离子色谱法测定生活饮用水中4种阴离子

李毅芳，王振林

（1.西安交通大学医学院，西安 710061；2.咸阳市疾病预防控制中心，陕西咸阳 712000）

离子色谱法测定生活饮用水中4种阴离子

李毅芳1，2，王振林1

（1.西安交通大学医学院，西安 710061；2.咸阳市疾病预防控制中心，陕西咸阳 712000）

对离子色谱法测定饮用水中的F–，Cl–，–N，4种阴离子的分析方法进行了优化。用正交试验法选择最优实验条件为：流速0.9 mL／min，柱温32℃。4种阴离子检出限：F–0.02 mg／L，Cl–0.04 mg／L，–N 0.04 mg／L，0.16 mg／L。测定结果相对标准偏差均小于5%，回收率为91.3%～106.1%，相关系数大于0.999。该方法操作简便，灵敏度、准确度高，标准工作曲线线性良好，可用于饮用水中F–，Cl–，–N，4种离子的同时分析。

离子色谱；饮用水；F–，Cl–，–N，

离子色谱法因具有灵敏度高、选择性强、污染少等优点而成为生活饮用水标准检验方法［1］，但离子色谱法检测时间较长。笔者以Na2CO3–NaHCO3混合缓冲液为淋洗液，用离子色谱法测定饮用水中F–，Cl–，–N，4种阴离子，并对分析方法进行了优化。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

离子色谱仪：ICS1100型，抑制器为ASRS 300 4 mm P／N 06454，美国戴安公司；

超纯水仪：Direct-Q3uv+BiopakTM型，密理博中国有限公司；

超声波清洗器：SK7200H型，上海科导超声仪器有限公司；

隔膜真空泵：GM–0.33A型，天津津腾实验设备有限公司；

一次性针头过滤器：孔径为0.45 μm；水溶性微孔滤膜：孔径为0.22 μm；

碳酸钠和碳酸氢钠：分析纯；

Na2CO3–NaHCO3混合淋洗液：Na2CO3和NaHCO3的浓度分别为4.5，0.8 mmol／L；标准溶液：5 000 mg／L，环境保护标准品研究所；

F–标准溶液：1 000 μg／mL，环境保护标准品研究所；–N标准溶液：1 000 μg／mL，环境保护标准品研究所；

Cl–标准溶液：1 000 μg／mL，环境保护标准品研究所；

实验用水为超纯水，电阻率为18 MΩ·cm。

1.2 色谱条件

阴离子分析柱和保护柱：AS23型，电导检测器（美国戴安公司）；抑制电流：25 mA；定量环：25 μL；Na2CO3–NaHCO3混合淋洗液流速：0.9 mL／min；柱温：32℃；检测池温度：35℃；压力：9.73×107Pa（1411 psi）；背景总电导：18.6 μS。

1.3 标准溶液制备

将F–，Cl–，–N，4种阴离子标准物质用超纯水依照稀释倍数进行稀释，配制混合标准溶液，其中含F–5 mg／L，Cl–100 mg／L–N 50 mg／L，200 mg／L。

1.4 样品前处理

浑浊和含有杂质的水样需经0.22 μm微孔滤膜过滤，再上机进行测试。一般水样进样前需经过0.45 μm一次性针头过滤器再进样。未知样品应先稀释至100倍体积后进样，依据响应值判断，根据标准曲线范围进行稀释。

2 结果与讨论

2.1 最佳实验条件的选择

以Na2CO3–NaHCO3混合淋洗液流速（Ai）和柱温（Bj）为实验因素，随机建立3个水平的正交试验参数，A1=1.1 mL／min，A2=1.0 mL／min，A3=0.9 mL／min；B1=30℃，B2=32℃，B3=34℃。选择L9（34）正交试验表，观察指标为色谱峰的峰高。

本次试验用混合标准溶液进样，以F–，Cl–，–N，4种阴离子峰高为观察指标，考察该实验灵敏度，按照表1设计的色谱条件，进行9次试验，试验结果见表1。根据表1中hi，j值（i=1，2，3，分别表示A1，A2，A3；j=1，2，3，分别表示B1，B2，B3）计算Ki，j值，正交试验结果分析见表2。

表1 离子色谱淋洗液流速、柱温对峰高的影响

表2 离子色谱淋洗液流速、柱温对峰高的影响正交试验分析结果

由表2可知，淋洗液的流速对峰高的影响大于柱温的影响，故必须对淋洗液流速进行严格控制。3种流速比较，流速越小，峰高越大；柱温和流速对Cl–影响最大，依次是–N，，F–；流速在1.0～1.1 mL／min之间时峰高变化较大；流速在0.9～1.0 mL／min之间时峰高变化较小。K3，j值最大，表明流速0.9 mL／min时，4种离子的峰高最大，灵敏度最高；Ki，2值最大，表明柱温为32℃时，4种离子的峰高最大，灵敏度也最高；4种阴离子的K3，j和Ki，2值都为最大，表明实验最佳条件是A3B2，即在流速为0.9 mL／min、柱温为32℃条件下4种阴离子的峰高最大。

2.2 4种阴离子的保留时间

在确定的实验条件下，将混合标准溶液（F–5 mg／L，Cl–100 mg／L，–N 50 mg／L，200 mg／L）进样，各阴离子的有效保留时间分别为4.85，8.21，15.21，24.28 min，1.2色谱条件下的色谱图见图1。

2.3 线性范围、回归方程、相关系数和检出限

图1 种阴离子的离子色谱图

在1.2色谱条件下，将混合标准溶液进样，以标准溶液浓度X为横坐标，以峰高Y为纵坐标，绘制标准曲线。最低检出限是以仪器的2倍噪音对应的混合标准溶液（F–2 mg／L，Cl–100 mg／L，–N 50 mg／L，200 mg／L）浓度的峰高计算得到。线性范围、回归方程、相关系数和检出限见表3。

表3 种阴离子的线性范围、回归方程、相关系数和检出限

2.4 精密度和回收率

向已知浓度的样品中加入3种不同浓度的混合标准溶液，每一浓度进样6次，进行加标回收和精密度试验，结果见表4。由表4可知，回收率在91.3%～106.1%之间，4种阴离子测定结果的相对标准偏差均小于5%。

3 结语

离子色谱法比传统的化学法环保、安全，实验背景电导小，基线稳定，检出限低，具有良好的重现性和准确性，线性范围宽，操作简单，适合大批量水样中多种阴离子的同时测定。

表4 精密度和回收试验结果(n=6)

［1］ GB／T 5750.5–2006 生活饮用水标准检验方法无机非金属指标［S］.

［2］ 牟世芬，刘克纳.离子色谱方法及应用［M］.北京：化学工业出版社，2003: 249–250.

［3］ 金米聪，颜勇卿，陈晓红，等.离子色谱—质谱联用法同时测定饮用水中3种痕量—氯酚研究［J］.分析化学，2006，34(9): 1 223–1 226.

［4］ Jin M C，Yang Y W. Simultaneous determination of 9 trace monoand di-chlorophenols in wanter by ion atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry［J］. Anal Chin Acta，2006，566(2): 193–199.

［5］ 孙立.离子色谱法测定水中氟化物、氯化物、硝酸盐氮、和硫酸盐［J］.黑龙江水利科技，2007，35(1): 141.

［6］ 陈晓红，金米聪.高效液相色谱法测定全血中氟鼠灵和溴鼠灵的研究［J］.中国卫生检验杂志，2007，17(1): 13–14.

［7］ 李怡，刘晓松，周帆，等.离子色谱法快速分析饮用水中四种阴离子［J］.理化检验：化学分册，2006，42(10): 836–838.

［8］ Jin M C，Zhu Y. Ion chromatography-atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry for the determination of trace chlorophenols in clam tissues［J］. J Chromatogr A，2006，1 118(1): 111–117.

Ion chromatographic method for the determination of 4 kinds of anions in drinking water as F–, Cl–,–N andwas optimized. The optional experimental conditions were 0.9 mL／min velocity and 32℃ column temperature. The detection limits were 0.02 mg／L for F–, 0.04 mg／L for Cl–, 0.04 mg／L for–N, 0.16 mg／L for, the RSD of determination results was less than 5% and the recoveries were 91.3%–106.1%, the correlation coeffcient were more than 0.999. The method was easy to operate and has high sensitivity, accuracy and good linear standard curve. This method may be used for determination of F–, Cl–,–N,in drinking water.

ion chromatography; drinking water; F–; Cl–;–N;

Determination of Four Anions in Drinking Water by Ion Chromatography

Li Yifang1，2， Wang Zhenlin1
（1. The Medical School of Xi’an Jiao Tong University， Xi’an 710061， China；2. Xianyang Center for Disease Control and Prevention， Xianyang 712000， China)

O657.7

：A

：1008–6145(2012)06–0082–03

10.3969／j.issn.1008–6145.2012.06.024

联系人：李毅芳； E-mal: leledemama@tom.com

2012-10-18