离子色谱法测定枣庄市四种水中的阴离子

王文，张敏，王金虎

(枣庄学院化学化工与材料科学学院，山东枣庄277160)

离子色谱法测定枣庄市四种水中的阴离子

王文，张敏，王金虎

(枣庄学院化学化工与材料科学学院，山东枣庄277160)

介绍了用离子色谱法测定枣庄市自来水、湖泊水、枣庄学院人工湖及雪水等四种水中的阴离子，该方法采用自动进样器进样，降低了工作量，节约了人手，并使测定的稳定性大大提高.根据测定结果可知，雪水四种阴离子含量均较低，自来水次之，东湖和人工湖的阴离子含量较高.枣庄市降雪水质较好，湖水污染比较严重.枣庄市自来水的阴离子含量未超标，硫酸根离子的浓度相对较高.

水;离子色谱法;阴离子①

0 引言

离子交换色谱法是利用离子交换原理和液相色谱技术的结合来测定溶液中阳离子和阴离子的一种分离分析方法.凡在溶液中能够电离的物质通常都可以用离子交换色谱法进行分离.现在它不仅适用于无机离子混合物的分离，亦可用于有机物的分离，例如氨基酸、核酸、蛋白质等生物大分子，因此应用范围较广.离子色谱作为高效液相色谱的一个新的发展，只有十几年的历史，今后在选择新的洗脱液，合成新的低交换容量离子交换树脂和高灵敏度的检测器方面有很广阔的发展前景.

1 实验部分

1.1 实验原理

本法利用离子交换的原理，连续对多种阴离子进行定性和定量分析.水样注入碳酸盐-碳酸氢盐溶液并流经系列的离子交换树脂，基于待测阴离子对低容量强碱性阴离子树脂(分离柱)的相对亲和力不同而彼此分开.被分离的阴离子，在流经强酸性阳离子树脂(抑制柱)时，被转换为高电导的酸型，碳酸盐-碳酸氢盐则变成弱电导的碳酸(清除背景电导)［1］.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.

1.2 仪器和试剂

1.2.1 仪器

YC3000型离子色谱仪(青岛埃仑色谱科技有限公司)、DA2200 Auto Sampler、ASCD -100型阴离子恒温抑制电导池(埃仑科技)、AJS-10型色谱柱、EGP-8正压排气装置(青岛埃仑色谱科技有限公司)

1.2.2 试剂

碳酸氢钠和碳酸钠均为优级纯(GR)，氟化物、氯化物、硝酸盐、硫酸盐标准溶液(国家标物中心提供).实验用水均为电导率小于0.5μs/cm的二次去离子水，并经过0.45μm微孔滤膜过滤［2］.

1.2.3淋洗液

(1)淋洗贮备液:分别称取21.2 g碳酸钠和16.8 g碳酸氢钠(均已在105℃烘干2h，并在干燥器中放冷)，溶解于水中，移入1000mL容量瓶中，用水稀释到标线、摇匀，储存在聚乙烯瓶中，在冰箱中保存.此溶液碳酸钠的浓度为0.20mol/L，碳酸氢钠浓度为0.20mol/L.

(2)淋洗使用液:取8.5ml的碳酸氢钠溶液，9.0ml的碳酸钠溶液置于1000毫升容量瓶中，用水稀释到标线，摇匀.

1.2.4 混合标准溶液

(1)1000mg/L标准贮备液的配制

F-标准贮备液:称取2.2100g的氟化钠(105℃烘干2h)溶于水，移入1000mL容量瓶中，加入10.00mL淋洗贮备液，用水稀释至标线.贮存于聚乙烯瓶中置于冰箱中冷藏.

Cl-标准贮备液:称取1.6485g的氯化钠(105℃烘干2h)溶于水，移入1000mL容量瓶中，加入10.00mL淋洗贮备液，用水稀释至标线.贮存于聚乙烯瓶中置于冰箱中冷藏.

(2)混合标准使用液

混合标准使用液Ⅰ:分别从氟、氯、硝酸、硫酸五种阴离子标准贮备液中吸取5.00mL、10.00mL、40.00mL、50.00mL于1000mL容量瓶中，加入10.00mL淋洗贮备液，用水稀释到标线，配制混合标准使用液(见表1).

表1 混合溶液各离子的浓度

混合标准使用液Ⅱ:分别吸取5.00mL、10.00mL、60.00mL、80.00mL混合标准使用液Ⅰ于5个100mL容量瓶中，各加入1.00mL淋洗贮备液，用水稀释至标线，配制标准使用液(见表2)

1.3 实验方法

1.3.1 制作标准曲线

标准使用液为用离子色谱分析专用的标准贮备液(浓度为1.000 mg/L)，经过逐级稀释配制而成，它的准确度直接影响到测定结果，选用国家标准物质中心的标准贮备液进行配制.标准贮备液和标准使用液均应放人聚乙烯塑料瓶中，在冰箱中保存，使用前取出，静置至室温使用.用标准溶液的浓度对相应的测量响应值绘制标准工作曲线，标准工作曲线只能在其线性范围内绘制，而且标准工作曲线的相关系数应大于0.9990.

表2 标准系列各离子的质量浓度(mg/L)

1.3.2样品的测定

(1)配制样品液

自来水样品液:取0.85ml碳酸氢钠溶液与0.90ml碳酸钠溶液于100ml的容量瓶中，用已过滤好的自来水样品稀释到标线，摇匀.

东湖水样品液:取0.85ml碳酸氢钠溶液与0.90ml碳酸钠溶液于100ml的容量瓶中，用已过滤好的东湖水样品稀释到标线，摇匀.

雪水样品液:取0.85ml碳酸氢钠溶液与0.90ml碳酸钠溶液于100ml的容量瓶中，用已过滤好的雪水样品稀释到标线，摇匀.

枣庄学院人工湖样品液:取0.85ml碳酸氢钠溶液与0.90ml碳酸钠溶液于100ml的容量瓶中，用已过滤好的人工湖水样品稀释到标线，摇匀.

(2)启动色谱仪，待基线平稳后方可进样.取四支小试管先用二次去离子水将试管刷洗干净，再分别各自用样品液至少润洗两次，润洗完后，将小试管中加满样品液，贴好标签，做好记录.然后再进样，仪器进行分析.

1.4 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)要保持器皿的清洁，防止引入污染，干扰测定.

2 结果与讨论

表3 水样中四种阴离子的含量

用离子色谱法可同时一次性分离测定以上四种离子，花费的时间也不多.同时可采用自动进样器进样，降低了工作量，节约了人手，并使测定的稳定性大大提高.

根据测定结果可知，雪水中的氟离子含量为0.1172 mg/L，氯离子的含量比氟离子高，为1.6548 mg/L.硝酸根的含量与氯离子含量相差不大，为1.6797 mg/L.硫酸根的含量最高，为8.2286mg/L.

自来水中氟离子的含量为0.1355 mg/L，比雪水中氟离子含量稍高.氯离子的含量为8.5656 mg/L，比氟离子的含量高很多.与雪水相比，氯离子的含量是雪水的5倍多.硝酸根的含量为5.8705 mg/L，比氯离子的含量低.硫酸根的含量达到33.3587 mg/L.

东湖和人工湖的阴离子含量较高.东湖氟离子含量为0.2765mg/L.氯离子的含量比氟离子高很多，为29.8149mg/L，远远高于雪水和自来水中氯离子的含量.硝酸根的含量低于氯离子的含量，为13.9688mg/L.硫酸根的含量最高，为69.4527mg/L，是雪水的8倍，是自来水的2倍.

枣庄学院人工湖氟离子含量为0.0729mg/L，是四个水样中含量最低的.氯离子的含量比氟离子高很多，为18.5472mg/L，比雪水和自来水高，比东湖湖水中氯离子含量低.硝酸根的含量低于氯离子的含量，为7.5266mg/L.也是比雪水和自来水高，比东湖湖水中氯离子含量低.硫酸根的含量最高，为38.3716mg/L.(详细数据见表3)

图1 为四种样品的色谱图.

综上所述，四种水样中，东湖水四种阴离子含量最高，枣庄学院人工湖次之，雪水中除氟离子含量比人工湖高，其余三种阴离子含量最低.枣庄市降雪水质较好，湖水污染比较严重.四种阴离子的含量相比，硫酸根含量最高，氟离子含量普遍最低.

我国生活饮用水中F-、Cl-、♂、离子的限量指标分别为1.0mg/L、250.0mg/L、10.0mg/L和250.0mg/L［3］.通过用离子色谱法对枣庄市四种水样的测定，除东湖水硝酸根离子含量超标外，其余离子含量均未超标.

［1］郭莹莹，叶明立，施青红，等.离子色谱一抑制电导法分别测定海水中阴离子和阳离子［J］.理化检验—化学分册，2006，(3):42-46.

［2］郭岩.离子色谱法测定矿泉水中F-、Cl-、♂、离子［J］.汕头科技，2001，(2):62-63.

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

［责任编辑:闫昕］

G633.8

A

1004-7077(2015)02-0089-04

2015-01-04

山东省高等学校科技计划项目(项目编号:J13LD04).

王文(1976-)，男，山东枣庄人，枣庄学院化学化工与材料科学学院副教授，硕士，主要从事生物化学研究.