离子色谱法同时测定水中四种阴离子的方法研究

冯 博

离子色谱法同时测定水中四种阴离子的方法研究

冯 博

（辽宁省水文水资源勘测局鞍山分局，辽宁 鞍山 114001）

文章着重介绍了目前最新的离子色谱法在水质分析中同时测定四种阴离子的应用情况，并对其测定结果进行分析和探讨。

离子色谱法；水质分析；阴离子

在常规水质检测中，氟化物、氯化物、硝酸盐和硫酸盐等项目通常采用化学法，操作复杂，工作量大，检测结果常受干扰因素影响，使用的试剂又多具有污染性，难回收处理，容易对检测人员和环境造成危害。

离子色谱法(IC)是依据物质在离子交换柱上迁移的差异而分离物质[1]，分离的原理是基于离子交换树脂上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子之间进行的可逆交换和分析物溶质对交换剂亲和力的差别而被分离的一种方法。与化学分析法相比较，不但客服了以上问题，且具有快速、简单、选择性好、精密度高、准确度好以及可以同时测定多组等优点。用离子色谱法对常规地表水中的阴离子F-、Cl-、NO2-、SO42-四种离子进行分析测定，能够获得准确可靠的定性和定量结果。

1 实验部分

1.1 实验原理

Dionex ICS-90A离子色谱仪（ICS-90A）使用抑制的电导率检测进行等度离子分析。基本组成部分包括：高压输送泵，进样阀，分离柱，化学抑制器和电导池。在测样之前，ICS-90A须使用标准样本进行校正，将样品的数据用电导检测器测量被转换为相应酸型的阴离子，与标准进行比较，根据保留时间定性，峰高或峰面积定量[2]。自动运行色谱分析软件的计算机将色谱中的每个峰转换成样品浓度，并将结果列表打印输出。

1.2 仪器和试剂

1.2.1 仪器

Dionex ICS-90A离子色谱仪配以 DS5 电导检测器、MMS III 抑制器、分离柱和防护柱、装有Chromeleon色谱仪管理系统的电脑。

1.2.2 试剂

（1）碳酸氢钠和碳酸钠，均为优级纯(GR) 。

（2）氟化物、氯化物、硝酸盐、硫酸盐标准溶液，浓度均为1000mg/L。

（3）实验用水均为电导率小于0.5µscm的二次去离子水。

1.2.3 淋洗液

分别称取0.477g碳酸钠和0.0672g碳酸氢钠（在105℃烘干2h，于干燥器中放至室温），溶解于水，移入1000mL容量瓶中，用水稀释到标线、摇匀，此时碳酸钠浓度为0.0045mol/L；碳酸氢钠浓度为0.0008mol/L。

1.3 色谱条件

分离柱、DS5电导检测器、MMSTMIII抑制器、压力传感器、泵。

进样量：1.0mL；

淋洗液流速：1.5mL/min。

1.4 实验分析过程

1.4.1 样品预处理

防止系统堵塞，首先滤去样品中的颗粒物，用注射器吸取1.0ml 水样，采用0.22μm 微孔滤膜过滤头过滤后进样。若待测水样浓度较高时，应预先稀释。

1.4.2 制作标准曲线

混合标准使用液：分别从氟、氯、硝酸、硫酸四种阴离子标准溶液中吸取0.20mL、10.00mL、2.00mL、10.00mL于100mL容量瓶中，加入10.00mL淋洗贮备液，用纯水稀释到标线，配制得混合标准使用液V，四种阴离子的质量浓度分别为2.00 mg/L、100 mg/L、20.0 mg/L、100 mg/L。再通过逐级稀释分别配得混合标准使用液I、混合标准使用液Ⅱ、混合标准使用液III、混合标准使用液IV（见表1）。

标准溶液和标准使用液均应放入聚乙烯塑料瓶中，在冰箱中保存，使用前取出，静置至室温使用。

表1 标准系列各离子的质量浓度(mg/L)

1.4.3 标准物质及考核样品的测定

待测样品采用已知真实值的氟、氯、硝酸、硫酸四种阴离子标准物质（水利部水环境监测评价研究所研制，批号为130104），以下简称“盲样”。待测考核样品为辽宁省水环境监测中心提供的氟、氯、硝酸、硫酸四种阴离子标准物质（水利部水环境监测评价研究所研制），以下简称“考核样”。

用手动进样器注入1.0mL待测样品，在最佳的实验条件下，25min内完成1个待测样品中 4种水溶性阴离子的分离与测定过程（见表2）。

表2 样品分析结果原始记录表(mg/L)

2 实验结果与分析

2.1 标准曲线

以下为测得四种阴离子工作曲线图（见图1）及线性方程、相关系数（见表3）。

图1 工作曲线原始记录

表3 线性方程相关系数

通过测定混合标准使用液的结果(见表3)可以看出，峰面积与质量浓度之间的线性关系良好，相关性良好（r＞0.999）。

2.2 标准样品的测定

在选定的实验条件下，4种阴离子标样色谱图如图2（出峰顺序从左往右分别为：F-、Cl-、所示，各阴离子之间分离完全，无互相干扰。

2.3 精确度和准确度

2.3.1 精确度实验

将待测考核样重复进样5次，通过样品量计算得出的相对标准偏差（RSD）结果来考察本方法的精确度，考核样测定原始数据见表2，计算结果见表4。

由计算结果可知，相对标准偏差值均小于0.4%，实验测定具有良好的精密度。

图2 四种阴离子混合标准色谱图

表4 相对偏差与相对标准偏差结果

2.3.2 准确度实验

将待测盲样进样3次，通过样品量计算得出绝对误差(E)和 相对误差(E﹪)来考察本方法的准确度，盲样测定原始数据见表2，计算结果见表5。

表5 绝对误差与相对误差结果

通过实验可知，盲样测定结果完全符合，且绝对误差均小于0.4，相对误差均小于1.5%，实验测定具有良好的准确度。

3 注意事项

(1)对于不稳定的物质，最好临用前现配。

(2)整个系统不要进气泡，否则会影响分离效果。

(3) 应该在与绘制校准曲线相同的色谱条件下测定样品的保留时间和峰高(或峰面积)。

(4) 要求样品必须是水溶性的，非水溶性的样品必须进行前处理才能进样。对于混浊水溶液需离心分离，取上清液分析或通过滤膜除去颗粒状杂质。

4 结 论

用离子色谱法可同时一次性分离测定水样中多种离子，花费的时间也不多，大大提高了工作效率，保证了测定结果的准确性。 我国生活饮用水中F-、Cl-、NO3-、SO42-离子的限量指标分别为1.0mg/L、250.0mg/L、10.0mg/L和250.0mg/L。通过用离子色谱法对鞍山市某地两个样品进行了测定，以上4种阴离子含量均未超标。因而离子色谱法是目前水中多种阴离子同时测定的首选方法，在水分析领域有广阔的前景。

[1] 单春玲.离子色谱法在水质分析中的应用[J].现代商贸工业,2011(16).

[2] 刘欣,郭斌.ICS-900型离子色谱仪测定水样中的8种阴离子[J].辽宁化工,2010,(9).

[3] 李玉兰.单柱离子色谱法同时测定地面水中阴离子.中国环境监测,1998,(4):57-59.

[4] 郭岩.离子色谱法测定矿泉水中F-、Cl-、NO、S离子[J].汕头科技,2001,(2):62-63.

[5] 钱立群,刘宁英,陈春兰,等.饮用水中5种阴离子的离子色谱测定法.环境与健康杂志[J].2006,(5):78-81.

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.03.001

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1008-1305（2014）03-0001-03

冯 博（1980年-），女，硕士，工程师。