离子色谱法测定饮用水中9种常见阴离子

赵海霞

摘 要 采用离子色谱法对饮用水中9种常见阴离子进行测定，线性关系R2均在0.999以上，相对标准偏差RSD均小于5 %，加标回收率在90 %～105 %之间，该方法简单易行，灵敏度高，精密度好，一次性同时测定9种阴离子，大大提高检验效率。

关键词 离子色谱 饮用水 阴离子 消毒副产物

前 言

《生活饮用水卫生标准》GB 5749-2006中明确规定2种消毒副产物氯酸根离子（ClO3-）、亚氯酸根离子（ClO2-）[1]和4种常见阴离子氟离子（F-）、氯离子（Cl-）、硫酸根离子（SO42-）、硝酸根离子（NO3-）的限量指标[2]；溴离子（Br-）、亚硝酸根离子（NO2-）属于有毒有害高危离子，直接影响人体健康[3] ；磷酸根离子（PO43-）作为生活饮用水中的常见离子，浓度过高，会影响水质。以上9种阴离子含量的检测方法在相关标准中都有介绍。常规阴离子检测方法包括氟电极法、化学滴定法和分光光度法[4～6]在内的传统检测方法和离子色谱法，传统检测方法存在着操作步骤繁琐、费时，灵敏度低，重现性差等缺点；离子色谱法是利用离子交换原理对多种阴、阳离子进行定性和定量分析的一种仪器分析方法，与传统方法比较有很多优点。本文采用电导检测器检测[7，8]，使用自动进样器进样，一次性同时测定9种阴离子，降低工作量，节约了成本，提高检测灵敏度和稳定性，得到较为满意的结果。

1 材料与方法

1.1 仪器

Dionex ICS-3000离子色谱仪（戴安），CDet1电导检测器；阴离子抑制器Dionex ASRS-4 mm，chromeleon 6.4色谱工作站、微孔滤膜Ф 0.22 mm（水性） 。

1.2 试剂与材料

1.2.1 超纯水 电阻率为18.2 MΩ/cm2。

1.2.2 氟离子、氯离子、硝酸根、亚硝酸根、溴离子、硫酸根离子、磷酸根离子标准溶液由国家标物中心提供；亚氯酸盐、氯酸盐标准溶液由农业部环境保护科研监测所提供。

1.2.3 标准系列 分别量取适量氟离子、氯离子、硝酸根、亚硝酸根、溴离子、硫酸根离子、磷酸根离子、亚氯酸盐、氯酸盐用超纯水定容至50 mL，依次配成5个不同浓度的混合标准系列。

1.3 色谱条件

色谱柱：Ionpac AS 9阴离子交换柱（250 mm ×4 mm），AG 9保护柱；

淋洗液：8.0 mmol/L Na2CO3；流速：1.0 mL/min；抑制器抑制模式：外接纯水模式；

进样体积： 100 mL；

柱温箱温度：30 ℃，电导检测池温度：35 ℃。

1.4 样品测定

取水样直接经0.22 mm微孔滤膜过滤后进样。

2 结果与讨论

2.1 柱温的影响

以经适当稀释的9 种离子混合标准溶液为分离对象，淋洗液为 8.0 mmol/L Na2CO3，在30～40℃之间改变柱温进行分析，发现35℃时各组分分离效果最好。

2.2 淋洗液浓度的影响

本实验通过改变不同浓度的碳酸钠溶液淋洗液在35℃下进行分析。发现随碳酸钠溶液浓度的增加各类阴离子的保留时间相应缩短。但淋洗液浓度过低运行时间太长，且峰形较宽。所以经实验淋洗液浓度最终选用8.0 mmol/L Na2CO3。图1 是混合标准品的色谱分离图，由图1 可见9种离子的分离效果良好。

图1 混合标准溶液的色谱图

2.3 工作曲线和最低检测浓度

配制7种阴离子和2种消毒副产物的标准溶液，然后用逐步稀释法配制出这9种物质的5份混合标准溶液，在选定的色谱条件下测量峰面积，以峰面积（s）为横坐标，质量浓度（C）为纵坐标进行回归分析，3倍的信噪比计算出最低检出限，9种物质的回归方程、相关系数和检出限如表1所示，从表1中可以看出线性关系较好，方法中各物质检测的灵敏度较高，满足水质的检验要求。

2.4 方法的准确度和精密度

由于试验中所用水样仅存在部分离子，所以对水样中没有的离子加入一定量的混合标准溶液，并从中取6份制备好的水样作为平行样分别测定，以峰面积定量计算出RSD%（表2），可见氟离子RSD为0.3 %、氯离子RSD为0.5 %、硝酸根RSD为2.6 %、亚硝酸根RSD为3.0 %、溴离子RSD为3.5 %、硫酸根离子RSD为0.6 %、磷酸根离子RSD为4.6 %、亚氯酸盐RSD 1.2 %、氯酸盐RSD 4.3 %，相对标准偏差RSD均小于5 %。

2.5 加标回收率

取一定量饮用水加入一定量的标准溶液，进样如表3所示，测得这9种物质的加标回收率均在90 %～105 %之间。

2.6 样品色谱图分析

如图2、图3分别为饮用水中加入9种混和标准溶液色谱图和饮用水样品离子色谱图，从峰形上可见所要测定的9种离子峰形较好，无其他离子干扰。

图2 饮用水加标色谱图

图3 饮用水样品色谱图

3 结论

本实验以8 mmol/L碳酸钠作为淋洗液，同时分离和测定了饮用水中七种阴离子和2种消毒副产物，线性关系良好，检出限低，回收率均在90%～105%之间，相对标准偏差（RSD）小于5 %，与国家标准GB/T 8538-2008、GB/T 5750-2006中亚硝酸盐需采用紫外可见分光光度计测定比较，本方法能同时测定9种离子，不仅缩短检验时间，提高检验效率，而且降低了消耗试剂成本。

参考文献

[1] 黎华寿，张修玉，姜春晓.氯酸盐生态毒理研究进展[J].生态学杂志，2005，24（11）：1323-1328.

[2] 中国国家标准化管理委员会.GB5749-2006 中国标准书号[S].北京：中国标准出版社.2007.

[3] 王丽， 黄君礼.二氧化氯、亚氯酸盐和氯酸盐水溶液的致突变性[J].环境化学，2002，7（4）：412-413.

[4] 牟世芬，刘开录.离子色谱[M].北京：科学出版社.1986.

[5] 中国国家标准化管理委员会.GB/T8538-2008 中国标准书号[S].北京：中国标准出版社.2009.

[6] 中国国家标准化管理委员会.GB/T5750-2006 中国标准书号[S].北京：中国标准出版社.2007.

[7] 李云燕.离子色谱分析中的几个问题探讨[J].中国环境监测，2005，21（2）：44-48.

[8] 蔡秀英，黄壁丰，衷明华.离子色谱法测定阴离子[J].仪器仪表与分析监测，2006（4）：32-33.