海淀区某村地下水中无机阴离子测定与评价

白 龙，徐 磊，陈 清

（北京市海淀区水务局，北京 100094）

1 引言

地下水是水资源的重要组成部分，与人类生活有着密切的关系，众所周知，长期饮用F－，Cl－，NO3－－N，SO42－过高的水体能对人体造成很大的伤害，氟化物能引起人体骨骼、牙齿松动，硝酸盐则可通过人体口腔和肠道转化为亚硝酸盐，从而诱导高铁血红蛋白血症，孕妇摄入过量会引起婴儿先天畸形等[1～3]。根据阿列金对水硬度的分类，重碳酸盐水、硫酸盐水和氯化物水这三类水矿化度依次增加，水质逐渐变差[4]，而且水体重硫酸盐和氯化物的含量与拉森指数（LR）有密切联系，拉森指数大于1时对金属管材的腐蚀作用明显[5]，容易在水源切换时出现“黄水”，为此，笔者建立了新的离子色谱方法对海淀区某村地下水中的F－，Cl－，NO3－－N，SO42－四种阴离子进行了测定和评价，希望对区地下水的开发和合理利用提供一定的理论依据。

2 材料与方法

2.1 仪器与色谱条件

Metrohm 861IC离子色谱，Metrohm 863compact autosample进样器；METROSEP A Supp 7－250阴离子离子色谱柱；经过优化的色谱条件：3.8mM Na2CO3淋洗液，流速0.8mL／min，柱温45℃，进样体积0.001mL。

2.2 试剂与样品

试剂：优级纯无水碳酸钠（Na2CO3），天津市津科精细化工研究所；优级纯硫酸（H2SO4），北京兴青红精细化学品科技有限公司。标准物质全部购自环保部标样中心：F－、Cl－、NO3－－N、SO42－的标准溶液浓度分别为：500mg／L、500mg／L、500mg／L、5000mg／L。实验用水为MILLIPORE纯水机自制的去离子水。

样品：地下水自采于海淀区某自然村，500mL瓶装矿泉水超市购买。

2.3 样品采集与处理

严格按照《水环境监测规范》（SL219－98）采集地下水样品[6]。先用酒精灯加热消毒水管龙头取水口，打开水龙头冲洗管路30min，1L聚乙烯广口瓶在现场清洗3次后采集样品，并立即运回实验室。水样检测前通过0.22μm微孔滤膜。

3 结果与讨论

3.1 线性分析

取6组不同浓度的F－，Cl－混合标准溶液进样测定，以离子浓度为横坐标，峰面积为纵坐标作图得到了标准曲线，分别见图1（a）（b）（c）（d），结果表明：各阴离子的线性关系良好，能够满足对水样测定的要求。F－的线性方程为y＝0.0539346x－0.0194234，R＝0.99963，最大检测浓度为1.25mg L－1；Cl－的线性方程为y＝0.0728802x＋0.695904，R＝0.999484，最大检测浓度为25.0mg L－1；NO3－－N的线性方程为y＝0.0336451x－0.00505581，R＝0.999407，最大检测浓度为2.5mg L－1；SO42－的线性方程为y＝0.106258x＋0.170825，R＝0.999770，最大检测浓度为50.0mg L－1。

3.2 测定结果分析

3.2.1 空白与标准样品

从图2（a）中可以看出，仪器稳定性良好，空白平行无偏差。图2（b）对购买自环保部标准样品中心的样品作为盲样进行了测定，可见该方法能很好地将4种阴离子分离开，结果见表1，分别进样3次，平均值为1.123 mg／L，4.865mg／L，0.541mg／L，9.657mg／L，与真值比较相对偏差为－6.6%，－2.1%，－3.9%，－4.4%，表明本检测方法准确度高。

图1 F－、Cl－、NO3－－N、SO42－的标准曲线线性拟合

图2 （a）空白平行；（b）标准样品测定结果

表1 标准样品测定结果

3.2.2 准确度、精密度与检出限

图3（a）和（b）分别是矿泉水和海淀区某村地下水样品测定结果图，表明本方法能对4种阴离子很好地分离，完全适用于地下水和矿泉水样品中F－、Cl－、NO3－－N、SO42－浓度的测定。表2和表3是海淀区某村地下水和矿泉水中阴离子含量测定结果，可以看出，海淀区某村地下水样品中F－、Cl－、NO3－－N、SO42－含量均低于国家地下水质量标准GB／T 14848－93Ⅰ类标准要求[7]，同时也符合国家饮用水卫生标准（GB5749－2006）[8]，表明海淀区某自然村饮用水水质良好，但是高于某品牌矿泉水中阴离子含量。处理好的水样连续10次重复测定，计算得到F－，Cl－，NO3－－N，SO42－四种阴离子的标准偏差为：0.01，0.22，0.0007，0.75；相对标准偏差分别为：10.2%，1.51%，0.450%，1.38%。按照[（离子浓度×3噪音）／峰高]的计算方法得到检出限为：F－：0.000185mg／L，Cl－：0.0004759mg／L，NO3－－N：0.0004651mg／L，：0.001686mg／L，远低于国家标准对该离子检出最低要求，表明经过优化的方法，精确度好，检出限低，完全符合饮用水和地下水检测要求。

图3 （a）矿泉水测定结果；（b）海淀区某村地下水样品测定结果；（c）海淀区某村地下水加标

表2 矿泉水中阴离子含量

表3 海淀区某村地下水样品中阴离子含量

3.3 加标回收实验

对海淀区某村地下水样品进行了加标实验，见图3（c），根据水样中阴离子浓度，加入标准使用液1mL，加标后含量分别为0.563；经计算各个离子的加标回收率分别为101%，102%，103%，99%，表明经过优化的方法操作简单、准确度高，结果可靠，符合地下水和饮用水检测要求。

表4 加标回收实验

4 结论

运用新建立的离子色谱方法，对海淀区某村地下水中4种阴离子进行了较为全面的定性定量分析与评价。F－、Cl－、NO3－－N、SO42－相对偏差范围为0.450% ～10.2%，平均回收率为99% ～103%。实验中体现出该方法速度快、准确度高等特点，实验结果表明该村地下水4项指标均较好，低于国家地下水质量标准GB／T 14848－93Ⅰ类标准要求，符合国家饮用水标准GB5749－2006，同时也说明该区域地下水环境较好。

[1]郭占景，苏振军，范尉尉，等.石家庄市农村饮用水中氟化物健康风险评估[J].中国环境监测，2013，29（3），72～73.

[2]郭一凡.浅谈亚硝酸盐的危害[J].微量元素与健康研究，2013，29（6），73～74.

[3]延利军.水中硝酸盐污染现状、危害及脱除技术[J].能源环境保护，2013，27（3），40～41.

[4]李育松，胡昱欣，卞 建.模糊聚类分析在地下水化学类型分类中的应用[J].人民黄河，2013，35（7），37～39.

[5]杨 帆，石宝友，王东升，等.水质化学组分变化对管道铁释放及管垢特征的影响[J].中国给水排水，2012，28（23），59～64.

[6]中华人民共和国水利部.中华人民共和国行业标准水环境监测规范SL 219－98[S].北京：中国水利水电出版社，1998.

[7]国家技术监督局.中华人民共和国国家标准地下水质量标准GB／T 14848－93[S].北京：中国标准出版社，1994.

[8]中华人民共和国卫生部.中华人民共和国生活饮用水卫生标准GB 5749－2006[S].北京：中国标准出版社，2006.