离子色谱法测定土壤中的氯离子

张伟亚，臧玉红，田玉新，刘 卫

(1.承德华勘五一四地矿测试研究有限公司，河北 承德 067000；2.承德石油高等专科学校 化学工程系，河北 承德 067000)

土壤中离子成分分析对农业中耕作施肥、优化土质和作物生长及土壤环境监测等起着非常重要的作用[1-3]。其中，氯离子的检测是土壤有效态中必测的项目之一[4]。氯离子传统的检测方法是滴定法，该方法操作繁琐，干扰多。随科技发展，离子色谱技术应用越来越广泛，其能够很好地解决这一问题，同时可以分析测定多种阴离子。对仪器工作条件进行了重点考察，同时采用超声提取技术，完成了离子色谱法对土壤样品中氯离子的分离测定。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

Thermo Integrion型离子色谱仪，赛默飞世尔科技公司；配EGC-KOH淋洗液自动装置，赛默飞世尔科技公司；KQ5200B型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；TG16-WS型离心机，湖南湘立科学仪器有限公司。

氯离子(Cl-)标准储备液：1 mg/mL。

1.2 实验方法

1.2.1 样品预处理

称取风干研磨后的土壤样品0.5 g，超声波提取，在3 000 r/min的转速下离心5 min，取上层清液经0.22 μm的微孔滤膜过滤于样品管中，进离子色谱仪进行分析测定。

1.2.2 仪器工作条件

IonPac AG19阴离子保护柱(4 μm×50 mm)；IonPac AG19阴离子交换柱(4 μm×250 mm)；AERS500(4 mm)阴离子抑制器；抑制型电导检测器；20 mmol/L的氢氧化钾溶液等梯度淋洗；流速为1.0 mL/min；进样量25 μL；柱温30 ℃。

2 结果与讨论

2.1 淋洗液的浓度

淋洗液浓度的不同直接影响待测组分的出峰时间和分离效果。减小淋洗液浓度，组分出峰变慢，分析时间延长。增大淋洗液浓度，组分出峰时间缩短，但分离效果变差。分析时间和分离效果随淋洗液浓度的变化情况如图1和图2所示。实验结果显示，随淋洗液浓度增大，分析时间逐渐缩短。当淋洗液浓度小于20 mmol/L时，分离效果良好；淋洗液浓度大于20 mmol/L时，各离子之间分离变差。综合考虑分析时间和分离效果，选择KOH淋洗液的浓度为20 mmol/L。

2.2 流速

流速的变化对待测组分的分析和仪器有很大影响。流速增大，分析时间缩短，但柱压变大，在工业生产中长时间操作严重影响分离柱的使用寿命。减小流速，柱压会随之变小，分析时间变长，影响生产效率。结合基本理论和实践情况，流速确定为1.0 mL/min。

2.3 超声时间

超声提取[5]是通过快速机械振动达到土壤中离子溶解出来的目的，提取时间的长短非常重要。在常温下，实验考察了超声时间分别为5 min、10 min、20 min、30 min、40 min和60 min时，土壤成分分析标准物质(GBW07448)超声提取后氯离子的测定结果(见图3)。图3结果表明，超声时间越长，氯离子的测定值随着变大，超声提取20 min以后，氯离子的测定值基本稳定，且在标准值允许范围之内，故超声时间选择20 min。

2.4 色谱图

在最佳实验条件下，土壤成分分析标准物质(GBW07448)的离子色谱图见图4，氯离子与土壤中其他离子能够完全分离，测定不受干扰。

3 样品分析

3.1 工作曲线和检出限

将一定梯度含量的土壤标准物质，在最佳仪器工作条件下进行前处理操作，然后进离子色谱仪分析，以氯离子质量浓度(x，μg/g)为横坐标，所对应峰面积(y)为纵坐标，建立氯离子的工作曲线，如表1所示。

表1 线性方程、线性范围及检出限

3.2 样品中氯离子测定

分别称取氯离子不同含量的土壤样品，每个样品平行称取3次，最后取平均值，超声提取20 min，在最佳仪器工作条件下测定氯离子，结果如表2。其中，土壤样品(GBW07450)的色谱图如图5。由实验结果可得，氯离子含量不同的土壤样品，测定结果都在标准值允许范围之内，一致性良好。

表2 土壤样品的测定值(n=3)

3.3 回收率

用GBW07450、GBW07448土壤样品进行加标回收率实验，结果见表3。从实验结果可以看出，氯离子的加标回收率在94.5%～105%，相对标准偏差为3.6%～4.5%，表明本实验的方法准确可靠，能够应用于工业生产的实践。

表3 氯离子回收率测定结果(n=7)

3.4 实际样品氯离子测定

超声提取20 min，在最佳的仪器工作条件下，对实际加工的土壤样品进行测定，样品编号为T308～T310，氯离子测定结果如表4。

表4 实际样品测定结果(n=2)

4 结论

采用超声提取-离子色谱法对土壤样品中氯离子进行提取与测定，与传统方法(硝酸银滴定法)相比，该方法前处理操作简单，减少了化学试剂硝酸银的使用，且快速准确、灵敏度高、安全和实用，在工业生产的实际检测中值得参考与应用。