离子色谱法同时测定生活饮用水中7种阴离子

袁少伟 钱 凡

（作者单位：1.安徽省·水利部淮河水利委员会水利科学研究院 233000 2.安徽省建筑工程质量监督检测站 230088）

氟化物（F-）、氯化物（Cl-）、硫酸盐（SO42-）、硝酸盐（NO3-）4 种阴离子是GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》中规定的常规检测项目，一旦超标会对人体健康造成危害。氯酸盐（ClO3-）、亚氯酸盐（ClO2-）和溴酸盐（BrO3-）是生活饮用水中投加二氧化氯、臭氧等消毒剂产生的副产物[2-4]。研究表明，氯酸盐可能会导致高铁血红蛋白和溶血性贫血，亚氯酸盐和溴酸盐具有较强的致突变性，已被列为致癌物。

传统阴离子检测方法有容量法、分光光度法等，实际检测过程中操作繁琐、灵敏度低。运用离子色谱法检测只需经过简单过滤的前处理就可以直接检测，可以实现一次进样分析多个组分，且具有灵敏度高、检测快速高效的优点。本文利用万通883 型离子色谱建立了生活饮用水中7 种阴离子（氟化物、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、氯酸盐、亚氯酸盐和溴酸盐）的测定方法，取得了较为满意的结果。

一、材料和方法

1.仪器和试剂

万通883 离子色谱仪（瑞士万通公司）；电导检测器（883 Basic IC plus 1）；ICNet 色谱工作站；863型自动进样器；化学抑制器；超纯水系统（四川优普公司）。水中氯酸盐BW2011-100-W，100mg/L，北京坛墨质检科技有限公司；水中亚氯酸盐BW2012-1000-W，1000mg/L，北京坛墨质检科技有限公司；水中溴酸盐GBW(E)100200，1000mg/L，北京海岸鸿蒙标准物质有限责任公司；4 种阴离子混标（氟化物、氯化物、硝酸盐氮、硫酸根）BWT20007-W-100（100mg/L、2000mg/L、200mg/L、2000mg/L）， 北 京坛墨质检科技有限公司。碳酸钠、碳酸氢钠均为优级纯（国药集团化学试剂有限公司）；硫酸为分析纯（国药集团化学试剂有限公司）。实验室用水采用电阻率为18.25MΩ 超纯水。

2.方法

（1）实验条件的优化

采 用Na2CO3-NaHCO3（3.2 ～1.0mmol/L）、Na2CO3-NaHCO3（1.8 ～1.7mmol/L）浓度的淋洗液，选取50uL 和100uL 的定量环，选择0.65mL/min、0.8mL/min 和1.0mL/min 三种不同的流速进行分别进样，选择能够实现7 种阴离子有效分离并且出峰情况良好的实验条件。

（2）色谱条件

采用Metrosep A Supp 5-250/4.0型阴离子分析柱；淋洗液为Na2CO3-NaHCO3（3.2～1.0mmol/L），定量环为100uL，流速为0.65ml/min，再生液：H2SO40.1mol/L；最大泵压为15MPa。

（3）标准系列溶液的配置

分别取1ml 水中亚氯酸盐、溴酸盐标准溶液于10.0ml 容量瓶中，定容至刻度，再取水中氯酸盐和两种混标中间液各1.00ml 于100.0ml 容量瓶中，配成混合标准溶液A。将4 种阴离子混标（氟化物、氯化物、硝酸盐氮、硫酸根）稀释10 倍得到混合标准溶液B。分别取0.1ml、0.25ml、0.50ml、0.75ml、1.00ml、2.00ml、3.00ml、4.00ml 混合标准溶液A 和B 定容至10.0ml，即得到所需浓度标准系列溶液。

（4）实验方法

标准系列溶液和水样经0.22um 微孔水系滤膜过滤后，自动进样器吸取定量环限定体积溶液，进入离子色谱进行检测。

二、结果

1.实验条件的优化

采用不同淋洗液浓度、定量环大小和流速对实验条件进行优化，结果显示，采用3.2mmol/L Na2CO3～1.0mmol/L NaHCO3浓度的淋洗液，定量环为100uL，流速为0.65ml/min 时，混合溶液中氟化物、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、氯酸盐、亚氯酸盐和溴酸盐7 种物质能够不受其他离子干扰且能有效分离，以此条件作为最优实验条件。选取标准系列中较高浓度的溶液进样，色谱图如图1 所示。

表1 标准系列溶液各组分质量浓度（mg/L）

图1 7 种阴离子混合标准溶液色谱图

表2 7 种阴离子检出限、曲线回归方程和相关系数

表3 7 种阴离子浓度精密度（n=7）

表4 7 种阴离子加标回收率

2.检出限和线性

采用已知结果的实际样品来计算方法的检出限，样品进样量为100uL，氟化物浓度为0.10mg/L，亚氯酸盐浓度为0.01mg/L，溴酸盐浓度为0.01mg/L，氯化物浓度为2.00mg/L，氯酸盐浓度为0.01mg/L，硝酸盐浓度为0.20mg/L，硫酸盐浓度为2.00mg/L。在相同条件下进样7 次，测得平均值和标准偏差，按检出限定义，计算出各组分在此分析条件下的检出限。检出限计算公式：

式中：D—检出限，mg/L；k—置信因子，一般取3；S—样品测量读数的标准偏差；C—样品含量值；—样品测量读数平均值。

在选定的色谱条件下，对7 种阴离子混合标准系列溶液分别进样检测。各组分的检出限、曲线回归方程、相关系数见表2。该方法所得各组分相关系数（r）≥0.9993，7 种阴离子的检出限为0.0015 ～0.0072mg/L。

3.精密度

在相同色谱条件下，连续进7 针混合标准工作溶液系列1 浓度点，各组分浓度RSD 为0.11% ～9.68%，重现性较好，如表3 所示。

4.回收率

以实验室超纯水为空白样品，检测获取本底值，分别加入一定量不同浓度氟化物、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、氯酸盐、亚氯酸盐和溴酸盐7 种物质混合标准溶液，根据测定值计算实验回收率。各组分加标回收率如表4 所示。水中7 种阴离子加标回收率为96.2%～120.0%。

三、结论

采用Metrosep A Supp 5-250/4.0 型阴离子分析柱，通过优化淋洗液浓度、流速、定量环大小等因素，建立了离子色谱分析生活饮用水中7 种阴离子的方法。本方法相关性好，检出限低，操作简单，能够有效满足实际检测工作中的要求，具有广泛的使用价值■