淺析基于離子色譜法的飲用水中無機陰離子的測定

胡德菊

（昭通市環(huán)境監(jiān)測站，云南 昭通 657000）

根據(jù)《生活飲用水標準檢驗方法》（GB/T5749.5-2006），水質(zhì)檢測常規(guī)指標主要包括氟、氯、氮和硫等無機物[1]。所以，測定水中的陰離子時，目前推薦配合使用普通理化分析法與先進的離子色譜檢測法。但是，由于試驗干擾較多，不同離子的分析方法也不盡相同，導致測量誤差較大，以至無法同時測定。作為一種高效、快速、新型的分離技術(shù)，離子色譜檢測技術(shù)不僅具有創(chuàng)新優(yōu)勢，還具有靈敏度高、操作方便、成本低、可以同時測定多種組分等優(yōu)點，目前仍在不斷發(fā)展[2-3]。

當前，人們可以利用離子色譜檢測法，測定水體中含有的氟化物、氯化物、硝酸鹽和硫酸鹽。過去，人們大多使用Na2CO3、NaHCO3作為淋洗液。然而，隨著免試劑離子色譜技術(shù)（技術(shù)RFIC）的推出，現(xiàn)在已經(jīng)不再需要人工配制淋洗液。只需利用淋洗液發(fā)生器，配合使用自動再生抑制器，再加上高純水，就能夠通過電解生成氫氧根。這樣不僅可以減少試驗中接觸化學試劑的機會，保證試驗進行和人員安全，還可以避免使用試劑給環(huán)境帶來污染，消除人工配制淋洗液產(chǎn)生的誤差[4]。本試驗采用Na2CO3和NaHCO3作為淋洗液，特意配制0.5 mol/L的Na2CO3和NaHCO3，分別取7 mL的Na2CO3和2 mL的NaHCO3在1 L的容量瓶內(nèi)用純水定容，再利用離子色譜法探究4種離子的水中測定。

1 試驗部分

1.1 主要儀器與試劑

本驗采用大量儀器，主要儀器有Dionex ICS-900離子色譜儀、陰離子微膜抑制器。除此之外，還有電導檢測器DS5、柱溫箱HPLC、再生捕獲柱CRATC、AS-DV自動進樣器、Chromeleon 7.0色譜工作站和Millipore超純水儀等，以保證試驗結(jié)果的準確性。試劑購自中國計量科學研究院，采用電阻率為18.2 MΩ·cm的超純水，配制成F-、Cl-、NO3--N、SO42-濃度分別為1000 mg/L的標準溶液，并配制0.5 mol/L 的 Na2CO3和 NaHCO3。

1.2 色譜條件

在保證試驗準確性的前提下，采用IonPac AG-19陰離子保護柱（4 mm×50 mm）和IonPac AS-19陰離子分析柱（4 mm×250 mm），并按照1.0 mL/min的流速、25℃的柱溫，以流動相為13～35 mmol/L的淋洗液進行濃度梯度淋洗。同時，固定抑制器電流大小為87 mA，采取100 μL作為進樣體積，對峰面積和電導檢測進行定量。

1.3 標準溶液的配制

1.3.1 標準混合使用液的配制

使用移液管準確吸取1 mL的F-、20 mL的Cl-、5 mL的NO3--N以及20 mL的SO42-標準溶液（1000 mg/L），將它們吸取出來后共同放置于一個容量為50 mL的容量瓶中，然后用超純水稀釋，直到稀釋的液體到達刻度線后，用手將瓶中的溶液搖勻，這樣就得到了混合標準使用液。

1.3.2 標準工作液的配制

以上述方法為基礎(chǔ)，在標準混合使用液中加入超純水，然后用手搖勻，配制標準工作液，濃度配制標準如表1所示。

表1 陰離子濃度

1.4 樣品的測定

樣品測定前，選用過濾器使樣品通過0.22 μm水系濾膜單獨過濾，驗證過濾結(jié)果符合試驗要求后，直接采用自動進樣器AS-DV進樣。

2 結(jié)果與討論

根據(jù)上述試驗確定的色譜條件，結(jié)合標準曲線、方法檢出限和測定下限等，經(jīng)過多次試驗，筆者確定了標準溶液中各種離子對應的色譜圖，如圖1所示。

圖1 濃度為40 mg/L標準溶液中各離子色譜

由圖中色譜可知，只要其他因素恒定，在以上條件下，能夠很好地將F-、Cl-、NO3--N以及SO42-四種陰離子分離出來，它們的保留時間分別為4.497 min、8.381 min、13.411 min、22.641 min。

圖2 濃度為0.1 mg/L的標準溶液譜圖

圖3 濃度為0.5 mg/L的標準溶液譜圖

圖4 濃度為100 mg/L的標準溶液譜圖

從圖2、圖3和圖4的結(jié)果來看，0.1 mg/L時，F(xiàn)-和NO2-的色譜峰峰形變得不標準，測定的濃度最低是0.1mg/L，標準溶液的濃度梯度為：0.1 mg/L，0.5 mg/L，5 mg/L，10 mg/L，40 mg/L，100 mg/L。利用這種方法，人們可以得到標準溶液中這幾種陰離子對應的標準曲線、方法檢出限、相關(guān)系數(shù)以及測定下限。

除此之外，在使用過程中，人們必須嚴格執(zhí)行國際純粹和應用化學聯(lián)合會（IUPAC）對檢驗分析方法的相關(guān)規(guī)定。試驗期間，對空白樣進行21次反復測定，計算出空白值的標準偏差，然后按照式（1）進行計算。

式中，D.L為方法檢出限；k為根據(jù)一定置信水平確定的系數(shù)，取值為3；Sb為空白測定值的標準差；K為利用標準曲線回歸方程的斜率。

檢測水質(zhì)時，人們往往將以下幾種物質(zhì)作為常規(guī)指標，即F-、Cl-、NO3--N與SO42-[1]。本試驗將研究對象分別擬定為水源水、管網(wǎng)水和出廠水，在各自的試管中加入混有F-、Cl-、NO3--N、SO42-的混合標準溶液，然后靜置。最后，結(jié)合以上條件，通過實驗測定精密度和準確度，為盡量減小誤差，測定次數(shù)應達到七次，最終求出平均數(shù)。

3 結(jié)論

為了全面檢測生活飲用水，人們可以采用離子色譜法同時測定其中的F-、Cl-、NO3--N、SO42-四種無機離子。與其他方法相比，該方法檢測更加靈敏、簡單、準確，而且檢出限較低、回收率較高，具有很大的實用價值。