離子色譜法測定工業廢水中可溶性無機陰離子

陸葉青 常守勤

摘要：采用離子色譜法測定工業廢水中的可溶性無機陰離子F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-、SO32-、SO42-的含量。水質樣品中的陰離子，經陰離子色譜柱交換分離，抑制型電導檢測器檢測，根據保留時間定性，峰高或峰面積定量。

關鍵詞：離子色譜法;F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-、SO32-、SO42-;工業廢水

為了防治水污染，保護和改善環境，保障飲用水安全，促進經濟社會全面協調可持續發展，用離子色譜法測定工業廢水中可溶性無機陰離子可以有效了解水污染程度。目前，無機陰離子的測定方法主要有化學滴定法、分光光度法和重量法等，這些測定方法雖然穩定，精密度高，但操作水平高且前處理過程復雜，需要的玻璃儀器多，消耗試劑量大，不利于快速分析。運用離子色譜法測定工業廢水中陰離子可以很好地解決這些問題。離子色譜法可同時測定多種離子，快速簡便，現已被各個領域廣泛應用。廢水樣品中的陰離子，經陰離子色譜柱交換分離，抑制型電導檢測器檢測，根據保留時間定性，峰高或峰面積定量。

1、試驗部分

1.1儀器與試劑

a、離子色譜儀：瑞士萬通9300型由離子色譜儀、操作軟件及所需附件組成的分析系統。

b、色譜柱：陰離子分離柱和陰離子保護柱。

c、陰離子抑制器、電導檢測器、抽氣過濾裝置

d、一次性水系微孔濾膜針筒過濾器：孔徑0.45μm

e、一次性注射器：1～10ml

f、預處理柱：聚苯乙烯-而乙烯基苯為基質的RP柱或硅膠為基質鍵合C18柱（去除疏水性化合物）;H型強酸性陽離子交換柱或Na型強酸性陽離子交換柱（去除重金屬和過渡金屬離子）等類型。

1.2儀器工作條件

陰離子分離柱，碳酸鹽淋洗液Ⅰ，流速：1.0ml/min，抑制性電導檢測器，連續自循環再生抑制器;或者碳酸鹽淋洗液Ⅱ，流速：0.7ml/min，抑制性電導檢測器，連續自循環再生抑制器，CO2抑制器。進樣量25μL。

1.3試驗方法

試樣的制備：對于不含疏水性化合物、重金屬或過渡金屬離子等干擾物質的清潔水樣，經抽氣過濾裝置過濾后，可直接進樣;也可用帶有水系微孔濾膜針筒過濾器的一次性注射器進樣。對含干擾物質的復雜水質樣品，須用相應的預處理柱進行有效去除后再進樣。

空白試樣的制備：以實驗用水代替樣品，按照與試樣制備相同步驟制備試驗室空白試樣。

標準曲線的繪制：分別準確移取0.00mL、1.00mL、2.00mL、5.00mL、10.0mL、20.0mL混合標準使用液置于一組100mL容量瓶中，用水稀釋定容至標線，混勻。配置成6個不同濃度的混合標準系列，根據被測樣品的濃度確定合適的標準系列濃度范圍。按其濃度由低到高的順序依次注入離子色譜儀，記錄峰面積（或峰高）。以各離子的質量濃度為橫坐標，峰面積（或峰高）為縱坐標，繪制標準曲線。

2.結果與討論

2.1廢水樣品前處理條件優化

1、廢水樣用濾紙粗過濾后，用水相過濾頭再進行過濾。

2、樣品中的某些疏水性化合物可能會影響色譜分離效果及色譜柱的使用壽命，可采用RP柱或C18柱。

3、樣品中的重金屬和過渡金屬會影響色譜柱的使用壽命，可采用H柱或Na柱處理減少其影響。

4、對保留時間相近的2種陰離子，當其濃度相差較大而影響低濃度離子的測定時，可通過稀釋、調節流速、改變碳酸鈉和碳酸氫鈉濃度比例，或選用氫氧根淋洗等方式消除和減少干擾。

5、當選用碳酸鈉和碳酸氫鈉淋洗液，水負峰干擾F-的測定時，可在樣品與標準溶液中分別加入適量相同濃度和等體積的淋洗液，以減小水負峰對F-的干擾。

2.2離子色譜圖

2.3標準曲線和檢出限

依次取混合標準溶液0，1.25，2.00，2.50，5.00，10.0mL于100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，配置成F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-、SO32-、SO42-質量濃度為0，2.5，4.0，5.0，10.0，20.0mg/L的混合標準溶液系列，在一起工作條件下對F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-、SO32-、SO42-進行測定，以各離子質量濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標繪制標準曲線。各離子的線性范圍均為2.5～20.0mg/L，線性回歸方程和相關系數見下表。相關系數均大于0.999，表明方法的相關性良好。

線性參數和檢出限

2.4精密度試驗

將試驗樣品樣液重復分析10次，測定F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-、SO32-、SO42-的含量，計算測定的相對標準偏差（RSD），結果見下表

精密度試驗結果（n=10）

各離子測定值的相對標準偏差（RSD）都在允許范圍之內，說明方法的精密度高。

2.5回收試驗

GNM-M070116-2013 中 F- 20.0μg/mL、Cl- 30.0 μg/mL、 Br-，NO3-，NO2-100μg/mL、PO43-，SO42- 150μg/mL，并進行加標回收試驗

回收試驗結果

加標回收率在94.0%～101.0%，方法的準確度高。

本試驗對工業廢水中陰離子的測定條件進行優化，采用離子色譜法對工業廢水中F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-、SO32-、SO42-的含量進行測定。本方法的準確度、精密度都能滿足分析的要求，可廣泛應用于對廢水中F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-、SO32-、SO42-的含量的測定。

參考文獻：

[1]楊葉琴，趙昌平，趙杰.離子色譜法測定土壤中的3種陰離子.理化檢測-化學分冊，2018年第54卷（3）：293-296.