離子色譜法測定大氣降雪及降雨中的五種陰離子

摘 要：該文利用離子色譜法對大氣降水中的陰離子進行測定，結果表明相關系數均>0.999，檢出限在均<0.0011 mg·L-1；相對標準偏差在0.352～0.921%之間，加標回收率在96.89～100.91%之間，標準樣品分析均在保證值范圍內。該方法快速、靈敏、準確、操作簡便易推廣。

關鍵詞：離子色譜 降雪 降雨 陰離子

中圖分類號：F205文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）01（a）-00-02

降水監測的目的是準確、及時地了解全國或某一個區域的酸雨污染現狀和發展趨勢，確定酸雨污染的范圍和程度。掌握其主要污染組分和特征，為控制酸雨污染提供科學依據。降水監測項目中陰離子主要有F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-等[1]，通常用重量法、比色法、電極法和離子交換色譜法測定，以上方法操作繁瑣，干擾消除困難，準確度不高[2]。

離子色譜目前已成為分析化學領域中發展最快的分析方法之一，具有操作簡單、快速、選擇性好、以及靈敏度高，能同時測定多組分的優點，被廣泛用于食品安全，大氣監測，水質控制，藥物分析等方面。

離子色譜目前已成為陰離子的首選方法[3]。該文采用ICS-2000離子色譜/電導檢測器方式，對降雪和降雨中的陰離子進行研究，建立了用離子色譜儀對降雪和降雨中五種無機陰離子檢測方法。

1 材料與方法

1.1 材料

儀器：Dionex公司ICS-2000離子色譜儀，配EG40電導檢測器和Chromeleon色譜工作站，AS自動進樣器，KOH自動淋洗液裝置（EGC-Ⅱ-KOH）；梅特勒-托利多XS分析天平；60 mm 0.2 μm水性濾膜；ELGA超純水機；干燥箱，聚乙烯塑料桶，聚乙烯塑料容器。試劑：氟化鈉（優級純），氯化鈉（優級純），亞硝酸鈉（優級純），硝酸鈉（優級純），硫酸鉀（優級純）；分析和測定用水均為超純水（電阻率≥18.2 mΩ·cm）；標準樣品：F-保證值為0.524±0.051 mg/L，Cl-保證值為5.02±0.27 mg/L，NO2-保證值為0.307±0.020 mg/L，NO3-保證值為9.0±0.31 mg/L。

1.2 離子色譜分析條件

分析條件：Dionex IonPac AS19分析柱+AG19保護柱；抑制器ASRS 300，4 mm；抑制器電流50 mA；抑制模式：自循環再生；流速：1 ml/min；

樣品進樣體積（定量環）：100μl；檢測器：Dionex電導檢測器；柱溫：30 ℃；電導池溫度：35 ℃，淋洗液：氫氧化鉀自動淋洗液，梯度淋洗程序為0～11 min，氫氧化鉀濃度為4 mmol/L；11.1～20 min，氫氧化鉀濃度為10 mmol/L；20.1～42 min，氫氧化鉀濃度為20 mmol/L；分析時間：42 min。用外標法以峰面積定量。

1.3 樣品實驗

按照國家環境保護總局《空氣和廢氣監測分析方法》編委會編制的《空氣和廢氣監測分析方法》（第四版增補版）中的采樣點布置、降水采樣及保存與處理，對本市的冬季和夏季的降水中采集降雪和降雨樣品，每個樣品測定2次平行進樣，取平均值計算。

1.4 樣品的采集與前處理[1]

樣品的采集，降水樣品采用手工方法采集，采點設在四樓樓頂，雨水樣品采集使用聚乙烯塑料桶，上口直徑30 cm，高度≥30 cm，雪水樣品采集使用聚乙烯塑料容器，上口直徑>50 cm，高度≥50 cm。

雪水樣品采集后放置實驗室內待其自然融化完全后，樣品過60 mm 0.2 μm水性濾膜過濾，除去降水中塵埃顆粒物、微生物體。雨水樣品采集后直接過60 mm 0.2 μm水性濾膜過濾，除去降水中塵埃顆粒物、微生物體。

2 結果與分析

2.1 標準曲線

分別稱取氟化鈉（105 ℃烘2h）2.2100 g、氯化鈉（105 ℃烘2h）1.6485 g、亞硝酸鈉（干燥2h）1.4997 g、

硝酸鈉（105 ℃烘2 h）1.3780 g、硫酸鉀（105 ℃烘2 h）1.8142，用高純水定容至1000 ml，配置濃度為1000 mg/L的F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-單個溶液標準儲備液[1]。最終配置F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-含量分別為0、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、1.0、2.0、5.0、8.0、10.0、20、25 mg/L混合標準溶液系列，進行色譜分析，以濃度（y）對峰面積（x）繪制標準曲線，得出線性回歸方程及相關系數[4]；分別取濃度為0.1 mg/L、5.0 mg/L的標準溶液，連續測定11次，得出相對標準偏差；以2倍信噪比計算的最小檢出濃度[5]。線性方程、相關系數、線性范圍、相對標準偏差見表1。

結果表明，各離子標準曲線的線性回歸方程相關系數r均>0.999，檢出限均≤0.0011 mg·L-，相對標準偏差為0.352%～0.921%之間。說明該方法靈敏度高，精密度好。

2.2 標準樣品分析

通過分析F-、Cl-、NO2-、NO3-標準樣品，分析準確度。標準樣品中F-測定值為0.5125 mg/L；Cl- 5.1007 mg/L；NO2-測定值為0.2998 mg/L；NO3-測定值為9.1989 mg/L。標準樣品的測定值均在保證值范圍內，表明分析的準確

度高。

2.3 回收率[6]

為了驗證方法的準確性，測定降雪和降雨原樣及加標樣的五種離子含量，抽取原樣加標樣按1.4處理后對五種陰離子含量進行測定，并計算測定結果的平均值和平均回收率，大氣降雪和降雨五種陰離子加標回收實驗結果見表2。由表2知實樣加標回收率為96.89～100.91%，結果表明方法的準確度較高。

3 結語

采用ICS-2000離子色譜/電導檢測器方式，同時檢測降雨和降雪中F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-五種陰離子含量。該方法各離子標準曲線的線性回歸方程相關系數r均>0.999，檢出限均≤0.0011 mg·L-1，相對標準偏差為0.352 %～0.921%之間；標準樣品的測定值均在保證值范圍內，說明該方法快速、靈敏、準確，操作簡便易推廣。

參考文獻

[1]空氣和廢氣監測分析方法.4版（增補版）.國家環境保護總局空氣和廢氣監測分析方法編委會，中國環境科學出版社，284-295.

[2]謝顯珍，黃蘭芳，謝建偉，等.離子色譜法測定大氣降雨中的陰離子[J]，光譜實驗室，2011，28（3）：1272-1275.

[3]張寧.離子色譜法對氣溶膠中水溶性離子的分析和應用研究進展[M].首屆中國中西部地區色譜學術交流會，2006.

[4]袁英賢，張巖.離子色譜法測定降水中鉀、鈉、銨[J].平頂山工學院學報，2002，11（4）：44-45.

[5]屠錦河.離子色譜法測定大氣降水中陰離子[J].儀器儀表與分析監測，2003（3）：27-28.

[6]袁挺俠.離子色譜法測定顯示降水中的陰、陽離子[M].現代科學儀器，2002：23-24.