離子色譜法測定土壤中的氯離子

張偉亞，臧玉紅，田玉新，劉 衛

(1.承德華勘五一四地礦測試研究有限公司，河北 承德 067000；2.承德石油高等專科學校 化學工程系，河北 承德 067000)

土壤中離子成分分析對農業中耕作施肥、優化土質和作物生長及土壤環境監測等起著非常重要的作用[1-3]。其中，氯離子的檢測是土壤有效態中必測的項目之一[4]。氯離子傳統的檢測方法是滴定法，該方法操作繁瑣，干擾多。隨科技發展，離子色譜技術應用越來越廣泛，其能夠很好地解決這一問題，同時可以分析測定多種陰離子。對儀器工作條件進行了重點考察，同時采用超聲提取技術，完成了離子色譜法對土壤樣品中氯離子的分離測定。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

Thermo Integrion型離子色譜儀，賽默飛世爾科技公司；配EGC-KOH淋洗液自動裝置，賽默飛世爾科技公司；KQ5200B型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；TG16-WS型離心機，湖南湘立科學儀器有限公司。

氯離子(Cl-)標準儲備液：1 mg/mL。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品預處理

稱取風干研磨后的土壤樣品0.5 g，超聲波提取，在3 000 r/min的轉速下離心5 min，取上層清液經0.22 μm的微孔濾膜過濾于樣品管中，進離子色譜儀進行分析測定。

1.2.2 儀器工作條件

IonPac AG19陰離子保護柱(4 μm×50 mm)；IonPac AG19陰離子交換柱(4 μm×250 mm)；AERS500(4 mm)陰離子抑制器；抑制型電導檢測器；20 mmol/L的氫氧化鉀溶液等梯度淋洗；流速為1.0 mL/min；進樣量25 μL；柱溫30 ℃。

2 結果與討論

2.1 淋洗液的濃度

淋洗液濃度的不同直接影響待測組分的出峰時間和分離效果。減小淋洗液濃度，組分出峰變慢，分析時間延長。增大淋洗液濃度，組分出峰時間縮短，但分離效果變差。分析時間和分離效果隨淋洗液濃度的變化情況如圖1和圖2所示。實驗結果顯示，隨淋洗液濃度增大，分析時間逐漸縮短。當淋洗液濃度小于20 mmol/L時，分離效果良好；淋洗液濃度大于20 mmol/L時，各離子之間分離變差。綜合考慮分析時間和分離效果，選擇KOH淋洗液的濃度為20 mmol/L。

2.2 流速

流速的變化對待測組分的分析和儀器有很大影響。流速增大，分析時間縮短，但柱壓變大，在工業生產中長時間操作嚴重影響分離柱的使用壽命。減小流速，柱壓會隨之變小，分析時間變長，影響生產效率。結合基本理論和實踐情況，流速確定為1.0 mL/min。

2.3 超聲時間

超聲提取[5]是通過快速機械振動達到土壤中離子溶解出來的目的，提取時間的長短非常重要。在常溫下，實驗考察了超聲時間分別為5 min、10 min、20 min、30 min、40 min和60 min時，土壤成分分析標準物質(GBW07448)超聲提取后氯離子的測定結果(見圖3)。圖3結果表明，超聲時間越長，氯離子的測定值隨著變大，超聲提取20 min以后，氯離子的測定值基本穩定，且在標準值允許范圍之內，故超聲時間選擇20 min。

2.4 色譜圖

在最佳實驗條件下，土壤成分分析標準物質(GBW07448)的離子色譜圖見圖4，氯離子與土壤中其他離子能夠完全分離，測定不受干擾。

3 樣品分析

3.1 工作曲線和檢出限

將一定梯度含量的土壤標準物質，在最佳儀器工作條件下進行前處理操作，然后進離子色譜儀分析，以氯離子質量濃度(x，μg/g)為橫坐標，所對應峰面積(y)為縱坐標，建立氯離子的工作曲線，如表1所示。

表1 線性方程、線性范圍及檢出限

3.2 樣品中氯離子測定

分別稱取氯離子不同含量的土壤樣品，每個樣品平行稱取3次，最后取平均值，超聲提取20 min，在最佳儀器工作條件下測定氯離子，結果如表2。其中，土壤樣品(GBW07450)的色譜圖如圖5。由實驗結果可得，氯離子含量不同的土壤樣品，測定結果都在標準值允許范圍之內，一致性良好。

表2 土壤樣品的測定值(n=3)

3.3 回收率

用GBW07450、GBW07448土壤樣品進行加標回收率實驗，結果見表3。從實驗結果可以看出，氯離子的加標回收率在94.5%～105%，相對標準偏差為3.6%～4.5%，表明本實驗的方法準確可靠，能夠應用于工業生產的實踐。

表3 氯離子回收率測定結果(n=7)

3.4 實際樣品氯離子測定

超聲提取20 min，在最佳的儀器工作條件下，對實際加工的土壤樣品進行測定，樣品編號為T308～T310，氯離子測定結果如表4。

表4 實際樣品測定結果(n=2)

4 結論

采用超聲提取-離子色譜法對土壤樣品中氯離子進行提取與測定，與傳統方法(硝酸銀滴定法)相比，該方法前處理操作簡單，減少了化學試劑硝酸銀的使用，且快速準確、靈敏度高、安全和實用，在工業生產的實際檢測中值得參考與應用。