離子色譜法測定飲用水方法研究

費騰

摘 要：本文探討了基于例子色譜法進行飲用水陰離子測定的方法，Dionex ICS-1500 型離子色譜儀，ChromeIeon6.5色譜工作站，arnstead 超純水系統，對十種陰離子進行了色譜分析，結果表明，該方法定性分析準確，定量分析檢測限低，靈敏度高，加標回收能達到98%～101%，且各種被測離子之間無相互干擾。同時，該方法能夠滿足水廠深度處理工藝中臭氧、二氧化氯消毒副產物檢測的需要，為飲用水的水質提高，生產工藝的技術改造提供指導。

關鍵詞：離子色譜法，陰離子，定量，干擾

中圖分類號：O657 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（a）-0000-00

研究表明，在使用氯氣消毒飲用水的過程中可能會產生致癌的副產物如三氯甲烷。而二氧化氯和臭氧在消毒過程中也會產生少量對人體健康不利的副產物，如溴酸鹽、亞氯酸鹽和氯酸鹽等。其中溴酸鹽是飲用水中臭氧消毒的副產物，已被世界衛生組織和美國EPA 列為潛在的致癌物。世界衛生組織建議飲用水中溴酸鹽的含量應控制在25μg / L以下，美國EPA 規定用臭氧處理的飲用水中溴酸鹽應小于10μg / L。

本方法采用高容量分析柱IonPac AS9-HC，在參照EPA 方法300.1 的基礎上進行了改進，不僅可以檢測較高濃度的常規陰離子，而且可同時直接檢測低至μg / L 級的BrO3-等離子。

1 試驗部分

1.1 儀器和試劑

Dionex ICS-1500 型離子色譜儀，ChromeIeon6.5色譜工作站，arnstead 超純水系統。F- ，Cl- ，NO2-，Br- ，NO3-，SO42-，H2PO4-標準溶液（購自國家標準物質研究中心，濃度為1000 mg/L ）；NaClO2，NaClO3，NaBrO3 （購自美國Sigma 及ChemService 公司，標準儲備液配制濃度為1000 mg / L）。其他試劑（Na2CO3，NaOH，H2SO4）為國產優級純，所用溶液均用電阻為18.3 MΩ超純水配制。過濾膜為Autoscience（天津）0.45μm 水系膜。

1.2 色譜條件

Dionex IonPac AG9HC 陰離子保護柱（50mm*4mmi.d.），IonPac AG9HC 陰離子分離柱（250mm*4 mmi.d.），流動相為7.2 mmol / L Na2CO3 + 2mmol / L NaOH，流速l.0 mL/ min；ASRS-Ultra（4mm）型陰離子抑制器，外加酸模式，外加酸為25mmol/ L H2SO4，流速4.0mL/ min。進樣量為l00μL，柱溫為35 C，電導檢測，電導池溫度為35 ℃，以峰高定量。

2 結果與討論

2.1 色譜條件的選擇

選擇淋洗液是離子色譜分析中重要的步驟，根據試驗選擇Na2CO3 + NaOH 為淋洗液，經過多次不同配比的試驗，最后確定當7.2 mmol/L Na2CO3+2mmol/L NaOH 為淋洗液濃度時，分離效果最佳。

分析低濃度樣品時，可選擇較低的淋洗液流速，以提高檢測的靈敏度，淋洗液流速增加，檢測靈敏度會有不同程度的降低。如果流速增加，保留時間雖然縮短了，但分離效果不好。本試驗選用lmL/min 淋洗液流速，可將上述不同濃度的l0 種陰離子分辨開。

2.2 標準曲線

根據飲用水中各種陰離子的濃度不同，配制l0種陰離子的混合標準溶液稀釋一個濃度系列。

2.3 精密度、準確度、檢出限

采用標準加入法測定方法回收率，并用直接進樣法測定各種離子的檢測限，其結果見表1。從表1 可看出，l0 種被測物的回收率均較高，相對標準偏差較低，說明該方法具有較高的精密度和準確度；同時測得各種離子的檢測限較低，說明在直接進樣條件下，各種離子的測定濃度較低。

表1 10 種被測物的加標回收率（n = 7）

2.4 干擾及其消除

由于本試驗的目的是研究經氯和臭氧消毒后出廠水中無機消毒副產物及水中陰離子的檢測方法，在所選擇的條件下，各被測離子之間不發生干擾，雖然ClO2-，BrO3-，Cl- 的保留時間很接近，且飲用水中Cl- 含量較高，但BrO3-在ClO2-和Cl- 中間出峰，故不影響BrO3-的定量。

2.5 樣品定量分析

所測水樣取自加氯和臭氧消毒后的自來水。由色譜圖可見，水中除了常規的F-（0.21 mg / L），Cl-（8.7 mg / L），NO2-（0.02 mg / L），NO3-（1.48 mg / L），SO42-（7.96mg/L）等離子外，還有臭氧消毒產生的消毒副產物BrO3-（0.02 mg / L）。另外，根據自來水中各種陰離子的濃度不同，在自來水樣中加入10 種陰離子制得模擬水樣。直接進樣，測得各種離子的濃度為F- = 1.81 mg / L，ClO2- = 1.23 mg / L，BrO3- = 0.02 mg / L，Cl- =26.69 mg / L，NO2- = 0.20 mg / L，Br- = 0.02 mg / L，ClO3- = 0.03 mg / L，NO3- = 44.89 mg / L，SO42- =43.19 mg / L，H2PO4- = 0.29 mg / L。測定結果色譜見圖1。由圖1可見高、低濃度的離子之間分離較好，無相互干擾。

圖1 自來水加標后模擬水樣色譜圖

3 結語

建立了利用離子色譜直接進樣同時測定飲用水中10 種陰離子的方法，該方法定性分析準確，定量分析檢測限低，靈敏度高，加標回收能達到98%～101%，且各種被測離子之間無相互干擾。同時，該方法能夠滿足水廠深度處理工藝中臭氧、二氧化氯消毒副產物檢測的需要，為飲用水的水質提高，生產工藝的技術改造提供指導。

參考文獻

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