離子色譜法同時測定生活飲用水中7種陰離子

袁少偉 錢 凡

（作者單位：1.安徽省·水利部淮河水利委員會水利科學研究院 233000 2.安徽省建筑工程質量監督檢測站 230088）

氟化物（F-）、氯化物（Cl-）、硫酸鹽（SO42-）、硝酸鹽（NO3-）4 種陰離子是GB5749-2006《生活飲用水衛生標準》中規定的常規檢測項目，一旦超標會對人體健康造成危害。氯酸鹽（ClO3-）、亞氯酸鹽（ClO2-）和溴酸鹽（BrO3-）是生活飲用水中投加二氧化氯、臭氧等消毒劑產生的副產物[2-4]。研究表明，氯酸鹽可能會導致高鐵血紅蛋白和溶血性貧血，亞氯酸鹽和溴酸鹽具有較強的致突變性，已被列為致癌物。

傳統陰離子檢測方法有容量法、分光光度法等，實際檢測過程中操作繁瑣、靈敏度低。運用離子色譜法檢測只需經過簡單過濾的前處理就可以直接檢測，可以實現一次進樣分析多個組分，且具有靈敏度高、檢測快速高效的優點。本文利用萬通883 型離子色譜建立了生活飲用水中7 種陰離子（氟化物、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、氯酸鹽、亞氯酸鹽和溴酸鹽）的測定方法，取得了較為滿意的結果。

一、材料和方法

1.儀器和試劑

萬通883 離子色譜儀（瑞士萬通公司）；電導檢測器（883 Basic IC plus 1）；ICNet 色譜工作站；863型自動進樣器；化學抑制器；超純水系統（四川優普公司）。水中氯酸鹽BW2011-100-W，100mg/L，北京壇墨質檢科技有限公司；水中亞氯酸鹽BW2012-1000-W，1000mg/L，北京壇墨質檢科技有限公司；水中溴酸鹽GBW(E)100200，1000mg/L，北京海岸鴻蒙標準物質有限責任公司；4 種陰離子混標（氟化物、氯化物、硝酸鹽氮、硫酸根）BWT20007-W-100（100mg/L、2000mg/L、200mg/L、2000mg/L）， 北 京壇墨質檢科技有限公司。碳酸鈉、碳酸氫鈉均為優級純（國藥集團化學試劑有限公司）；硫酸為分析純（國藥集團化學試劑有限公司）。實驗室用水采用電阻率為18.25MΩ 超純水。

2.方法

（1）實驗條件的優化

采 用Na2CO3-NaHCO3（3.2 ～1.0mmol/L）、Na2CO3-NaHCO3（1.8 ～1.7mmol/L）濃度的淋洗液，選取50uL 和100uL 的定量環，選擇0.65mL/min、0.8mL/min 和1.0mL/min 三種不同的流速進行分別進樣，選擇能夠實現7 種陰離子有效分離并且出峰情況良好的實驗條件。

（2）色譜條件

采用Metrosep A Supp 5-250/4.0型陰離子分析柱；淋洗液為Na2CO3-NaHCO3（3.2～1.0mmol/L），定量環為100uL，流速為0.65ml/min，再生液：H2SO40.1mol/L；最大泵壓為15MPa。

（3）標準系列溶液的配置

分別取1ml 水中亞氯酸鹽、溴酸鹽標準溶液于10.0ml 容量瓶中，定容至刻度，再取水中氯酸鹽和兩種混標中間液各1.00ml 于100.0ml 容量瓶中，配成混合標準溶液A。將4 種陰離子混標（氟化物、氯化物、硝酸鹽氮、硫酸根）稀釋10 倍得到混合標準溶液B。分別取0.1ml、0.25ml、0.50ml、0.75ml、1.00ml、2.00ml、3.00ml、4.00ml 混合標準溶液A 和B 定容至10.0ml，即得到所需濃度標準系列溶液。

（4）實驗方法

標準系列溶液和水樣經0.22um 微孔水系濾膜過濾后，自動進樣器吸取定量環限定體積溶液，進入離子色譜進行檢測。

二、結果

1.實驗條件的優化

采用不同淋洗液濃度、定量環大小和流速對實驗條件進行優化，結果顯示，采用3.2mmol/L Na2CO3～1.0mmol/L NaHCO3濃度的淋洗液，定量環為100uL，流速為0.65ml/min 時，混合溶液中氟化物、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、氯酸鹽、亞氯酸鹽和溴酸鹽7 種物質能夠不受其他離子干擾且能有效分離，以此條件作為最優實驗條件。選取標準系列中較高濃度的溶液進樣，色譜圖如圖1 所示。

表1 標準系列溶液各組分質量濃度（mg/L）

圖1 7 種陰離子混合標準溶液色譜圖

表2 7 種陰離子檢出限、曲線回歸方程和相關系數

表3 7 種陰離子濃度精密度（n=7）

表4 7 種陰離子加標回收率

2.檢出限和線性

采用已知結果的實際樣品來計算方法的檢出限，樣品進樣量為100uL，氟化物濃度為0.10mg/L，亞氯酸鹽濃度為0.01mg/L，溴酸鹽濃度為0.01mg/L，氯化物濃度為2.00mg/L，氯酸鹽濃度為0.01mg/L，硝酸鹽濃度為0.20mg/L，硫酸鹽濃度為2.00mg/L。在相同條件下進樣7 次，測得平均值和標準偏差，按檢出限定義，計算出各組分在此分析條件下的檢出限。檢出限計算公式：

式中：D—檢出限，mg/L；k—置信因子，一般取3；S—樣品測量讀數的標準偏差；C—樣品含量值；—樣品測量讀數平均值。

在選定的色譜條件下，對7 種陰離子混合標準系列溶液分別進樣檢測。各組分的檢出限、曲線回歸方程、相關系數見表2。該方法所得各組分相關系數（r）≥0.9993，7 種陰離子的檢出限為0.0015 ～0.0072mg/L。

3.精密度

在相同色譜條件下，連續進7 針混合標準工作溶液系列1 濃度點，各組分濃度RSD 為0.11% ～9.68%，重現性較好，如表3 所示。

4.回收率

以實驗室超純水為空白樣品，檢測獲取本底值，分別加入一定量不同濃度氟化物、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、氯酸鹽、亞氯酸鹽和溴酸鹽7 種物質混合標準溶液，根據測定值計算實驗回收率。各組分加標回收率如表4 所示。水中7 種陰離子加標回收率為96.2%～120.0%。

三、結論

采用Metrosep A Supp 5-250/4.0 型陰離子分析柱，通過優化淋洗液濃度、流速、定量環大小等因素，建立了離子色譜分析生活飲用水中7 種陰離子的方法。本方法相關性好，檢出限低，操作簡單，能夠有效滿足實際檢測工作中的要求，具有廣泛的使用價值■