离子色谱法同时分析水样中多种阴离子成份

2012-02-08刘雪平余海静王洪涛常邦

河南城建学院学报 2012年4期

刘雪平，余海静，王洪涛，常邦

(河南城建学院，河南平顶山467036)

近年来，随着人们对饮用水安全的日益关注，水质的安全检测越来越受到人们重视。氟化物、氯化物、硝酸盐和硫酸盐等均为饮用水源、自来水以及涉水产品的常规检验项目。传统的阴离子检测多采用分光光度法[1-2]、容量法[3]和离子选择电极法[4-5]等逐个测定，操作繁琐，检测结果受实验室条件及技术人员的熟练程度等因素的影响较大。离子色谱是目前水样中多种阴离子同时测定的首选方法，它快速、灵敏、准确，是分析化学领域的一大突破[6]。本文通过优化实验条件，应用抑制电导离子色谱法同时测定平顶山地区白龟山水库饮用水源以及自来水中六种阴离子成份，为水质的卫生安全评价提供依据。

1 实验方法

1.1 仪器与试剂

MIC-7型离子色谱仪，配有819抑制电导检测器和838高级自动进样器，分析柱采用Metrosep A SUPP 5阴离子交换分离柱。PS-30A型超声波清洗机、Arrium 611型超纯水机、万分之一电子天平等。

98%浓硫酸、Na2CO3和NaHCO3(优级纯)。1 000 mg/L的F-、Cl-、Br-、NO-3、SO2-4和PO3-4标准溶液。

1.2 色谱条件

淋洗液为5.0 mmol/L Na2CO3-1.5 mmol/L NaHCO3溶液，经0.45 μm滤膜过滤后真空脱气处理，流动相流速为0.7 mL/min，分离温度控制在30℃，进样体积20 μL。抑制柱再生液为0.3%的硫酸，实验用水为超纯水。

1.3 水样处理

自来水和白龟山水库的水样经0.45 μm滤膜减压抽滤，然后用高纯水适当稀释或直接进样分析测定。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的优化

(1)流动相配比对分离的影响

固定流动相流速为0.7 mL/min，改变流动相配比分离六种阴离子。实验结果表明，当流动相配比为3.2 mmol/L Na2CO3-1.0 mmol/L NaHCO3时，六种阴离子全部出峰需要30 min，耗时太长。适当增加Na2CO3和NaHCO3的浓度可以缩短分离时间。改变Na2CO3浓度为6.0 mmol/L，NaHCO3为1.5 mmol/L，结果发现虽然所有组分在17 min就全部出峰，但谱图中只有五个色谱峰，说明有两个峰重合。逐步采用单个标准物质检验，证明是和的色谱峰重合。Na2CO3浓度的大小将影响高价阴离子的出峰速度，因此保持NaHCO3为1.5 mmol/L，适当降低Na2CO3的浓度至5.0 mmol/L，得到色谱图如图1所示(所有离子浓度均为5 mg/L)，各个色谱峰分离效果好，并且分析时间也缩短至20 min以内。故本实验选用流动相组成为5.0 mmol/L Na2CO3和1.5 mmol/L NaHCO3。

(2)流动相流速对分离效果的影响

改变流动相流速为0.5 mL/min，实验发现在该条件下，色谱峰变宽，分离时间延长，而且容易产生拖尾现象。当流速为0.7 mL/min，各个色谱峰分离效果好，20 min内六种阴离子全部出峰(见图1)。由于本实验所使用的分析柱最大允许流速为0.8 mL/min，流速过快将导致柱压升高，缩短柱子的使用寿命。本实验选用流动相流速为0.7 mL/min。

图1 混合标准溶液的色谱图

2.2 定量分析

(1)标准曲线绘制及线性范围、检测限

配制一系列不同浓度的F-、Cl-、Br-、NO-3、PO3-4和的混合标准溶液，分别在上述实验条件下进行色谱分析，得到各组份的线性方程、线性范围、相关系数、检出限和相对标准偏差等定量参数见表1。

表1 定量分析参数

其中，Y为峰面积，X为离子浓度。

(2)水样中阴离子含量及加标回收率的测定

在上述实验条件下，分别测定按1.3方法处理好的水样中阴离子含量，将所得水样的色谱图(见图2，图2为自来水的色谱图)与标准混合溶液的色谱图对照，根据保留时间进行定性判断，根据峰面积大小进行定量测定。水样中阴离子含量及回收率结果如表2所示，各组分的回收率在88.2%～105.7%，说明该方法准确性好。每个样品平行测定五次，ND代表未检出，SD代表标准偏差;*是将水样稀释10倍后测得的数值，自来水及水库水中实际含量分别为135.36 mg/L和127.71 mg/L。