离子色谱在测定饮用水中F-等10种无机阴离子的应用探讨

潘 宁（福建省地质矿产局三明实验室）

离子色谱在测定饮用水中F-等10种无机阴离子的应用探讨

潘 宁（福建省地质矿产局三明实验室）

目的：使用一种方法，使其能同时完成对水样中F-、ClO2-、BrO3-、Cl-、NO2-、Br-、ClO3-、NO3-、PO43-、SO42-等十种无机阴离子的检测。方法：该方法采用的是离子色谱法，使用[IonPac AS9分离柱，9.0mmol/LNaHCO3为淋洗液，被检测的水样经过沉淀脱色之后过滤，并对其进行分析。结果：该方法可以高效、快捷的检测出水样中的十种无机阴离子。该方法的线性范围广，相关性好（r＞0.9991），检出限低（0.013～0.092mg/L），RSD＜2.28%，样品加标回收率94.0～103.0%，确保了检测结果的准确性，试验过程令人满意。结论：该方法具有准确性高、干扰因素小、灵敏度高、操作简便以及适应性好的优点，比较适合水样中十种无机阴离子同时进行检测分析。

离子色谱法；无机阴离子；检测；酸碱度

1 引言

水中无机阴离子的种类较多，经常检测的有F-、ClO2-、BrO3-、Cl-、NO2-、Br-、ClO3-、NO3-、PO43-、SO42-等10种，检测方法有多种，其中较为常见的有容量法、电极法以及分光光度法等。由于各种离子的测定方法不同，而且操作比较繁琐，故大多数方法不能同时对这十种无机阴离子进行测定。现在试验中比较常见的是离子色谱法与高效液相色谱分析技术。

本文主要对离子色谱法进行研究，该方法可同时对这十种无机阴离子进行测定，具有着稳定好、操作简单、灵敏度强、准确性高的特点，检测结果真实有效，效果极佳。

2 材料与方法

2.1 试剂

F-、ClO2-、BrO3-、Cl-、NO2-、Br-、ClO3-、NO3-、PO43-、SO42-使用标准溶液用纯水配制，淋洗液使用含量为：9.0mol/L碳酸氢钠，稀释1000倍后再使用。其中，实验用水电导率＜0.5μS·cm-1。

2.2 仪器

Dionex-320型离子色谱仪，IonPac AG9保护柱，ASRSULTRA 4-mm抑制器，Chromeleon 6.40色谱工作站，IonPac AS9分离柱。0.45μm微孔滤膜，800型离心机。

2.3 色谱条件

淋洗液：9.0mmol/L NaHCO3，淋洗液流速以1.0ml/min为准，全程24min即可，电导检测器灵敏度为10μs，抑制电流50mA，进样量25μl。

2.4 绘制标准曲线

取含十种待分析离子的标准溶液，以1：2：4：1：3：5：5：5：8：6的质量浓度比将阴离子混合调配出不同浓度梯度的混合标准液，再用纯水定容。将实验的结果用峰面积-浓度分别绘制出各组份的标准曲线。

2.5 样品预处理

直接进样：瓶装的饮用水、澄清无色的生活饮用水。过0.45μm一次性滤膜后进样测定：通过离心机进行离心沉淀对有色或者浑浊监测的水样过滤。

2.6 色谱分离情况

标准溶液色谱分离情况见图1。其中各组份浓度分别为：F-5mg/L、ClO2-10mg/L、BrO3-20mg/L、Cl-5mg/L、NO2-15mg/L、Br-25mg/L、ClO3-25mg/L、NO3-25mg/L、PO43-40mg/L、SO42-30mg/L。

3 结果与讨论

3.1 仪器条件的选择

本次试验使用了9.0mmol/L NaHCO3做淋洗液，采用程序流量1.0mL/min为准，时间为24min的方法来有效控制时间。在进行化学抑制型电导检测实验中，阴离子进行分析使用的淋洗液通常为弱酸的盐。判定是通过在通常情况下如果某种弱酸的盐在pH值大于8的环境下可以以阴离子的形式存在，即这种弱酸的盐我们就可以当做淋洗液来使用。

图1 阴离子标准溶液色谱分离情况

3.2 方法的线性及检出限

首先分别调配出10种阴离子的不同浓度的混合标准液，根据上文中叙述的实验条件找出它们的线性范围并绘制成标准的曲线。根据公式QL=3SA/S[2]，首先测定空白以及标准样品的的峰面积（A）和响应值，再计算出标准曲线斜率S以及空白样品连续11次进样响应值的标准差SA，最后算出各组份的检出限，如表1所示。通过表格结果显示，线性范围越广，则相关性越好，检出限越低。

表1 10种阴离子的线性范围和检出限

3.3 方法的精密度和回收率

使用配置一混合标准溶液，同一水样连续进样8次，做精密度实验。添加一定浓度的混合标准溶液与样品同样处理前，选择不同水质的水样10份并测出其基础值，分别进样8次，做回收率实验（见表2）。结果表明水样的精密度RSD为1.64～2.28%，平均回收率94.0～103.0%，精密度和准确度都很好。

表2 10种阴离子的精密度和回收率

3.4 干扰因素及消除

3.4.1 水样的预处理及酸碱度的影响

为了满足离子色谱仪对被测水样构成的高要求，使实验结果准确性高，样品进样前必须经可靠的预处理，即复杂的水样使用离心分离后，再经微孔滤膜过滤，以保持样品的纯度。

3.4.2 共存离子的干扰

水样含有许多无机阴阳离子及有机络合离子的化学复杂组成，为研究这些物质对测定的影响，对水样中可能含有的离子分别进行干扰实验，实测甲酸、乙酸、丁二酸、抗坏血酸、草酸、柠檬酸的保留时间分别为 3.96min、4.97min、7.24min、10.56min、13.08min、17.62min，与测定组份的保留时间较接近，实测表明干扰离子的响应值极低，且水样中共同存有机酸等较少有机阴离子杂质，所以对测定不会造成干扰。

4 小结

离子色谱法相比较于其它的几种检测方法而言有着许多的优点，一方面该方法可以同时检测水样中的 F-、ClO2-、BrO3-、Cl-、NO2-、Br-、ClO3-、NO3-、PO43-、SO42-等 10种无机阴离子，而且之间不会产生相互的干扰，避免了重复试验提高了效率；另一方面该方法操作简单，快捷而且灵敏度、准确性较高以及适用范围较强，具有非常高的实用。但随着技术的不断发展，离子色谱法在某些方面的使用缺陷也日益显现，因此这就需要我们的技术人员不断改进，使其能够发挥更大的作用。

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2016-11-12