離子色譜法測定東下馮遺址土壤中的無機(jī)陰離子

趙春燕

（中國社會科學(xué)院考古研究所，北京 100710）

離子色譜法測定東下馮遺址土壤中的無機(jī)陰離子

趙春燕

（中國社會科學(xué)院考古研究所，北京 100710）

采用電導(dǎo)檢測離子色譜法對東下馮遺址土壤水浸取液中陰離子進(jìn)行了分析，測定了其中的常見陰離子（Cl－、NO3－、SO42－），陰離子的檢出限在0.008～0.014mg／L，加標(biāo)回收率在98%～101%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD（n＝7）在2.5%以下。方法可同時檢測土壤水浸取液中的多種無機(jī)陰離子，快速、簡單、可靠。

離子色譜；土壤；陰離子

1 前言

考古遺址土壤中陰離子的種類及濃度不僅可以直接反映人類活動對土壤環(huán)境的影響，還可以對出土文物的保護(hù)提供依據(jù)。因此，土壤中無機(jī)陰離子的檢測對考古學(xué)研究而言具有特別重要的意義。以往土壤無機(jī)陰離子的測定缺少簡捷有效的方法。比較常用的有滴定法、分光光度法、重量法等，干擾因素多，前處理復(fù)雜，并且多種陰離子不能同時測定。離子色譜在土壤陰離子含量檢測的運(yùn)用可以很好地解決這些問題。目前離子色譜法已經(jīng)成為無機(jī)陰離子分 析的首 選方法［1－2］。樣品預(yù)處理直接關(guān)系到離子色譜分析數(shù)據(jù)的可靠性。采用超聲輔助提取，離子色譜一次進(jìn)樣測定土壤中無機(jī)陰離子的含量，旨在為考古遺址土壤檢測提供參考信息。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

ICS2000型離子色譜儀（美國Dionex公司），配有EG40淋洗液自動發(fā)生器、電導(dǎo)檢測器和Crome－leon 6.50色譜工作站，ASRS＿ULTRA陰離子抑制器，Elix－Milli－Q純水系統(tǒng)（美國MILLIPORE公司）。

所用陰離子標(biāo)準(zhǔn)自國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)網(wǎng)購得，所用溶液均用電阻率為18.3MΩ·cm超純水配制，0.45μm過濾膜（Millipore公司）。

2.2 色譜條件

色譜柱為IonPac AS11＿HC型分離柱（250mm ×4mm）；IonPac AG11＿HC型保護(hù)柱（50mm× 4mm）。

淋洗液線性梯度程序：0～12.0min KOH（0.8mmol／L）；12.0～35.0min KOH濃度從0.8mmol／L線性變化到35.0mmol／L；35.0～37.0min KOH（35.0mmol／L）；37.1min以后KOH（0.8mmol／L）。流速1.0mL／min，再生模式為外加水電抑制模式，電導(dǎo)檢測器，進(jìn)樣量25μL，柱溫30℃，以峰面積定量。

2.3 土壤樣品的預(yù)處理

每一份采來的土壤樣品首先在潔凈的搪瓷盤中充分混合后用四分法棄取，最后保留1kg左右土樣作為該點(diǎn)混合樣品，在風(fēng)干的過程中，揀出碎石、砂礫及植物殘體等雜質(zhì)。混勻的土樣在表面皿上風(fēng)干后，取適量風(fēng)干樣于大的瑪瑙研缽內(nèi)研碎，使粉碎的試樣通過孔徑2mm的尼龍篩網(wǎng)，篩下的風(fēng)干細(xì)土裝入容積1L的試樣瓶內(nèi)保存。

3 結(jié)果與討論

3.1 超聲提取條件的選擇

實驗中采用超純水作為提取液，1∶30的料液比，考察超聲提取時間的影響：分別對超聲提取時間為10～40min時的離子含量進(jìn)行檢測，結(jié)果列于表1中。從表1的數(shù)據(jù)可知，提取量隨時間的延長而增加，當(dāng)時間在20～40min時提取量較高，因此選擇30min作為樣品超聲提取時間。

表1 正交試驗結(jié)果與分析Table 1 Results of the orthogonal experiments

3.2 淋洗液的選擇

所使用的儀器ICS2000配有淋洗液在線發(fā)生器和自動再生在線捕獲柱CR－TC，減少了配制淋洗液過程中空氣中CO2的干擾，可連續(xù)產(chǎn)生不同濃度的高純度KOH溶液。淋洗液線性梯度程序：0～12.0min KOH濃度為0.8mmol／L；12.0～35.0min KOH濃度從0.8mmol／L線性變化到35.0mmol／L；然后以35.0mmol／L濃度持續(xù)到37.0min；37.1min以后KOH濃度變?yōu)?.8mmol／L。流速1.0mL／min。

3.3 精密度實驗

在選定的梯度條件下對含有3種陰離子Cl－（3mg／L）、NO3－（10mg／L）、SO42－（15mg／L）的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，連續(xù)7次進(jìn)樣，以考察方法的精密度。以峰面積計算，其結(jié)果列于表2。從表中數(shù)據(jù)可看出方法具有良好的精密度，標(biāo)準(zhǔn)曲線具有良好的線性，同時具有較低的檢出限。

表2 被測離子的線性范圍、精密度和檢出限Table 2 The detection limits and linear ranges for the analyzed ions

3.4 準(zhǔn)確度實驗

為考察方法的可靠性，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行了樣品回收率實驗，其結(jié)果列于表3。樣品回收率在98%～101%，表明該方法準(zhǔn)確、可靠。

表3 陰離子的準(zhǔn)確度試驗（n＝3）Table 3 Precision tests for the anions in the aqueous extract of soil（n＝3） ／（mg·L－1）

4 實際樣品測定

取經(jīng)過預(yù)處理的土壤樣品1.0g（精確至0.0001g）于50mL錐形瓶中，按一定的料液比加入提取液，超聲提取30min后，收集樣品定容至50mL容量瓶中，取出10mL于離心管中以5000r／min轉(zhuǎn)速離心，取上清液過柱，測定陰離子濃度，結(jié)果列于表4中。

表4 樣品測試結(jié)果Table 4 The analytical results of the samples ／（mg·L－1）

表4中編號為A－7，B－7，A－5及B－5分別代表房基面上下橫向采集的兩行樣品。編號為Cl－1及C1－23的是代表圓形建筑地面縱向取樣的最上層和最下層2份樣品。

從表4的分析結(jié)果可知，編號為A－7，B－7，A－5及B－5的土壤樣品中，可溶性離子濃度與編號為C1－1及C1－23的土壤樣品是有差異的。在這些離子中、Cl－及濃度明顯高于圓形建筑地面縱向取樣的最上層（C1－1）和最下層（C1－23）土壤。

5 結(jié)語

利用電導(dǎo)檢測離子色譜法對東下馮遺址土壤中可溶性陰離子濃度進(jìn)行了檢測，獲得了滿意的分析結(jié)果。方法可以為今后同類研究提供借鑒。

［1］史亞利，劉京生，蔡亞歧，等.文物附著物水浸取液中陰、陽離子的離子色譜法測定［J］.分析測試學(xué)報，2005，24（2）：57－60.

［2］鐘鶯鶯，朱海豹，裘亞鈞，等.單泵柱切換離子色譜法分析復(fù)雜基體中痕量陰離子［J］.中國無機(jī)分析化學(xué)，2011，1（1）：78－82.

［3］丁明玉，田松柏 .離子色譜原理與應(yīng)用［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2001：5.

Determination of Inorganic Anions in the Soil from Dongxiafeng Ancient Ruins by Ion Chromatography

ZHAO Chunyan
（InstituteofArcheology，ChineseAcademyofSocialSciences，Beijing100710，China）

A method for determination of the contents of the common inorganic anion in the water extraction of the soil from Dongxiafeng ancient ruins by ion chromatography with ultrasound extraction was proposed.The common anions including Cl－，NO3－，and SO42－were analyzed.The limits of detections were between 0.008～0.014mg／L；the recoveries were about 98%～101%；and the RSD（n＝7）was below 2.5%.The method is reasonable and simple，and can be used for extraction and determination of soluble inorganic anion in soil.

ion chromatography；soil；anions

O657.7＋5；TH833

A

2095－1035（2012）03－0022－02

10.3969／j.issn.2095－1035.2012.03.006

2012－07－06

2012－07－23

“十一五”國家科技支撐計劃項目（2010BAK67B03）；國家社會科學(xué)基金（12BKG019）。

趙春燕，女，博士，副研究員，主要從事無機(jī)分析化學(xué)研究。E－mail：zhaocy＠cass.org.cn