離子色譜法測定生活飲用水中4種陰離子

李毅芳，王振林

（1.西安交通大學醫學院，西安 710061；2.咸陽市疾病預防控制中心，陜西咸陽 712000）

離子色譜法測定生活飲用水中4種陰離子

李毅芳1，2，王振林1

（1.西安交通大學醫學院，西安 710061；2.咸陽市疾病預防控制中心，陜西咸陽 712000）

對離子色譜法測定飲用水中的F–，Cl–，–N，4種陰離子的分析方法進行了優化。用正交試驗法選擇最優實驗條件為：流速0.9 mL／min，柱溫32℃。4種陰離子檢出限：F–0.02 mg／L，Cl–0.04 mg／L，–N 0.04 mg／L，0.16 mg／L。測定結果相對標準偏差均小于5%，回收率為91.3%～106.1%，相關系數大于0.999。該方法操作簡便，靈敏度、準確度高，標準工作曲線線性良好，可用于飲用水中F–，Cl–，–N，4種離子的同時分析。

離子色譜；飲用水；F–，Cl–，–N，

離子色譜法因具有靈敏度高、選擇性強、污染少等優點而成為生活飲用水標準檢驗方法［1］，但離子色譜法檢測時間較長。筆者以Na2CO3–NaHCO3混合緩沖液為淋洗液，用離子色譜法測定飲用水中F–，Cl–，–N，4種陰離子，并對分析方法進行了優化。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

離子色譜儀：ICS1100型，抑制器為ASRS 300 4 mm P／N 06454，美國戴安公司；

超純水儀：Direct-Q3uv+BiopakTM型，密理博中國有限公司；

超聲波清洗器：SK7200H型，上海科導超聲儀器有限公司；

隔膜真空泵：GM–0.33A型，天津津騰實驗設備有限公司；

一次性針頭過濾器：孔徑為0.45 μm；水溶性微孔濾膜：孔徑為0.22 μm；

碳酸鈉和碳酸氫鈉：分析純；

Na2CO3–NaHCO3混合淋洗液：Na2CO3和NaHCO3的濃度分別為4.5，0.8 mmol／L；標準溶液：5 000 mg／L，環境保護標準品研究所；

F–標準溶液：1 000 μg／mL，環境保護標準品研究所；–N標準溶液：1 000 μg／mL，環境保護標準品研究所；

Cl–標準溶液：1 000 μg／mL，環境保護標準品研究所；

實驗用水為超純水，電阻率為18 MΩ·cm。

1.2 色譜條件

陰離子分析柱和保護柱：AS23型，電導檢測器（美國戴安公司）；抑制電流：25 mA；定量環：25 μL；Na2CO3–NaHCO3混合淋洗液流速：0.9 mL／min；柱溫：32℃；檢測池溫度：35℃；壓力：9.73×107Pa（1411 psi）；背景總電導：18.6 μS。

1.3 標準溶液制備

將F–，Cl–，–N，4種陰離子標準物質用超純水依照稀釋倍數進行稀釋，配制混合標準溶液，其中含F–5 mg／L，Cl–100 mg／L–N 50 mg／L，200 mg／L。

1.4 樣品前處理

渾濁和含有雜質的水樣需經0.22 μm微孔濾膜過濾，再上機進行測試。一般水樣進樣前需經過0.45 μm一次性針頭過濾器再進樣。未知樣品應先稀釋至100倍體積后進樣，依據響應值判斷，根據標準曲線范圍進行稀釋。

2 結果與討論

2.1 最佳實驗條件的選擇

以Na2CO3–NaHCO3混合淋洗液流速（Ai）和柱溫（Bj）為實驗因素，隨機建立3個水平的正交試驗參數，A1=1.1 mL／min，A2=1.0 mL／min，A3=0.9 mL／min；B1=30℃，B2=32℃，B3=34℃。選擇L9（34）正交試驗表，觀察指標為色譜峰的峰高。

本次試驗用混合標準溶液進樣，以F–，Cl–，–N，4種陰離子峰高為觀察指標，考察該實驗靈敏度，按照表1設計的色譜條件，進行9次試驗，試驗結果見表1。根據表1中hi，j值（i=1，2，3，分別表示A1，A2，A3；j=1，2，3，分別表示B1，B2，B3）計算Ki，j值，正交試驗結果分析見表2。

表1 離子色譜淋洗液流速、柱溫對峰高的影響

表2 離子色譜淋洗液流速、柱溫對峰高的影響正交試驗分析結果

由表2可知，淋洗液的流速對峰高的影響大于柱溫的影響，故必須對淋洗液流速進行嚴格控制。3種流速比較，流速越小，峰高越大；柱溫和流速對Cl–影響最大，依次是–N，，F–；流速在1.0～1.1 mL／min之間時峰高變化較大；流速在0.9～1.0 mL／min之間時峰高變化較小。K3，j值最大，表明流速0.9 mL／min時，4種離子的峰高最大，靈敏度最高；Ki，2值最大，表明柱溫為32℃時，4種離子的峰高最大，靈敏度也最高；4種陰離子的K3，j和Ki，2值都為最大，表明實驗最佳條件是A3B2，即在流速為0.9 mL／min、柱溫為32℃條件下4種陰離子的峰高最大。

2.2 4種陰離子的保留時間

在確定的實驗條件下，將混合標準溶液（F–5 mg／L，Cl–100 mg／L，–N 50 mg／L，200 mg／L）進樣，各陰離子的有效保留時間分別為4.85，8.21，15.21，24.28 min，1.2色譜條件下的色譜圖見圖1。

2.3 線性范圍、回歸方程、相關系數和檢出限

圖1 種陰離子的離子色譜圖

在1.2色譜條件下，將混合標準溶液進樣，以標準溶液濃度X為橫坐標，以峰高Y為縱坐標，繪制標準曲線。最低檢出限是以儀器的2倍噪音對應的混合標準溶液（F–2 mg／L，Cl–100 mg／L，–N 50 mg／L，200 mg／L）濃度的峰高計算得到。線性范圍、回歸方程、相關系數和檢出限見表3。

表3 種陰離子的線性范圍、回歸方程、相關系數和檢出限

2.4 精密度和回收率

向已知濃度的樣品中加入3種不同濃度的混合標準溶液，每一濃度進樣6次，進行加標回收和精密度試驗，結果見表4。由表4可知，回收率在91.3%～106.1%之間，4種陰離子測定結果的相對標準偏差均小于5%。

3 結語

離子色譜法比傳統的化學法環保、安全，實驗背景電導小，基線穩定，檢出限低，具有良好的重現性和準確性，線性范圍寬，操作簡單，適合大批量水樣中多種陰離子的同時測定。

表4 精密度和回收試驗結果(n=6)

［1］ GB／T 5750.5–2006 生活飲用水標準檢驗方法無機非金屬指標［S］.

［2］ 牟世芬，劉克納.離子色譜方法及應用［M］.北京：化學工業出版社，2003: 249–250.

［3］ 金米聰，顏勇卿，陳曉紅，等.離子色譜—質譜聯用法同時測定飲用水中3種痕量—氯酚研究［J］.分析化學，2006，34(9): 1 223–1 226.

［4］ Jin M C，Yang Y W. Simultaneous determination of 9 trace monoand di-chlorophenols in wanter by ion atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry［J］. Anal Chin Acta，2006，566(2): 193–199.

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［6］ 陳曉紅，金米聰.高效液相色譜法測定全血中氟鼠靈和溴鼠靈的研究［J］.中國衛生檢驗雜志，2007，17(1): 13–14.

［7］ 李怡，劉曉松，周帆，等.離子色譜法快速分析飲用水中四種陰離子［J］.理化檢驗：化學分冊，2006，42(10): 836–838.

［8］ Jin M C，Zhu Y. Ion chromatography-atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry for the determination of trace chlorophenols in clam tissues［J］. J Chromatogr A，2006，1 118(1): 111–117.

Ion chromatographic method for the determination of 4 kinds of anions in drinking water as F–, Cl–,–N andwas optimized. The optional experimental conditions were 0.9 mL／min velocity and 32℃ column temperature. The detection limits were 0.02 mg／L for F–, 0.04 mg／L for Cl–, 0.04 mg／L for–N, 0.16 mg／L for, the RSD of determination results was less than 5% and the recoveries were 91.3%–106.1%, the correlation coeffcient were more than 0.999. The method was easy to operate and has high sensitivity, accuracy and good linear standard curve. This method may be used for determination of F–, Cl–,–N,in drinking water.

ion chromatography; drinking water; F–; Cl–;–N;

Determination of Four Anions in Drinking Water by Ion Chromatography

Li Yifang1，2， Wang Zhenlin1
（1. The Medical School of Xi’an Jiao Tong University， Xi’an 710061， China；2. Xianyang Center for Disease Control and Prevention， Xianyang 712000， China)

O657.7

：A

：1008–6145(2012)06–0082–03

10.3969／j.issn.1008–6145.2012.06.024

聯系人：李毅芳； E-mal: leledemama@tom.com

2012-10-18