水中氟化物、亞硝酸根離子色譜法探究

牛紅莉

(國土資源部蘭州礦產品監督檢測中心,甘肅 蘭州 730000)

1 引言

氟離子廣泛存在于自然界中，包括地下水、地表水、土壤等。氟離子通過化肥、農藥的使用以及工業的污染等方式進入土壤及水體中。若動物攝入超量的氟,可能導致中毒,倘若食物中氟低于最佳水平時,仍然會造成同樣的危險[1]。環境水中氟離子含量的多少，對人類身體健康也會產生影響[2]，同樣亞硝酸根含量的增加也會危害人類健康，它能與人體內胺類及酰胺類化合物反應,生成治癌的亞硝胺化合物[3]。因此提高氟離子、亞硝酸根檢測的靈敏度，探究出簡便、快速的氟離子、亞硝酸根的檢測方法是分析人員面臨的重要問題。隨著科技的進步，離子色譜顯著地解決了光度法、電極法檢測時間長，干擾嚴重等問題，有效的提高氟離子、亞硝酸根檢測水平，能同時測定地下水、地表水、污水中陰離子的含量，使得樣品消耗少，快而準的對其分析測試。

2 實驗部分

2.1 儀器

瑞士萬通 940.2500professional IC，艾柯Advanced-II-40超純水機(電導率≥18 Ω)，一次性水系微孔濾膜針筒過濾器：孔徑：0.45 μm，一次性注射器：10 mL，C18預處理柱，抽氣過濾裝置：配有孔徑≤0.45 μm聚乙烯濾膜。

2.2 試劑

國家標準物質研究中心氟化物標準1000 mg/L；國家標準物質研究中心亞硝酸根標準1000 mg/L；無水碳酸鈉：天津科密歐 ；濃硫酸：白銀良友。

2.3 離子色譜原理

離子色譜是高效液相色譜的一種，樹脂具有高的交聯度和低的交換容量，進樣體積小，基于離子色譜可離解的離子與流動相中具有相同電荷的溶質離子進行可逆交換，實質是分析物質對交換劑親和力的差別而分離[4]。

2.4 色譜條件

色譜柱：Metrosep A Supp 7-250/4.0;淋洗液：3.6 mmoL/LNa2CO3;再生液：硫酸；測定溫度條件一致,測定時樣品經前處理后,直接進樣測定。

(1)淋洗液濃度的不同。隨著淋洗液濃度的增加，分離度越來越好，但是淋洗液濃度的增加對色譜柱及整個色譜儀損傷很大。3.6mmoL/LNa2CO3是對該色譜柱最好的分離濃度。

2.5 實驗步驟

2.5.1 樣品溶液的制備

2.5.1.1 地下水、地表水

一般地下水、地表水中有機物含量不高，水樣用濾紙過濾,經0.45 μm 微孔濾膜過濾后進樣分析。不確定其水樣總硬度情況下，對未知樣品最好先稀釋100倍后進樣，再根據所得結果選擇適當的稀釋倍數，以減少對色譜柱壽命的影響。

2.5.1.2 污水

氟離子和氯離子是出峰時間比較接近的的兩種離子，在氟離子的含量很低且氯離子含量很高的情況下，當稀釋倍數太大，對氟離子的離子影響很大，這時采用掩蔽氯離子的方法對氟離子進行測試。

(1)采用硫酸汞掩蔽法[5]。取適量的水溶液，加入一定量的硫酸汞固體，形成一定絡合物的沉淀，吸取上清液，進行過濾，測定。

(2)進行氮氣吹掃。

(3)氫氧化鈣、偏鋁酸鈉掩蔽法。首先將氫氧化鈣、偏鋁酸鈉與高氯含量的水溶液按適量比例加入到相應反應器中進行混合，并將進行攪拌，同時開啟離心泵進行離心處理3 h;其次，待反應器中固體液體發生顯著分離后，停止攪拌;最后測定液體中Cl-的質量分數。最主要的是有效控制氫氧化鈣和偏鋁酸鈉的加入量，使得三者Ca、 Al 、Cl 化學反應比例達到最佳，從而加強污水中高氯中氯離子的去除效果。

2.5.2 標準曲線的繪制

(2)用該混合標準使用液配成0.10 mg/L、0.20 mg/L、0.50 mg/L、1.00 mg/L、 2.00 mg/L、5.00 mg/L的標準系列按設定的色譜條件,每個濃度標準樣進樣3次,測量峰面積,求其平均值，根據濃度與相應的峰面積均值繪制標準曲線。

3 結果與討論

3.1 色譜圖

圖1 混合標準譜圖

3.2 重現性

由表1、表2數據可見，標準差≤5%，對于濃度為0.50 mg/L,1.00 mg/L的試樣，離子色譜法均有很好的重現性。

表1 F-重現性數據

2.3 曲線回歸

由系列標準，根據響應值與濃度關系曲線，如圖2、3。

由圖2得到回歸一次方程,并把待測數據代入回歸方程求得待測組分濃度。F-回歸方程:A=-9.59487E-3+0.0247822×Q,F-濃度在0～15.00 mg/L 范圍內具有良好的線性關系,相關系數r=0.999990。

表重現性數據

圖2 F-面積-濃度

圖 面積-濃度

2.4 準確度

測定了IC中F-的準確度，以加標回收率表示，測定結果見表3。

由表3可見，加標回收率均能達到90%以上，所以離子色譜該方法的靈敏度、準確度高的一種可靠的分析方法。

表3 F-準確度的數據

4 結論

由色譜圖可見，不存在明顯的干擾,均達到分離的要求、效果，并且離子色譜法的精密度、加標回收均達到實驗要求，對樣品的測定結果無顯著性差異，均可以滿

足日常工作中對水氟化物、亞硝酸根的測定。對于影響離子色譜出峰的因素，比如在污水中，存在明顯的干擾，可采用掩蔽法、氮吹法進行消除干擾；當系統流速以及淋洗液的濃度的不同，同樣也會影響色譜分離的效果，在樣品溶液制備中已經討論。所以離子色譜法可對多種離子進行同時檢測，方便快速，大大提高了工作效率，減少我們的工作量。