固相萃取—離子色譜測定土壤中的疊氮根、亞硝酸根和硝酸根

李玉瓊　邵　科　唐曉燕

（1杭州市蕭山區環境保護局浙江杭州3112012杭州市環境監測中心站浙江杭州310007 3杭州市蕭山區環境監測站浙江杭州311201）

固相萃取—離子色譜測定土壤中的疊氮根、亞硝酸根和硝酸根

李玉瓊1邵科2唐曉燕3

（1杭州市蕭山區環境保護局浙江杭州3112012杭州市環境監測中心站浙江杭州310007 3杭州市蕭山區環境監測站浙江杭州311201）

本文提出了一種固相萃取-離子色譜電導抑制檢測的方法測定了土壤中疊氮根、亞硝酸根和硝酸根三種離子。采集到的土壤樣品先經過水超聲提取，再通過離心過濾除去不溶物，最后將提取液過OnGuardⅡRP固相萃取柱除去有機物后，直接進樣100 μL。以IonPac AG18 (4×50 mm）＋IonPac AS18（4×250 mm）分離柱進行分離，1mL/min KOH的速度梯度淋洗，抑制電導檢測。在優化的色譜條件下，疊氮根和亞硝酸根離子的檢出限（S/N=3）分別為10.24 μg/L、3.04 μg/L和2.91 μg/L，三種待測物均具有較寬的線性范圍和良好的線性，相關系數大于等于0.9989。將該方法應用于土壤樣品中疊氮根、亞硝酸根和硝酸根含量的檢測，加標回收率在80.8%～105.3%之間。

固相萃取；離子色譜；疊氮根；亞硝酸根

土壤是生態系統的基本要素之一，是人們賴以生存的物質基礎[1]，土壤分析在提高農產上具有極其重要是作用[2]。土壤中的陰離子的含量與土壤本身的性質和外來因素有關，能為土壤的調查和開發治理土壤環境污染、生態系統的危害以及防止措施等方面提供依據[3-4]。疊氮化鈉是一種毒性僅次于氰化物的劇毒物質，一般可用于汽車安全氣囊的氣體填充物，也可用作有機合成原料、農藥原料以及分析試劑[5]。硝酸鹽易在細菌作用下被還原成亞硝酸鹽[1]，亞硝酸鹽易在人體中誘發癌變[6]。疊氮化鈉、硝酸鹽和亞硝酸鹽一定進入到土壤環境中，就很有可能被人體吸收，從而引發一些地方性的疾病和癌癥。因此，對土壤中這三種離子的檢測具有重要的意義。

傳統用于土壤中陰離子的含量的測定方法只要有分光光度法[7]、滴定法、重量法等，然這些方法操作復雜，耗時長，誤差大，并且不同同時測定多種離子[8]等缺點。離子色譜，作為一種能夠快速分離陰陽離子的色譜手段[9]，已經被用于土壤中一些陰離子的測定[10-11]。然而目前，關于同時測定這三種離子的報道國內并沒有報道。因此，本實驗設計一種抑制型電導離子色譜法測定土壤樣品中的疊氮根、亞硝酸根和硝酸根。由于土壤樣品的復雜性，在前處理中，采用了OnGuradⅡRP柱對樣品進行凈化處理，除去了對色譜柱有一定傷害的有機組分。

1　試驗部分

1.1儀器與試劑

Thermo Fisher ICS-2100型離子色譜儀，配有一個可加熱的DS6檢測器，一個陰離子抑制器，一個單元泵，一個KOH淋洗液發生器，一個柱溫箱，100 μL定量環，圖譜檢測和數據處理是采用變色龍6.8色譜工作站。

OnGuardⅡRP固相萃取柱；0.22μm水性濾膜針頭濾器；試驗用水均為新制備的電阻率大于18.0MΩ的二次去離子水。

1.2色譜條件

IonPac AG18陰離子保護柱(4×50mm），IonPac AS18陰離子分析柱（4×250mm）；流速1mL/min；柱溫30℃；進樣體積100μL。梯度淋洗過程：0min~20min KOH的濃度為9mM；20.01min~27min KOH的濃度為40mM；27.01min~35min KOH的濃度為9mM。

1.3標準溶液的制備

用分析天平準確稱取0.1548g疊氮化鈉標準品，用去離子水溶解，定容至100 mL，配制成濃度為1000 mg/L疊氮根的標準儲備液，保存于4℃的冰箱中。

用分析天平準確稱取0.1371g硝酸鈉標準品，用去離子水溶解，定容至100 mL，配制成濃度為1000 mg/L硝酸根的標準儲備液，保存于4℃的冰箱中。

用分析天平準確稱取0.1500 g亞硝酸鈉標準品，用去離子水溶解，定容至100 mL，配制成濃度為1000 mg/L亞硝酸根的標準儲備液，保存于4℃的冰箱中。

混合標準溶液：分別取不同量的1000 mg/L的疊氮根、硝酸根和亞硝酸根，配成一系列不同濃度的混合標準溶液。

1.4土壤樣品的前處理[12]

在室內，自然風干土壤樣品，研磨過篩后，用分析天平稱取5.000 g于錐形瓶中，加50 mL的去離子水，常溫超聲振蕩30min，靜置澄清后，取上層清液以10000 r/min離心10 min后過濾，濾液過0.2 μm濾膜，得到待測液。

分別用甲醇和去離子水活化固相萃取小柱，將上面處理好的待測液通過活化好的OnGuradⅡRP柱，除去土壤中有機物，棄去前3 mL,收集后來的2 mL的處理液，即可進樣分析。

圖1　有機物的消除紫外譜圖（檢測波長240nm）（a）為直接進樣色譜圖；（b）為去離子水色譜圖；（c）為過OnGuradⅡRP柱后色譜圖

2　結果與討論

圖2　0　.2mg/L NO2-，0.2mg/L N3-，5mg/L NO3-標準溶液色譜圖

表1　標準曲線

表2　方法的精密度、檢出限

2.4樣品分析及加標回收率

采集不同地區的土壤樣品，將土壤樣品按照1.4節的方法進行處理后，在優化的色譜條件下進行測定，結果見表3。1號樣品色譜圖見圖3。在樣品1中加入3個不同濃度水平的3種陰離子標準溶液，按樣品前處理方法處理后進行測定，加標回收試驗的結果見表4。

表3　樣品中疊氮根、亞硝酸根和硝酸根離子的測定值

表4　加標回收率試驗結果

3　結語

本工作采用固相萃取-離子色譜抑制電導檢測對土壤中疊氮根、亞硝酸根和硝酸根進行測定，該方法操作簡單，靈敏度高，檢出限低，回收率好，能夠完全滿足測試要求，具有一定的實用價值，為土壤中陰離子的測定提供了一定的思路。

[1]胡平,解彥平,任永紅.固相萃取-離子色譜法測定土壤中亞硝酸鹽和硝酸鹽.理化檢驗:化學分冊,2012(11):1318-1320.

[2]張樹香.離子色譜測定新疆土壤中Cl-,NO3-和SO42-.現代科學儀器,2004(5):60-61.

[3]張蘭勝,劉光明.白藜蘆醇的研究概述.大理學院學報,2007,6(4): 72-75.

[4]Lmauela Raventos R M,Roncro-Perez A I,Waterhouse A L,et a1. Direct HPLC analysis of cis-resveratrol and trans-resveratrol and piceidisomers in Spanish red Vitis vinijera wines.J Agrie Food Chem, 1995,43:281-283.

[5]余波,史堅.離子色譜-抑制電導檢測法測定河水中的疊氮化合物.離子色譜學術報告會,2010.

[6]蔡薈梅,侯如燕,高柱.離子色譜法測定茶葉中的硝酸鹽和亞硝酸鹽.茶葉科學,2012,32(2):95-99.

[7]何前鋒,呂雁.亞甲藍分光光度法測定土壤中硫化物.安徽化工, 2002,28(3):52-53.

[8]Anton K,Bianca R,Bea S.Comparison of different methods to determine polar compounds in frying oils.Eur Food Res Teehnol,2001, 213:377-380.

[9]HuangZP,Subhani Qa,Zhu ZY,et al.A single pump cycling-column-switching technique coupled with homemade high exchange capacity columns for the determination of iodate in iodized edible salt by ion chromatography with UV detection.Food Chem,2013(139): 144-148.

[10]解彥平,胡平,任永紅.固相萃取-離子色譜法測定土壤中三種有效陰離子.應用化工,2013,42(03):565-568.

[11]楊春霞,李彩虹,趙銀寶.離子色譜法測定土壤中無機陰陽離子含量.理化檢驗:化學分冊,2012(10):1199-1202.

[12]解彥平,胡平,何燕等.固相萃取一離子色譜法測定土壤中氟化

物實驗方法的探討.醫學動物防制,2012,28(4):458-460.

圖3　樣品色譜圖

2.2淋洗液條件的選擇

為了能夠將疊氮根、硝酸根和亞硝酸根較好的分離出來，實驗對淋洗液條件進行了優化，經過一定的研究對比，確定采用KOH梯度淋洗：0 min～20min，KOH的濃度為9mM；20.01 min～27min KOH的濃度為40mM；27.01 min～35min，KOH的濃度為9mM。這樣的淋洗液條件可以使得目標離子很好得分離出來，目標離子分離完后再用40 mMKOH對柱子進行一個沖洗過程，為下一針樣品的分離做好準備。

2.3標準曲線、檢出限、以及精密度

在優化的色譜條件下，將混合標準溶液濃度按從低到高，依次進樣，以質量濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標，繪制標準曲線，線性相關的結果如表1所示。取其中一組濃度的混合標準溶液，連續進樣7次，計算三種離子的相對標準偏差（RSD），結果見表2，標準離子色譜圖見圖2。用濃度稀釋法在3倍信噪比時測得N3-、NO2-、NO3-的檢出限，結果見表2。

李玉瓊（1982—），女，碩士研究生，主要從事環境咨詢管理。見圖1，我們可以發現OnGuradⅡRP固相萃取柱能夠很好地除去土壤中的有機物。