毕节城区水体中常见阴离子含量的分析

向传林 曾 造,2

1贵州工程应用技术学院化学工程学院 贵州 毕节 551700；2贵州省应用化学特色重点实验室 贵州 毕节 551700

近年来，随着贵州毕节地区经济社会和城市建设快速发展，人们生活水平逐步提高，在城市化和工业化进程中对市区地表水造成了一定的破坏。尤其是水体中常见的阴离子含量，对生态环境有一定的要求，这极大影响了人们的生命健康和生产活动。

对阴离子的检测方法通常有电极法、容量法和分光光度法，这些传统的化学方法检测工序繁琐，工作量大，灵敏度差。离子色谱仪具有选择性好、灵敏度高、测量数据精准等优点。使用离子色谱仪可以对水样进行定量和定性分析[1]，离子色谱分析在水质检测中起到重要的作用，因此得到广泛推广。本实验使用CIC-200离子色谱法，测定毕节城区水域中的F-、Cl-、NO2-、NO3-、H2PO4-、SO42-6 种离子含量[2，3]，为了解毕节市城区水质情况提供实验依据。为了确保水样检测的准确性，实验前做了相关准备工作，排除干扰和实验的误差，如使用HCl溶液与蒸馏水处理过的塑料瓶作为水样提取的容器，对提取的水样都要进行取样地点、时间、水位深度、编号的记录，在对提取水样进行预处理以后，在4℃的恒温冰柜中保存。

1.实验部分

1.1 主要试剂和实验仪器

主要试剂：NaF，NaCl，NaNO2，NaNO3，NaH2PO4，Na2SO4，Na2CO3，以上试剂均为优级纯试剂。

主要仪器：AP-01P真空泵、SG6200HPT超声清洗仪和CIC-200型离子色谱仪等。

1.2 实验方法

主要步骤包括以下几方面。

1.2.1 取水样时间与取样地点

取样时间是2018年1月，城市降水较少，从城市河流的源头开始，对居民日常活动的区域针对性进行取样，对毕节市区的水体水质进行取样分析，测量水质进行定性，以保证城市居民环境的健康。

取样地点：水样1（倒天河水库）、水样2（电视塔天来景区）、水样3（市西街道办事处）、水样4（南关桥）、水样5（公园桥）、水样6（毕节民中）、水样7（碧阳湖）、水样8（德溪公园桥）共8个具有代表性的地点作为水样提取点。

1.2.2 水样的提取与保存[4]

水样提取：560ml塑料瓶用HCl洗溶液浸泡24小时后，再用蒸馏水清洗后烘干。到达水样提取点后，用取水点处的水深2/3处的水，反复浸洗被HCl和蒸馏水清洗过的塑料瓶3次，再将取水处水深2/3以下的水样装入塑料瓶中。将塑料瓶密封后，贴上相应的标签。

水样的保存：将提取回来的水样放入4℃的恒温冰箱中，防止有关物质的分解和水分的蒸发。

1.2.3 水样的处理

将保存在冰箱中的提取的水样，取100ml左右放入250ml的烧杯中。用滤纸、漏斗、铁架台、烧杯对提取的100ml左右的水样进行初步过滤，除去水样中直径较大的悬浮物，再将初步过滤后的水样通过铺有滤膜的真空抽泵抽滤，初步过滤后得到的溶液中含有较小的不溶性的悬浮小颗粒，除去后，保存在4℃的恒温冰箱中。在过滤过程中，反复用到的仪器和用具需用蒸馏水反复清洗3次以后才能使用。

淋洗液的配制：通过万分之一天平称量Na2CO3优级纯，配制成0.24mol/L的淋洗液标准样，再取配制好的淋洗液标准样15ml，配制成1000ml的Na2CO3阴离子淋洗液。

1.2.4 水样的中常见阴离子的检测[5]

（1）离子色谱仪参数：初始调节淋洗液流量0.3ml/min，压力值为6.8MPa;待色谱线较平稳后再将流量调整为0.45ml/min，压力值8.1MPa;待谱线趋于直线后，再将流量调整为0.7ml/min，压力值为10.7MPa;待谱线平稳趋于一条直线后，预热15～20分钟，结束色谱仪的运作，将得到的色谱线保存为基线。

（2）混合标准曲线：将配制好的混标溶液，按浓度的高低，从低到高分别通过注射器和0.1mm口径的过滤器，再将溶液压入用蒸馏水洗净的进样管中，反复润洗3次后，将7ml左右的待测溶液压入进样管中，放到偶数位的进样管固定器上，奇数位放入装有通过微型过滤器过滤的10ml蒸馏水的进样管。分别按照浓度的高低，混标5放入2号固定器，混标4放入4号固定器，混标3放入6号固定器，混标2放入8号固定器，混标1放入10号固定器。1至9号位的奇数位放入装有10ml蒸馏水的进样管。在测量仪上点击复位，使得进样针从1号位开始测量，设置测量时间位40分钟，点击开始。待40分钟测量结束后，将所得谱图保存在文件夹中，将已知的离子顺序和阴离子[6]浓度填入相对应的栏中，点击基于标准样品计算，得出相对应的校正因子，点击保存。

（3）未知水样的检测：将未知水样通过微型过滤器过滤，部分未知水样溶液置于两只进样管中，对进样管进行润洗。润洗3次后，将待测水样注入进样管内，按照奇数位放装有10ml蒸馏水的进样管，偶数放待测样品。将同一个待测水样的两个待测液放入相隔一个装有蒸馏水的进样器固定仪上。固定结束后，在测量仪上点击复位，设置时间与所制作的混标的测量时间相同，设置为40分钟，点击开始测量。测量结束后，将制作的混标的校正因子填入校正因子栏，点击测量方式中的基于校正因子，点击计算，即可得到未知水样中的相对应的离子浓度[7]。

每次测量都应配制相对应的混标溶液，并测量同一时间相对应的校正因子。

2 结果与讨论

2.1 混合标准曲线的绘制和线性关系

水样标准曲线、线性范围、回归方程、相关系数如表1所示。

表中6种离子相关系数的值都在0.998以上，适合用作测量未知水样的中F-、Cl-、NO2-、NO3-、H2PO4-、SO42-6种阴离子的标准样。

表1 水样标准曲线、线性范围、回归方程和相关系数

2.2 方法的精密度分析

对不同阴离子进行多次检测，结果见表2。6种阴离子相对标准偏差(RSD)在0～2.999%之间，说明本方法的重复性好、精密度高。

2.3 加标回收率实验

本方法测定各离子的含量，为保证研究方法和实含量最高的是德溪公园桥水样，含量为38.605mg/L；NO2-含量最高的是公园桥水样，含量为2.313mg/L；NO3-含量最高的是德溪公园桥水样，含量为54.565mg/L；H2PO4-含量最高的是毕节民中水样，含量为5.647mg/L；SO42-含量最高的是德溪公园桥水样，含量为43.005mg/L。其中2018年1月南关桥、公园桥、毕节民中、碧阳湖、德溪公园桥中取样处离子验结果的科学性，选取师专大桥的水样作为空白基质，向其中分别加入低、中、高三种已知浓度的混合标准溶液进行加标回收率检测，检测结果见表3。

表2 6种阴离子的相对标准偏差

结果表明，回收率在94.6%～122.6%之间，证明本实验方法可行。

2.4 水样点的实验数据

本次毕节城区各取样点水样中常见阴离子含量测定如图1，实验数据如表4[8]。

由表4可知，2018年1月份城区水体中F-含量最高的是电视塔天来景区水样，为0.0643mg/L；Cl-中H2PO4-的离子的测量值超过了2mg/L的国家II级标准。

3 结论

本研究使用了分离度较好、高容量、亲水性强的52色谱柱作为分析柱，以0.24mol/L的Na2CO3溶液为淋洗液，在离子色谱条件下，可测定水体中的F-、Cl-、NO2-、NO3-、H2PO4-、SO42-6种常见阴离子的含量。该方法具有操作简单，较高的灵敏度和准确性，变异系数在1%左右，线性关系大于0.9980，回收率在94.6%～122.6%之间，方法可行。

表3 回收率测定结果

图1 混合标准液中6种阴离子的离子色谱图

利用离子色谱法，对城区8个河段的水样的阴离子进行两次离子色谱检测之后，结果发现其中F-的浓度值小于1mg/L(1mg/L为国家Ⅱ级标准限值)。毕节城区河流中阴离子含量中，城区河流流域中Cl-浓度毕节民中和德溪公园桥超过了国家II标准[9]，NO2-、H2PO4-、SO42-的离子平均含量符合国家II标准，其中NO3-的最大浓度为54.565mg/L，大于20.0mg/L国家I级排放标准[9],从该结果得出该处的水质已经富营养化[10]。

表4 常见阴离子含量测定实验数据

[1]刘操.北京水环境中主要阴离子污染物的监测[J].化学分析计量，2002,11(2)：20-21.

[2]毛海立,孙平.剑江河都匀城区河段水中阴离子测定方法的研究[J].安徽农业科学，2008,36(30)：13018-13019.

[3]梁金辉,李亭亭,刘国英等.离子色谱法同时测定水中7种阴离子的研究[J].安徽农业科学,2015,43(18)：14-15.

[4]黄静.水样的采集和保存[J].西部探矿工程，2006（2）.

[5]抑制型电导-离子色谱法测定水中无机阴离子[J].环境监测管理与技术，2011,22(6)：58-60.

[6]郭莹莹.离子色谱-抑制电导法分别测定海水中阴离子和阳离子[J].理化检验-化学分册，2006,42(3)：185-188.

[7]朱国锋.夏季玉龙雪山及丽江盆地水体主要无机离子特征[J].地理科学进展，2011,30(7)：869-874.

[8]李文娟,陈井影,王志畅.离子色谱法测定地表水中六种无机阴离子[J].华东理工大学学报(自然科学版)，2011,33(3)：287-288.

[9]GB 5749 — 2006 生活饮用水卫生标准[S]. 中华人民共和国卫生部国家标准化管理委员会颁布，2006

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