离子色谱法同时测定水中8种阴离子

余秀娟 曾 钰 那晶晶

(1.苏州市出入境检验检疫局检验检疫综合技术中心，江苏 苏州 215104;2.苏州华博日化品检测服务有限公司，江苏 苏州 215104;3.苏州世标检测技术有限公司，江苏 苏州 215104)

水中阴离子的测定方法通常有离子选择电极法、重量法、滴定法和分光光度法等[1－2]。每种离子的测定方法不尽相同且不能同时测定，操作烦琐，并存在较多的干扰因素。离子色谱法作为一种多元素高效、快速的分离和检测技术，是目前水中阴离子分析最常用的方法，已被众多检测实验室所认可[3－8]。为了满足水质检测要求，提高检测速度，本实验采用ICS－5000离子色谱仪建立了一种同时测定SO24－、Cl－、NO3－、F－、BrO3－、NO2－、ClO3－和ClO2－的分析方法，以适应水中阴离子的大批量检测。

1 材料和方法

1.1 主要仪器和设备

ICS－5000型离子色谱仪;Milli－Q超纯水机;Eppendorf移液器;容量瓶;0.22 μm 滤膜。

1.2 主要试剂

KOH淋洗液;SO24－、Cl－、NO3－、F－、NO2－、BrO3－、ClO3－和ClO2－标准储备液分别为100、100、100、100、100、1 000、1 000、1 000 mg/L，均为有证标准物质，其中SO24－、Cl－、NO3－、F－、NO2－和BrO3－来源于美国Accustandard公司，ClO3－和ClO2－来源于美国O2si－smart solutios公司。使用前先将F－、NO2－、BrO3－、ClO3－、ClO2－标准储备液分别稀释成10 mg/L、1 mg/L、1 mg/L、10 mg/L 和 10 mg/L。实验用水为超纯水(电阻率≥18 MΩ/cm)。

2 分析方法

2.1 色谱条件

阴离子分析柱和保护柱:Dionex IonpacTMAS19 RFICTM型(4×250mm)和 Dionex IonpacTMAS19 RFICTM型(4×250mm)，电导检测器;抑制电流:75 mA;定量环:25 uL;淋洗液浓度:17 mmol/L;流速:1 mL/min;柱温:30℃;检测池温度:35℃;压力:1840 psi;背景总电导:低于 0.1 uS。

2.2 样品前处理和保存

水样需经0.22 μm微孔滤膜过滤，直接上机测试。若水样不能在采集当天分析，应立即用微孔滤膜过滤以除去杂质，并在4℃下避光保存。

3 结果与讨论

3.1 淋洗液及其流速的选择

目前应用最广泛的淋洗液主要为KOH、Na2CO3和NaHCO3混合溶液。本实验通过选择不同浓度范围的KOH淋洗液测定标准溶液，结果发现当KOH浓度为17 mmol/L时，几种阴离子的分离效果最好。各组分的出峰时间、灵敏度和分离度均会受到淋洗液流速的影响。选择不同范围的流速进行试验，结果发现，当流速1 mL/min时，分析时间最短，结果满意。淋洗液流速降低，测定时间延长，测定效率降低;淋洗液流速提高，各组分的保留时间缩短，灵敏度降低，分离度变差。

3.2 柱温的选择

色谱柱温度对各组分的保留时间、分离度及柱压力等均有影响。本实验选择柱温30℃时，8种无机阴离子色谱峰之间的分离度最好，保留时间缩短，柱压力降低，仪器的稳定性增强，并且可以获得良好的重现性。

3.3 标准曲线

用超纯水将8种阴离子标准储备溶液稀释为标准系列工作溶液。按2.1中的色谱条件进行测定，同时按照3倍信噪比计算检出限，结果如表1所示，相关系数均达到99%以上。

3.4 标准溶液色谱图

取混合标准溶液，按实验色谱条件进样，色谱图如图1所示。由图1可知，在本实验条件下，8种无机阴离子的分离效果良好，测定时间低于15 min，可以大大提高样品测定效率。

表1 各组分的保留时间、检出限等参数

图1 标准溶液离子色谱图

3.5 准确度和精密度实验

在样品中加入一定浓度的混合标准溶液，进行样品处理和测定，结果如表2所示。由表2可见，8种阴离子的平均加标回收率在90%～115%之间，相对标准偏差均低于9%。回收率高，准确度、精密度良好，均可以满足测定要求。

表2 精密度及准确度实验结果

3.6 实际样品测定结果

本研究测定了纯净水、天然泉水、某食品公司的生产用水及自来水等4种不同类别的样品，水样经0.22 μm滤膜过滤后上机测定，测定结果见表3。同时对部分阴离子进行了简单的相关性分析，相关性分析结果如表4所示。

由表3可见，4种水样中均未检出ClO－3、ClO－2及BrO－3，除自来水外，其他3种水样中均未检出NO2－。4种水样中的8种阴离子均符合国家标准要求，其中自来水中Cl－和SO24－含量相对较高，分别为(70.12 ±0.02)mg/L、(81.65 ±0.02)mg/L。

表3 不同种类水样中阴离子及含量 mg/L

相关性分析结果表明，SO2－4和Cl－间有极显著的正相关性(R=0.997，p＜0.01);SO2－4分别与F－、NO－3间呈正相关性(R=0.421)和负相关性(R= － 0.199);Cl－和 F－间有正相关性(R=0.366);NO－3与F－、NO－3间均呈负相关关系。

表4 不同阴离子间的相关性

4 结论

应用ICS－5000型离子色谱仪，采用AS19分析柱、电导检测器、KOH淋洗液建立了同时测定水中8种阴离子(SO2－4、Cl－、NO－3、F－、BrO－3、NO－2、ClO－3和ClO－2)方法，该方法快速、高效、准确、重现性好、检出限低。能够实现不同水质样品中常见无机阴离子的准确定量，可以满足实验室水质中阴离子批量检测的需求，具有较强的实用性。

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