離子色譜法與鉻酸鋇分光光度法測定水體中硫酸鹽的比較

王新華 王桂花

【摘要】分別使用離子色譜法和鉻酸鋇分光光度法測定棗莊市6個生活飲用水水源地中的硫酸鹽含量，來比較這兩種監測方法是否存在顯著性差異。其結果顯示：離子色譜法和鉻酸鋇分光光度法均可以取得較好的準確度，其精密度、準確度和測定結果無顯著性差異，均可作為測定生活飲用水中硫酸鹽的方法。離子色譜法比鉻酸鋇分光光度法更簡便、快速，更適合大批量的樣品的檢測，可推廣使用。

【關鍵詞】離子色譜法；鉻酸鋇分光光度法；硫酸鹽

引言

硫酸鹽在自然界分布廣泛，水中的硫酸鹽主要來源于巖石土壤中礦物組分的風化和林溶，金屬硫化物氧化也會使硫酸鹽含量增大。當飲用水中硫酸鹽含量超過250mg/L時，會使人出現腹瀉和胃腸道紊亂，為了保障飲用水安全，因此建立快速測定硫酸鹽的方法具有重要的現實意義。目前水中硫酸鹽測試方法有鉻酸鋇分光光度法、離子色譜法和重量法。本文對鉻酸鋇分光光度法和離子色譜法分別測定棗莊市6個生活飲用水中硫酸鹽的差異性進行比較，并探討了其優缺點。

1、實驗方法與原理

1.1 鉻酸鋇分光光度法測定方法與原理

1.1.1 實驗儀器。鉻酸鋇分光光度法使用儀器為TU-1901雙光束紫外可見分光光度計。

1.1.2 測定原理。鉻酸鋇分光光度法的測定原理：在酸性溶液中，鉻酸鋇與硫酸鹽生成硫酸鋇沉淀，并釋放出鉻酸根離子。溶液中和后多余的鉻酸鋇及生成的硫酸鋇仍是沉淀狀態，經過濾除去沉淀。在堿性條件下，鉻酸根離子呈現黃色，測定其吸光度可知硫酸鹽的含量。

1.1.3 實驗試劑。硫酸鹽標準溶液[ρ（SO4-2）=1000mg/L]，鉻酸鋇懸濁液，氨水（1+1），鹽酸溶液C（Hcl）=2.5mol/L。

1.1.4 實驗分析步驟。鉻酸鋇分光光度法分析步驟：分取50ml水樣置于150ml錐形瓶中。另取150ml錐形瓶八個，分別加入0、0.25、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00及10.00ml硫酸根標準溶液加蒸餾水至50ml。向水樣及標準溶液中各加1ml2.5mol/L鹽酸溶液，加熱煮沸5min左右。取下后再各加2.5ml鉻酸鋇懸濁液，再煮沸5min左右。取下錐形瓶稍冷后，向各瓶逐滴加入（1+1）氨水至呈檸檬黃色，再多加2滴。待溶液冷卻后，用慢速定性濾紙過濾，濾液收集于50mL比色管內（如濾液渾濁，應重復過濾至透明）。用蒸餾水洗滌錐形瓶及濾紙三次，濾液收集于比色管中，用蒸餾水稀釋至標線。在440nm波長，用lcm比色皿測量吸光度，繪制校準曲線。

1.2 離子色譜法測定方法與原理

1.2.1 實驗儀器。離子色譜法使用儀器：IC-8618型離子色譜儀，LC-P100高壓恒流泵，Hhw2000色譜工作站，HT-300自動進樣器，NJ-SA-4A型離子色譜柱。

色譜條件：淋洗液0.24mol/LNa2CO3+0.30mol/LNaHCO3；流速1.50ml/min，進樣量25uL。

1.2.2 測定原理。離子色譜法測定原理：采用陰離子交換分離柱分離無機陰離子（F-、CL-、NO2-、NO3-、SO4-），以碳酸鈉-碳酸氫鈉溶液為淋洗液，硫酸溶液為再生液，用電導檢測器進行檢測。將樣品的色譜峰與標準溶液中各離子的色譜峰相比較，根據保留時間定性，峰高或峰面積定量。一次進樣可連續測定五種無機陰離子。

1.2.3 實驗試劑。淋洗液配置：碳酸鈉（1.7mmol/L）-碳酸氫鈉（1.8mmol/L）溶液。

1.2.4 實驗分析步驟。離子色譜法分析步驟：將水樣經0.12μm濾膜過濾除去渾濁物質，將標準溶液和水樣注入色譜儀進樣系統，記錄峰高和峰面積，通過工作站軟件直接計算出硫酸鹽含量。

2、成果對比分析

2.1 數據選用。采用2016年10月測定數據，分別用鉻酸鋇分光光度法和離子色譜法對棗莊市周村水庫、荊泉、羊莊、山亭、渴口、張莊6個水源地（共計6份水樣），進行硫酸鹽含量的測定分析。

2.2 測定曲線成果。測得鉻酸鋇分光光度法工作曲線為：Y=5.02×10-2x+2.05×10-3，相關系數r=0.9995；離子色譜法工作曲線為：Y=3.06×105x-2.70×105，相關系數r=0.9997，詳見表1。

2.3 標準樣品檢驗。使用鉻酸鋇分光光度法和離子色譜法分別對硫酸鹽標準樣品（濃度為91.0±3.2）進行5次測定，測定結果見表2。

由表1可知，其變異系數分別為0.43%和0.20%，表明兩種方法的測定結果均符合質控要求。對兩種方法的精密度進行F檢驗，根據公式計算得出F=4.28，在95%的置信水平下查F分布表得F0.05（5，5）=5.05，F

2.4 差異性檢驗。計算6份水樣兩種方法測定結果的相關系數，得到相關系數為0.9940，說明兩種方法測定結果是相關樣本，采用配對t檢驗，檢驗其差異的顯著性，t=2.310.05，兩種測定方法的測定結果無顯著顯著性差異。

2.5 兩種測定方法的比較。

鉻酸鋇分光光度法測定水中的硫酸鹽是常用的經典方法，適用地表水和地下水，適用范圍廣，儀器設備簡單，但易受水中碳酸根離子干擾。離子色譜法可同時分析水中的F-、CL-、NO2-、NO3-、SO4-等離子含量，方便，干擾較少，靈敏度、準確度高、重現性較好，并且可以實現自動進樣，自動定性和定量分析，減少了工作量，提高了工作效率。

3、結論

通過實驗結果表明，鉻酸鋇分光光度法和離子色譜法測定飲用水中的硫酸鹽均可以取得較好的準確度，其方法的精密度、準確度和測定結果無顯著性差異，均可作為測定生活飲用水中硫酸鹽的方法。離子色譜法比鉻酸鋇分光光度法簡便、快速，更適合大批量的樣品的檢測，可推廣使用。

參考文獻：

[1]黃君禮.水分析化學[M].第二版.北京：中國建筑工業出版社，1997.

[2]韓照祥，王超，馬洪超.飲用水中多種無機陰離子的離子色譜測定法[J].環境與健康雜志，2008，9（2）：813-816.

作者簡介：王新華（1979-），男，山東滕州人，研究生，棗莊市水文局，工程師。研究方向：水文水資源。