淺談離子色譜法在地表水環境監測中的應用

2013-11-07 09:05:58鄒敏

資源節約與環保 2013年3期

鄒敏

（重慶市大渡口區環境監測站重慶400084）

近年來我國水資源的污染排放是一個突出的問題，據有關統計數字表明，當前，每年廢水排放總量高達620億噸，據中國環保部最新發布的環境監控數據表明，我國有將近四分之一的地表水目前仍處于污染狀態，僅有不到二分之一的地表水可以作為飲用水[1]。因此加強對水質的監測非常重要。采用離子色譜法可以有效檢測地表水中的無機陰離子，從而監控水的質量。這種方法對監控地表水的質量以及沿河排污具有重要意義。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器和試劑

儀器選擇：本次實驗選取了青島普仁儀器公司生產的PIC—8型離子色譜儀，主要有三部分，分別是平流泵、離子色譜主機以及HW—2000色譜分析工作站，同時還選取了上海醫藥玻璃總廠生產的M—50型微孔膜過濾器[2]。試劑選擇：0.0030moL/LNaHCO3與0.0024moL/LNa2CO3淋洗液，F-、CL-、N、S、N、P-濃度分別為 3mg/L、4mg/L、10mg/L、50mg/L、30mg/L、50mg/L 的混合陰離子標準使用液，CL-的標準物質濃度自行配制，一般為380 ug/L，F-、N、CL-、S采用混合標樣，即符合國家環境保護局標準樣品研究所的樣品規定[3]。實驗室用水選用電導率不超過0.5us/cm的二次去離子水，并且須經0.45um的微孔濾膜以及脫水裝置脫氣。

1.2 標準溶液的配制

標準溶液的配制（來源于國家環境保護局標準樣品研究所）：進口分析純標準NaOH；Cl-標準溶液 (1000 mg/L)，F-標準溶液(1000 mg/L)，N標準溶液 (100 mg/L)，N標準溶液 (100 mg/L)，P標準溶液(500 mg/L)，S標準溶液(1000 mg/L)[4]。其中溶液全部采用電阻超過18.2MΩ超純水進行配制，過濾膜選用Autoscience 0.45μm的水系膜。淋洗液的配制：根據需要，配制一定準確濃度的淋洗液。標準溶液的配制：直接選用標準離子濃度為1000mg/L的標準溶液配制實驗所需濃度。

1.3 工作條件

無機離子分析柱設置：流動相是0.0030moL/LNaHCO3與0.0024moL/LNa2CO3溶液，流速確定為1.5mL/min，進樣量為1mL，抑制器為電滲析抑制器，抑制電流為65mA。

1.4 分析方法

1.4.1 樣品的采集和保存

由于離子色譜法測定樣品中的上述6種無機陰離子不可以添加酸作為保護劑，因此通常是隨時采隨時測，值得注意的是，盛放樣品的容器以密封性好、硬質的聚乙烯瓶為最佳選擇。選擇聚乙烯瓶的主要原因是：聚乙烯這種材質相對大部分的水溶液而言，無明顯的吸附作用與浸析作用，對樣品的保存極好。本次采集的水樣為觀音山水庫。

1.4.2 樣品的預處理

一般來說，清澈無色的地表水可以直接過濾進樣，假如水樣出現顏色或者較渾濁，則須經過離心沉淀和0.45μs濾膜過濾方可進樣。比如：某些特殊的地面水，包括工廠排污口下游的河水、生活垃圾排放下游的河水等，由于受到一定程度的污染，其水樣往往比較渾濁，處理該種水樣則可先用Al(OH)3絮凝沉淀后，再進行活性炭吸附脫色，接著用0.22wm微孔濾膜過濾，最后才施以干凈地表水的處理方法，如此則可進樣分析[6]。

2 結果分析

2.1 檢測無機陰離子的方法

檢測地表水中6種無機陰離子要按規定的程序進行，具體方法為：首先要配制濃度不一樣的混合標準溶液（具體見表1）；然后將離子色譜儀切換至陰離子系統，啟動離子色譜儀，待儀器穩定30min之后，再進行儀器工作條件的設置，分別采集每個標準溶液的色譜圖，接著在一樣條件的色譜條件下進行色譜面積以及保留時間的測定，最后根據峰面積對離子濃度繪制出標準曲線，并在同樣的條件下進行樣品含量的測定[7]。

表1 混合標準溶液的6種無機陰離子濃度（mg/L)

2.2 色譜條件的選擇

2.2.1 淋洗液的選擇

本次實驗選用的是強堿NaOH作為淋洗液。若淋洗液的濃度過高，會引起較大背景電導；過低，則會引起離子洗脫不完全。淋洗液濃度增大時，保留時間會相應減小，如果濃度太大，則會出現脫尾峰，分離結果會變差。經多次改變淋洗液濃度實驗后，確定淋洗液濃度為20mmol/L。

2.2.2 流速的選擇

在離子的洗脫過程中也要謹慎把握淋洗液的流速。若流速過低，會使檢出時間變長；流速過高，則會使保留時間變短。在此實驗中，當流速分別為 1.50，1.30，1.00，0.80，0.60mL/min時，分離效果均較好，而當流速升至1.80mL/min時，柱壓則過大[8]。因此，綜合考慮分離性能及保留時間兩因素，確定流速為1.00mL/min。

2.3 樣品測定及計算方法

①定量法，即多點校準曲線法；②定性法，即保留時間性的方法。具體步驟為：吸取50mL的經預處理水樣置于容量瓶中，用淋洗液稀釋至標線并搖勻，再吸取1mL稀釋后的水樣注入色譜儀中進行檢測分析，最后用校準曲線對定性定量進行測定，用標準公式算出其結果。

2.4 方法檢出限及其回歸方程

把配制好的6種無機陰離子混合標準溶液進行逐一進樣，其中進樣濃度為橫坐標，色譜峰值為縱坐標，如此進行線性回歸，把空白溶液注入到離子色譜儀，采集即可獲得空白溶液基線的色譜圖[9]。接著根據3倍信噪比，即S/N=3的方法計算出各種離子的檢出限。方法的檢出限（進樣量為25μL）、回歸方程（也稱校準曲線方程）以及相關系數具體見表2。

離子名稱

回歸方程