离子色谱法测定降水中的阴、阳离子

郭 英

(官渡区环境保护监测站，云南 昆明 650200)

离子色谱法测定降水中的阴、阳离子

郭 英

(官渡区环境保护监测站，云南 昆明 650200)

用离子色谱法对降水中的阴、阳离子进行测定，结果准确，测定快速、方便，灵敏度高；该方法所用试剂少，分析仪器自动化程度较高，提高了分析工作效率。是测定降水阴、阳离子较先进的方法。

水样监测；阴离子；阳离子；离子色谱法

按照《酸沉降监测技术规范》，要求对降水中的阴离子：氟离子、氯离子、硝酸根离子、硫酸根离子；阳离子：钠离子、钾离子、镁离子、钙离子、铵离子进行分析。4项阴离子和铵离子传统的分析方法为分光光度法，检出限较高，测定时要用到有毒试剂氟试剂和剧毒汞试剂，且只能单项进行分析，操作繁琐。阳离子中钠离子、钾离子、钙离子和镁离子可用原子吸收分光光度法测定，操作也较为繁琐。用离子色谱法对阴、阳离子分别进行测定，每次分析即可同时检测各离子组分，方法检出限较低，分析线性范围宽，除标准溶液外，仅需配制甲磺酸溶液。通过对已知样进行分析，证明了该方法测定结果准确、可靠。

1 阴离子测定试验部分

1.1 方法原理

水质样品中的阴离子经阴离子色谱柱交换分离，抑制型电导检测器检测，根据保留时间定性、峰高或峰面积定量。

1.2 主要试剂及仪器

试剂：500mg/L的氟化物、氯化物、硫酸盐标准溶液，环境保护部标准样品研究所生产；硝酸钾，优级纯，用于自配1000mg/L的硝酸根标准溶液；氢氧化钾淋洗液，美国戴安公司生产。

仪器：AQUION离子色谱仪；RFC-30淋洗液发生器，AS-DV自动进样器，AS-19型色谱柱，DS6型检测器，AERS 500 4mm型抑制器,均由美国戴安公司生产；AL204电子天平，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司生产；SB3200超声波清洗器，必能信超声(上海)有限公司生产。

1.3 试验过程

1.3.1 阴离子混合标准使用液、标准系列的配制

分别吸取500mg/L的氟化物、氯化物、硫酸盐标准溶液和1000mg/L的硝酸根标准溶液2.00、4.00、20.00、4.00 mL于200 mL容量瓶中，用纯水稀释至刻度线，摇匀。该混合标准使用液中氟离子、氯离子、硫酸根离子、硝酸根离子的浓度分别为5.00、10.00、50.00、20.00mg/L。分别移取上述混合标准使用液1.00、2.50、5.00、10.00、25.00mL于50 mL容量瓶中，用纯水稀释至刻度线，摇匀。该标准系列中各离子的浓度见表1。

1.3.2 试样测定过程

根据仪器使用说明书优化测量条件或参数，使用氢氧根淋洗液，流速：1.0 mL/min，自动进样器进样量为25μL。将空白及标准系列按浓度由低到高的顺序依次放入自动进样器中，待样品注入离子色谱仪，记录峰面积。以各离子的质量浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。

1.3.3 标准曲线的绘制

对上述标准系列样品进行分析，绘制标准曲线见表2(实际工作中，可依据样品测量范围配制相应的浓度系列)。

1.3.4 已知样的测定

对混合标准样品(已知样)进行重复测定，测定结果见表3。

2 阳离子测定试验部分

2.1 方法原理

利用溶液中各种离子通过离子交换柱时的保留时间不同，可以分别将它们进行分离。然后利用溶液电导与离子浓度的正比关系，可测得离子的浓度。

表1 阴离子各组分标准系列浓度表

表2 标准曲线绘制表

表3 混合标准样品(已知样)测定结果表

2.2 主要试剂及仪器

试剂：500mg/L的钠、钾、镁、钙标准溶液，环境保护部标准样品研究所生产；淋洗液：20 mmol/L甲烷磺酸(MSA)溶液；氯化铵，优级纯，用于自配1000mg/L的铵离子标准溶液。

仪器：ICS-90A离子色谱仪，CS12A型色谱柱，DS5型检测器，CSRSTM300 4mm型抑制器，AS-DV自动进样器，均由美国戴安公司生产；AL204电子天平，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司生产；SB3200超声波清洗器，必能信超声(上海)有限公司生产。

2.3 试验过程

2.3.1 阳离子混合标准溶液、标准系列的配制

分别吸取500mg/L的钠、钾、钙离子单标准溶液20.00mL，500mg/L的镁离子标准溶液10.00 mL，1000mg/L的铵离子标准溶液10.00mL于100mL容量瓶中，用纯水稀释至刻度线，摇匀。该混合标准使用液钠、钾、钙、铵离子的浓度为100mg/L，镁离子浓度为50mg/L。分别移取上述混合标准使用液0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL于100mL容量瓶中，用纯水稀释至刻度线，摇匀。该标准系列钠、钾、钙、铵离子的浓度分别为0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mg/L，镁离子浓度分别为0.25、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50mg/L。

2.3.2 试样测定过程

根据仪器使用说明书优化测量条件或参数。使用甲烷磺酸淋洗液，流速：1.0mL/min，自动进样器进样量为50μL。将空白及标准系列按浓度由低到高的顺序依次放入自动进样器中，待样品注入离子色谱仪，记录峰面积。以各离子的质量浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。

2.3.3 标准曲线的绘制

对上述标准系列样品进行分析，绘制标准曲线见表4(实际工作中，可依据样品测量范围配制相应的浓度系列,铵离子选用一次方程拟合标准曲线)。

表4 标准曲线绘制表

2.3.4 已知样的测定

对混合标准样品(已知样)进行重复测定，测定结果见表5。

由于较难购买到铵离子的已知样，用氨氮的已知样进行测定，测定结果用公式进行计算：氨氮浓度=铵离子浓度/1.288。氨氮已知样用纳氏试剂分光光度法的测定结果和用离子色谱法测定铵离子通过系数折算为氨氮后的结果具有较好的比对性。

表5 混合标准样品(已知样)测定结果表

表6 氨氮标准样品(已知样)测定结果表

3 注意事项

(1)配制阳离子淋洗液的试剂应选用优级纯试剂或基准试剂，使用高纯水配制，再超声20min，以赶出溶液内的气泡，防止气泡影响基线稳定性。

(2)自配的标准溶液及样品溶液须用0.45μm滤膜过滤后再进样，以免堵塞管路。

(3)第一个标样或第一个样品测定前和最后一个样品结束后最好做一个空白样，清洗管路。超过14d未使用仪器，开机前要先对抑制器进行活化，最好每7d开机运行仪器一次。

4 结论

用离子色谱法对降水中的阴、阳离子进行测定，结果准确；可分别对阴、阳离子组分同时进行检测，测定快速、方便，灵敏度高；该方法所用试剂少，避免了传统分析方法测定过程中汞盐等试剂带来的二次污染问题，分析仪器自动化程度较高，提高了分析工作效率。是测定降水及清洁水中阴、阳离子较先进的方法，值得推广。

[1]酸沉降监测技术规范: HJ/T 165-2004[S].

[2]工业循环冷却水中钠、铵、钾、镁和钙离子的测定 离子色谱法: GB/T 15454-2009[S].

[3]水质 无机阴离子(F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO43-、SO32-、SO42-)的测定 离子色谱法: HJ84-2016[S].

[4]牟世芬，刘克纳，丁晓静.离子色谱方法及应用[M].北京：化学工业出版社，2005：5-6

Determination of Anion and Cation in Water by Ion Chromatography

GUO Ying

(Guandu Environmental Monitoring Station, Kunming Yunnan 650200, China)

Ion chromatography method was applied to test anion and cation in water. The method is fast, convenient, and high sensitive with accurate results and less reagents. The equipment is highly automated, which brings high efficiency. The method is one advanced way to test anion and cation.

water monitoring; anion; cation; ion chromatography

2016-12-27

X83

A

1673-9655(2017)04-0090-04