離子色譜在測定飲用水中F-等10種無機(jī)陰離子的應(yīng)用探討

潘 寧（福建省地質(zhì)礦產(chǎn)局三明實驗室）

離子色譜在測定飲用水中F-等10種無機(jī)陰離子的應(yīng)用探討

潘 寧（福建省地質(zhì)礦產(chǎn)局三明實驗室）

目的：使用一種方法，使其能同時完成對水樣中F-、ClO2-、BrO3-、Cl-、NO2-、Br-、ClO3-、NO3-、PO43-、SO42-等十種無機(jī)陰離子的檢測。方法：該方法采用的是離子色譜法，使用[IonPac AS9分離柱，9.0mmol/LNaHCO3為淋洗液，被檢測的水樣經(jīng)過沉淀脫色之后過濾，并對其進(jìn)行分析。結(jié)果：該方法可以高效、快捷的檢測出水樣中的十種無機(jī)陰離子。該方法的線性范圍廣，相關(guān)性好（r＞0.9991），檢出限低（0.013～0.092mg/L），RSD＜2.28%，樣品加標(biāo)回收率94.0～103.0%，確保了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，試驗過程令人滿意。結(jié)論：該方法具有準(zhǔn)確性高、干擾因素小、靈敏度高、操作簡便以及適應(yīng)性好的優(yōu)點，比較適合水樣中十種無機(jī)陰離子同時進(jìn)行檢測分析。

離子色譜法；無機(jī)陰離子；檢測；酸堿度

1 引言

水中無機(jī)陰離子的種類較多，經(jīng)常檢測的有F-、ClO2-、BrO3-、Cl-、NO2-、Br-、ClO3-、NO3-、PO43-、SO42-等10種，檢測方法有多種，其中較為常見的有容量法、電極法以及分光光度法等。由于各種離子的測定方法不同，而且操作比較繁瑣，故大多數(shù)方法不能同時對這十種無機(jī)陰離子進(jìn)行測定。現(xiàn)在試驗中比較常見的是離子色譜法與高效液相色譜分析技術(shù)。

本文主要對離子色譜法進(jìn)行研究，該方法可同時對這十種無機(jī)陰離子進(jìn)行測定，具有著穩(wěn)定好、操作簡單、靈敏度強(qiáng)、準(zhǔn)確性高的特點，檢測結(jié)果真實有效，效果極佳。

2 材料與方法

2.1 試劑

F-、ClO2-、BrO3-、Cl-、NO2-、Br-、ClO3-、NO3-、PO43-、SO42-使用標(biāo)準(zhǔn)溶液用純水配制，淋洗液使用含量為：9.0mol/L碳酸氫鈉，稀釋1000倍后再使用。其中，實驗用水電導(dǎo)率＜0.5μS·cm-1。

2.2 儀器

Dionex-320型離子色譜儀，IonPac AG9保護(hù)柱，ASRSULTRA 4-mm抑制器，Chromeleon 6.40色譜工作站，IonPac AS9分離柱。0.45μm微孔濾膜，800型離心機(jī)。

2.3 色譜條件

淋洗液：9.0mmol/L NaHCO3，淋洗液流速以1.0ml/min為準(zhǔn)，全程24min即可，電導(dǎo)檢測器靈敏度為10μs，抑制電流50mA，進(jìn)樣量25μl。

2.4 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

取含十種待分析離子的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以1：2：4：1：3：5：5：5：8：6的質(zhì)量濃度比將陰離子混合調(diào)配出不同濃度梯度的混合標(biāo)準(zhǔn)液，再用純水定容。將實驗的結(jié)果用峰面積-濃度分別繪制出各組份的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.5 樣品預(yù)處理

直接進(jìn)樣：瓶裝的飲用水、澄清無色的生活飲用水。過0.45μm一次性濾膜后進(jìn)樣測定：通過離心機(jī)進(jìn)行離心沉淀對有色或者渾濁監(jiān)測的水樣過濾。

2.6 色譜分離情況

標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜分離情況見圖1。其中各組份濃度分別為：F-5mg/L、ClO2-10mg/L、BrO3-20mg/L、Cl-5mg/L、NO2-15mg/L、Br-25mg/L、ClO3-25mg/L、NO3-25mg/L、PO43-40mg/L、SO42-30mg/L。

3 結(jié)果與討論

3.1 儀器條件的選擇

本次試驗使用了9.0mmol/L NaHCO3做淋洗液，采用程序流量1.0mL/min為準(zhǔn)，時間為24min的方法來有效控制時間。在進(jìn)行化學(xué)抑制型電導(dǎo)檢測實驗中，陰離子進(jìn)行分析使用的淋洗液通常為弱酸的鹽。判定是通過在通常情況下如果某種弱酸的鹽在pH值大于8的環(huán)境下可以以陰離子的形式存在，即這種弱酸的鹽我們就可以當(dāng)做淋洗液來使用。

圖1 陰離子標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜分離情況

3.2 方法的線性及檢出限

首先分別調(diào)配出10種陰離子的不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)液，根據(jù)上文中敘述的實驗條件找出它們的線性范圍并繪制成標(biāo)準(zhǔn)的曲線。根據(jù)公式QL=3SA/S[2]，首先測定空白以及標(biāo)準(zhǔn)樣品的的峰面積（A）和響應(yīng)值，再計算出標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率S以及空白樣品連續(xù)11次進(jìn)樣響應(yīng)值的標(biāo)準(zhǔn)差SA，最后算出各組份的檢出限，如表1所示。通過表格結(jié)果顯示，線性范圍越廣，則相關(guān)性越好，檢出限越低。

表1 10種陰離子的線性范圍和檢出限

3.3 方法的精密度和回收率

使用配置一混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，同一水樣連續(xù)進(jìn)樣8次，做精密度實驗。添加一定濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液與樣品同樣處理前，選擇不同水質(zhì)的水樣10份并測出其基礎(chǔ)值，分別進(jìn)樣8次，做回收率實驗（見表2）。結(jié)果表明水樣的精密度RSD為1.64～2.28%，平均回收率94.0～103.0%，精密度和準(zhǔn)確度都很好。

表2 10種陰離子的精密度和回收率

3.4 干擾因素及消除

3.4.1 水樣的預(yù)處理及酸堿度的影響

為了滿足離子色譜儀對被測水樣構(gòu)成的高要求，使實驗結(jié)果準(zhǔn)確性高，樣品進(jìn)樣前必須經(jīng)可靠的預(yù)處理，即復(fù)雜的水樣使用離心分離后，再經(jīng)微孔濾膜過濾，以保持樣品的純度。

3.4.2 共存離子的干擾

水樣含有許多無機(jī)陰陽離子及有機(jī)絡(luò)合離子的化學(xué)復(fù)雜組成，為研究這些物質(zhì)對測定的影響，對水樣中可能含有的離子分別進(jìn)行干擾實驗，實測甲酸、乙酸、丁二酸、抗壞血酸、草酸、檸檬酸的保留時間分別為 3.96min、4.97min、7.24min、10.56min、13.08min、17.62min，與測定組份的保留時間較接近，實測表明干擾離子的響應(yīng)值極低，且水樣中共同存有機(jī)酸等較少有機(jī)陰離子雜質(zhì)，所以對測定不會造成干擾。

4 小結(jié)

離子色譜法相比較于其它的幾種檢測方法而言有著許多的優(yōu)點，一方面該方法可以同時檢測水樣中的 F-、ClO2-、BrO3-、Cl-、NO2-、Br-、ClO3-、NO3-、PO43-、SO42-等 10種無機(jī)陰離子，而且之間不會產(chǎn)生相互的干擾，避免了重復(fù)試驗提高了效率；另一方面該方法操作簡單，快捷而且靈敏度、準(zhǔn)確性較高以及適用范圍較強(qiáng)，具有非常高的實用。但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，離子色譜法在某些方面的使用缺陷也日益顯現(xiàn)，因此這就需要我們的技術(shù)人員不斷改進(jìn)，使其能夠發(fā)揮更大的作用。

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2016-11-12