[8] 蔡秀英，黃壁豐，衷明華.離子色譜法測定陰離子[J].儀器儀表與分析監測，2006（4）：32-33.