水中氟化物、亚硝酸根离子色谱法探究

牛红莉

(国土资源部兰州矿产品监督检测中心,甘肃 兰州 730000)

1 引言

氟离子广泛存在于自然界中，包括地下水、地表水、土壤等。氟离子通过化肥、农药的使用以及工业的污染等方式进入土壤及水体中。若动物摄入超量的氟,可能导致中毒,倘若食物中氟低于最佳水平时,仍然会造成同样的危险[1]。环境水中氟离子含量的多少，对人类身体健康也会产生影响[2]，同样亚硝酸根含量的增加也会危害人类健康，它能与人体内胺类及酰胺类化合物反应,生成治癌的亚硝胺化合物[3]。因此提高氟离子、亚硝酸根检测的灵敏度，探究出简便、快速的氟离子、亚硝酸根的检测方法是分析人员面临的重要问题。随着科技的进步，离子色谱显著地解决了光度法、电极法检测时间长，干扰严重等问题，有效的提高氟离子、亚硝酸根检测水平，能同时测定地下水、地表水、污水中阴离子的含量，使得样品消耗少，快而准的对其分析测试。

2 实验部分

2.1 仪器

瑞士万通 940.2500professional IC，艾柯Advanced-II-40超纯水机(电导率≥18 Ω)，一次性水系微孔滤膜针筒过滤器：孔径：0.45 μm，一次性注射器：10 mL，C18预处理柱，抽气过滤装置：配有孔径≤0.45 μm聚乙烯滤膜。

2.2 试剂

国家标准物质研究中心氟化物标准1000 mg/L；国家标准物质研究中心亚硝酸根标准1000 mg/L；无水碳酸钠：天津科密欧 ；浓硫酸：白银良友。

2.3 离子色谱原理

离子色谱是高效液相色谱的一种，树脂具有高的交联度和低的交换容量，进样体积小，基于离子色谱可离解的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子进行可逆交换，实质是分析物质对交换剂亲和力的差别而分离[4]。

2.4 色谱条件

色谱柱：Metrosep A Supp 7-250/4.0;淋洗液：3.6 mmoL/LNa2CO3;再生液：硫酸；测定温度条件一致,测定时样品经前处理后,直接进样测定。

(1)淋洗液浓度的不同。随着淋洗液浓度的增加，分离度越来越好，但是淋洗液浓度的增加对色谱柱及整个色谱仪损伤很大。3.6mmoL/LNa2CO3是对该色谱柱最好的分离浓度。

2.5 实验步骤

2.5.1 样品溶液的制备

2.5.1.1 地下水、地表水

一般地下水、地表水中有机物含量不高，水样用滤纸过滤,经0.45 μm 微孔滤膜过滤后进样分析。不确定其水样总硬度情况下，对未知样品最好先稀释100倍后进样，再根据所得结果选择适当的稀释倍数，以减少对色谱柱寿命的影响。

2.5.1.2 污水

氟离子和氯离子是出峰时间比较接近的的两种离子，在氟离子的含量很低且氯离子含量很高的情况下，当稀释倍数太大，对氟离子的离子影响很大，这时采用掩蔽氯离子的方法对氟离子进行测试。

(1)采用硫酸汞掩蔽法[5]。取适量的水溶液，加入一定量的硫酸汞固体，形成一定络合物的沉淀，吸取上清液，进行过滤，测定。

(2)进行氮气吹扫。

(3)氢氧化钙、偏铝酸钠掩蔽法。首先将氢氧化钙、偏铝酸钠与高氯含量的水溶液按适量比例加入到相应反应器中进行混合，并将进行搅拌，同时开启离心泵进行离心处理3 h;其次，待反应器中固体液体发生显著分离后，停止搅拌;最后测定液体中Cl-的质量分数。最主要的是有效控制氢氧化钙和偏铝酸钠的加入量，使得三者Ca、 Al 、Cl 化学反应比例达到最佳，从而加强污水中高氯中氯离子的去除效果。

2.5.2 标准曲线的绘制

(2)用该混合标准使用液配成0.10 mg/L、0.20 mg/L、0.50 mg/L、1.00 mg/L、 2.00 mg/L、5.00 mg/L的标准系列按设定的色谱条件,每个浓度标准样进样3次,测量峰面积,求其平均值，根据浓度与相应的峰面积均值绘制标准曲线。

3 结果与讨论

3.1 色谱图

图1 混合标准谱图

3.2 重现性

由表1、表2数据可见，标准差≤5%，对于浓度为0.50 mg/L,1.00 mg/L的试样，离子色谱法均有很好的重现性。

表1 F-重现性数据

2.3 曲线回归

由系列标准，根据响应值与浓度关系曲线，如图2、3。

由图2得到回归一次方程,并把待测数据代入回归方程求得待测组分浓度。F-回归方程:A=-9.59487E-3+0.0247822×Q,F-浓度在0～15.00 mg/L 范围内具有良好的线性关系,相关系数r=0.999990。

表重现性数据

图2 F-面积-浓度

图 面积-浓度

2.4 准确度

测定了IC中F-的准确度，以加标回收率表示，测定结果见表3。

由表3可见，加标回收率均能达到90%以上，所以离子色谱该方法的灵敏度、准确度高的一种可靠的分析方法。

表3 F-准确度的数据

4 结论

由色谱图可见，不存在明显的干扰,均达到分离的要求、效果，并且离子色谱法的精密度、加标回收均达到实验要求，对样品的测定结果无显著性差异，均可以满

足日常工作中对水氟化物、亚硝酸根的测定。对于影响离子色谱出峰的因素，比如在污水中，存在明显的干扰，可采用掩蔽法、氮吹法进行消除干扰；当系统流速以及淋洗液的浓度的不同，同样也会影响色谱分离的效果，在样品溶液制备中已经讨论。所以离子色谱法可对多种离子进行同时检测，方便快速，大大提高了工作效率，减少我们的工作量。