離子色譜法測(cè)定降水中的陰、陽(yáng)離子

郭 英

(官渡區(qū)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，云南 昆明 650200)

離子色譜法測(cè)定降水中的陰、陽(yáng)離子

郭 英

(官渡區(qū)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，云南 昆明 650200)

用離子色譜法對(duì)降水中的陰、陽(yáng)離子進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果準(zhǔn)確，測(cè)定快速、方便，靈敏度高；該方法所用試劑少，分析儀器自動(dòng)化程度較高，提高了分析工作效率。是測(cè)定降水陰、陽(yáng)離子較先進(jìn)的方法。

水樣監(jiān)測(cè)；陰離子；陽(yáng)離子；離子色譜法

按照《酸沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》，要求對(duì)降水中的陰離子：氟離子、氯離子、硝酸根離子、硫酸根離子；陽(yáng)離子：鈉離子、鉀離子、鎂離子、鈣離子、銨離子進(jìn)行分析。4項(xiàng)陰離子和銨離子傳統(tǒng)的分析方法為分光光度法，檢出限較高，測(cè)定時(shí)要用到有毒試劑氟試劑和劇毒汞試劑，且只能單項(xiàng)進(jìn)行分析，操作繁瑣。陽(yáng)離子中鈉離子、鉀離子、鈣離子和鎂離子可用原子吸收分光光度法測(cè)定，操作也較為繁瑣。用離子色譜法對(duì)陰、陽(yáng)離子分別進(jìn)行測(cè)定，每次分析即可同時(shí)檢測(cè)各離子組分，方法檢出限較低，分析線性范圍寬，除標(biāo)準(zhǔn)溶液外，僅需配制甲磺酸溶液。通過(guò)對(duì)已知樣進(jìn)行分析，證明了該方法測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。

1 陰離子測(cè)定試驗(yàn)部分

1.1 方法原理

水質(zhì)樣品中的陰離子經(jīng)陰離子色譜柱交換分離，抑制型電導(dǎo)檢測(cè)器檢測(cè)，根據(jù)保留時(shí)間定性、峰高或峰面積定量。

1.2 主要試劑及儀器

試劑：500mg/L的氟化物、氯化物、硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液，環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所生產(chǎn)；硝酸鉀，優(yōu)級(jí)純，用于自配1000mg/L的硝酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液；氫氧化鉀淋洗液，美國(guó)戴安公司生產(chǎn)。

儀器：AQUION離子色譜儀；RFC-30淋洗液發(fā)生器，AS-DV自動(dòng)進(jìn)樣器，AS-19型色譜柱，DS6型檢測(cè)器，AERS 500 4mm型抑制器,均由美國(guó)戴安公司生產(chǎn)；AL204電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司生產(chǎn)；SB3200超聲波清洗器，必能信超聲(上海)有限公司生產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)過(guò)程

1.3.1 陰離子混合標(biāo)準(zhǔn)使用液、標(biāo)準(zhǔn)系列的配制

分別吸取500mg/L的氟化物、氯化物、硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液和1000mg/L的硝酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液2.00、4.00、20.00、4.00 mL于200 mL容量瓶中，用純水稀釋至刻度線，搖勻。該混合標(biāo)準(zhǔn)使用液中氟離子、氯離子、硫酸根離子、硝酸根離子的濃度分別為5.00、10.00、50.00、20.00mg/L。分別移取上述混合標(biāo)準(zhǔn)使用液1.00、2.50、5.00、10.00、25.00mL于50 mL容量瓶中，用純水稀釋至刻度線，搖勻。該標(biāo)準(zhǔn)系列中各離子的濃度見(jiàn)表1。

1.3.2 試樣測(cè)定過(guò)程

根據(jù)儀器使用說(shuō)明書優(yōu)化測(cè)量條件或參數(shù)，使用氫氧根淋洗液，流速：1.0 mL/min，自動(dòng)進(jìn)樣器進(jìn)樣量為25μL。將空白及標(biāo)準(zhǔn)系列按濃度由低到高的順序依次放入自動(dòng)進(jìn)樣器中，待樣品注入離子色譜儀，記錄峰面積。以各離子的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

對(duì)上述標(biāo)準(zhǔn)系列樣品進(jìn)行分析，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)表2(實(shí)際工作中，可依據(jù)樣品測(cè)量范圍配制相應(yīng)的濃度系列)。

1.3.4 已知樣的測(cè)定

對(duì)混合標(biāo)準(zhǔn)樣品(已知樣)進(jìn)行重復(fù)測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。

2 陽(yáng)離子測(cè)定試驗(yàn)部分

2.1 方法原理

利用溶液中各種離子通過(guò)離子交換柱時(shí)的保留時(shí)間不同，可以分別將它們進(jìn)行分離。然后利用溶液電導(dǎo)與離子濃度的正比關(guān)系，可測(cè)得離子的濃度。

表1 陰離子各組分標(biāo)準(zhǔn)系列濃度表

表2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制表

表3 混合標(biāo)準(zhǔn)樣品(已知樣)測(cè)定結(jié)果表

2.2 主要試劑及儀器

試劑：500mg/L的鈉、鉀、鎂、鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液，環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所生產(chǎn)；淋洗液：20 mmol/L甲烷磺酸(MSA)溶液；氯化銨，優(yōu)級(jí)純，用于自配1000mg/L的銨離子標(biāo)準(zhǔn)溶液。

儀器：ICS-90A離子色譜儀，CS12A型色譜柱，DS5型檢測(cè)器，CSRSTM300 4mm型抑制器，AS-DV自動(dòng)進(jìn)樣器，均由美國(guó)戴安公司生產(chǎn)；AL204電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司生產(chǎn)；SB3200超聲波清洗器，必能信超聲(上海)有限公司生產(chǎn)。

2.3 試驗(yàn)過(guò)程

2.3.1 陽(yáng)離子混合標(biāo)準(zhǔn)溶液、標(biāo)準(zhǔn)系列的配制

分別吸取500mg/L的鈉、鉀、鈣離子單標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，500mg/L的鎂離子標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00 mL，1000mg/L的銨離子標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00mL于100mL容量瓶中，用純水稀釋至刻度線，搖勻。該混合標(biāo)準(zhǔn)使用液鈉、鉀、鈣、銨離子的濃度為100mg/L，鎂離子濃度為50mg/L。分別移取上述混合標(biāo)準(zhǔn)使用液0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL于100mL容量瓶中，用純水稀釋至刻度線，搖勻。該標(biāo)準(zhǔn)系列鈉、鉀、鈣、銨離子的濃度分別為0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mg/L，鎂離子濃度分別為0.25、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50mg/L。

2.3.2 試樣測(cè)定過(guò)程

根據(jù)儀器使用說(shuō)明書優(yōu)化測(cè)量條件或參數(shù)。使用甲烷磺酸淋洗液，流速：1.0mL/min，自動(dòng)進(jìn)樣器進(jìn)樣量為50μL。將空白及標(biāo)準(zhǔn)系列按濃度由低到高的順序依次放入自動(dòng)進(jìn)樣器中，待樣品注入離子色譜儀，記錄峰面積。以各離子的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

對(duì)上述標(biāo)準(zhǔn)系列樣品進(jìn)行分析，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)表4(實(shí)際工作中，可依據(jù)樣品測(cè)量范圍配制相應(yīng)的濃度系列,銨離子選用一次方程擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線)。

表4 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制表

2.3.4 已知樣的測(cè)定

對(duì)混合標(biāo)準(zhǔn)樣品(已知樣)進(jìn)行重復(fù)測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5。

由于較難購(gòu)買到銨離子的已知樣，用氨氮的已知樣進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果用公式進(jìn)行計(jì)算：氨氮濃度=銨離子濃度/1.288。氨氮已知樣用納氏試劑分光光度法的測(cè)定結(jié)果和用離子色譜法測(cè)定銨離子通過(guò)系數(shù)折算為氨氮后的結(jié)果具有較好的比對(duì)性。

表5 混合標(biāo)準(zhǔn)樣品(已知樣)測(cè)定結(jié)果表

表6 氨氮標(biāo)準(zhǔn)樣品(已知樣)測(cè)定結(jié)果表

3 注意事項(xiàng)

(1)配制陽(yáng)離子淋洗液的試劑應(yīng)選用優(yōu)級(jí)純?cè)噭┗蚧鶞?zhǔn)試劑，使用高純水配制，再超聲20min，以趕出溶液內(nèi)的氣泡，防止氣泡影響基線穩(wěn)定性。

(2)自配的標(biāo)準(zhǔn)溶液及樣品溶液須用0.45μm濾膜過(guò)濾后再進(jìn)樣，以免堵塞管路。

(3)第一個(gè)標(biāo)樣或第一個(gè)樣品測(cè)定前和最后一個(gè)樣品結(jié)束后最好做一個(gè)空白樣，清洗管路。超過(guò)14d未使用儀器，開(kāi)機(jī)前要先對(duì)抑制器進(jìn)行活化，最好每7d開(kāi)機(jī)運(yùn)行儀器一次。

4 結(jié)論

用離子色譜法對(duì)降水中的陰、陽(yáng)離子進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果準(zhǔn)確；可分別對(duì)陰、陽(yáng)離子組分同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)定快速、方便，靈敏度高；該方法所用試劑少，避免了傳統(tǒng)分析方法測(cè)定過(guò)程中汞鹽等試劑帶來(lái)的二次污染問(wèn)題，分析儀器自動(dòng)化程度較高，提高了分析工作效率。是測(cè)定降水及清潔水中陰、陽(yáng)離子較先進(jìn)的方法，值得推廣。

[1]酸沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范: HJ/T 165-2004[S].

[2]工業(yè)循環(huán)冷卻水中鈉、銨、鉀、鎂和鈣離子的測(cè)定 離子色譜法: GB/T 15454-2009[S].

[3]水質(zhì) 無(wú)機(jī)陰離子(F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO43-、SO32-、SO42-)的測(cè)定 離子色譜法: HJ84-2016[S].

[4]牟世芬，劉克納，丁曉靜.離子色譜方法及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：5-6

Determination of Anion and Cation in Water by Ion Chromatography

GUO Ying

(Guandu Environmental Monitoring Station, Kunming Yunnan 650200, China)

Ion chromatography method was applied to test anion and cation in water. The method is fast, convenient, and high sensitive with accurate results and less reagents. The equipment is highly automated, which brings high efficiency. The method is one advanced way to test anion and cation.

water monitoring; anion; cation; ion chromatography

2016-12-27

X83

A

1673-9655(2017)04-0090-04