离子色谱法测定东下冯遗址土壤中的无机阴离子

赵春燕

（中国社会科学院考古研究所，北京 100710）

离子色谱法测定东下冯遗址土壤中的无机阴离子

赵春燕

（中国社会科学院考古研究所，北京 100710）

采用电导检测离子色谱法对东下冯遗址土壤水浸取液中阴离子进行了分析，测定了其中的常见阴离子（Cl－、NO3－、SO42－），阴离子的检出限在0.008～0.014mg／L，加标回收率在98%～101%，相对标准偏差RSD（n＝7）在2.5%以下。方法可同时检测土壤水浸取液中的多种无机阴离子，快速、简单、可靠。

离子色谱；土壤；阴离子

1 前言

考古遗址土壤中阴离子的种类及浓度不仅可以直接反映人类活动对土壤环境的影响，还可以对出土文物的保护提供依据。因此，土壤中无机阴离子的检测对考古学研究而言具有特别重要的意义。以往土壤无机阴离子的测定缺少简捷有效的方法。比较常用的有滴定法、分光光度法、重量法等，干扰因素多，前处理复杂，并且多种阴离子不能同时测定。离子色谱在土壤阴离子含量检测的运用可以很好地解决这些问题。目前离子色谱法已经成为无机阴离子分 析的首 选方法［1－2］。样品预处理直接关系到离子色谱分析数据的可靠性。采用超声辅助提取，离子色谱一次进样测定土壤中无机阴离子的含量，旨在为考古遗址土壤检测提供参考信息。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

ICS2000型离子色谱仪（美国Dionex公司），配有EG40淋洗液自动发生器、电导检测器和Crome－leon 6.50色谱工作站，ASRS＿ULTRA阴离子抑制器，Elix－Milli－Q纯水系统（美国MILLIPORE公司）。

所用阴离子标准自国家标准物质网购得，所用溶液均用电阻率为18.3MΩ·cm超纯水配制，0.45μm过滤膜（Millipore公司）。

2.2 色谱条件

色谱柱为IonPac AS11＿HC型分离柱（250mm ×4mm）；IonPac AG11＿HC型保护柱（50mm× 4mm）。

淋洗液线性梯度程序：0～12.0min KOH（0.8mmol／L）；12.0～35.0min KOH浓度从0.8mmol／L线性变化到35.0mmol／L；35.0～37.0min KOH（35.0mmol／L）；37.1min以后KOH（0.8mmol／L）。流速1.0mL／min，再生模式为外加水电抑制模式，电导检测器，进样量25μL，柱温30℃，以峰面积定量。

2.3 土壤样品的预处理

每一份采来的土壤样品首先在洁净的搪瓷盘中充分混合后用四分法弃取，最后保留1kg左右土样作为该点混合样品，在风干的过程中，拣出碎石、砂砾及植物残体等杂质。混匀的土样在表面皿上风干后，取适量风干样于大的玛瑙研钵内研碎，使粉碎的试样通过孔径2mm的尼龙筛网，筛下的风干细土装入容积1L的试样瓶内保存。

3 结果与讨论

3.1 超声提取条件的选择

实验中采用超纯水作为提取液，1∶30的料液比，考察超声提取时间的影响：分别对超声提取时间为10～40min时的离子含量进行检测，结果列于表1中。从表1的数据可知，提取量随时间的延长而增加，当时间在20～40min时提取量较高，因此选择30min作为样品超声提取时间。

表1 正交试验结果与分析Table 1 Results of the orthogonal experiments

3.2 淋洗液的选择

所使用的仪器ICS2000配有淋洗液在线发生器和自动再生在线捕获柱CR－TC，减少了配制淋洗液过程中空气中CO2的干扰，可连续产生不同浓度的高纯度KOH溶液。淋洗液线性梯度程序：0～12.0min KOH浓度为0.8mmol／L；12.0～35.0min KOH浓度从0.8mmol／L线性变化到35.0mmol／L；然后以35.0mmol／L浓度持续到37.0min；37.1min以后KOH浓度变为0.8mmol／L。流速1.0mL／min。

3.3 精密度实验

在选定的梯度条件下对含有3种阴离子Cl－（3mg／L）、NO3－（10mg／L）、SO42－（15mg／L）的混合标准溶液，连续7次进样，以考察方法的精密度。以峰面积计算，其结果列于表2。从表中数据可看出方法具有良好的精密度，标准曲线具有良好的线性，同时具有较低的检出限。

表2 被测离子的线性范围、精密度和检出限Table 2 The detection limits and linear ranges for the analyzed ions

3.4 准确度实验

为考察方法的可靠性，采用标准加入法进行了样品回收率实验，其结果列于表3。样品回收率在98%～101%，表明该方法准确、可靠。

表3 阴离子的准确度试验（n＝3）Table 3 Precision tests for the anions in the aqueous extract of soil（n＝3） ／（mg·L－1）

4 实际样品测定

取经过预处理的土壤样品1.0g（精确至0.0001g）于50mL锥形瓶中，按一定的料液比加入提取液，超声提取30min后，收集样品定容至50mL容量瓶中，取出10mL于离心管中以5000r／min转速离心，取上清液过柱，测定阴离子浓度，结果列于表4中。

表4 样品测试结果Table 4 The analytical results of the samples ／（mg·L－1）

表4中编号为A－7，B－7，A－5及B－5分别代表房基面上下横向采集的两行样品。编号为Cl－1及C1－23的是代表圆形建筑地面纵向取样的最上层和最下层2份样品。

从表4的分析结果可知，编号为A－7，B－7，A－5及B－5的土壤样品中，可溶性离子浓度与编号为C1－1及C1－23的土壤样品是有差异的。在这些离子中、Cl－及浓度明显高于圆形建筑地面纵向取样的最上层（C1－1）和最下层（C1－23）土壤。

5 结语

利用电导检测离子色谱法对东下冯遗址土壤中可溶性阴离子浓度进行了检测，获得了满意的分析结果。方法可以为今后同类研究提供借鉴。

［1］史亚利，刘京生，蔡亚歧，等.文物附着物水浸取液中阴、阳离子的离子色谱法测定［J］.分析测试学报，2005，24（2）：57－60.

［2］钟莺莺，朱海豹，裘亚钧，等.单泵柱切换离子色谱法分析复杂基体中痕量阴离子［J］.中国无机分析化学，2011，1（1）：78－82.

［3］丁明玉，田松柏 .离子色谱原理与应用［M］.北京：清华大学出版社，2001：5.

Determination of Inorganic Anions in the Soil from Dongxiafeng Ancient Ruins by Ion Chromatography

ZHAO Chunyan
（InstituteofArcheology，ChineseAcademyofSocialSciences，Beijing100710，China）

A method for determination of the contents of the common inorganic anion in the water extraction of the soil from Dongxiafeng ancient ruins by ion chromatography with ultrasound extraction was proposed.The common anions including Cl－，NO3－，and SO42－were analyzed.The limits of detections were between 0.008～0.014mg／L；the recoveries were about 98%～101%；and the RSD（n＝7）was below 2.5%.The method is reasonable and simple，and can be used for extraction and determination of soluble inorganic anion in soil.

ion chromatography；soil；anions

O657.7＋5；TH833

A

2095－1035（2012）03－0022－02

10.3969／j.issn.2095－1035.2012.03.006

2012－07－06

2012－07－23

“十一五”国家科技支撑计划项目（2010BAK67B03）；国家社会科学基金（12BKG019）。

赵春燕，女，博士，副研究员，主要从事无机分析化学研究。E－mail：zhaocy＠cass.org.cn