離子色譜法同時測定土壤中和 NO3-

李龍飛 朱永曉 張 寧 于聰靈

(河北省地質實驗測試中心，河北 保定 071052)

前言

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

ICS-1100型離子色譜儀(美國戴安公司)，配EGC-KOH自動發生器在線產生KOH淋洗液，采用IonPacAS11-HC型陰離子分析柱，ASRS-4 mm陰離子自動電解再生膜抑制器，DS6型電導檢測器，DIONEX AS-DV自動進樣器；THZ-82A調速水浴恒溫振蕩器(金壇市宏華儀器廠)；DT5-5型低速臺式離心機(北京時代北利離心機有限公司)；0.45 μm PES微孔濾頭(天津津騰實驗設備有限公司)；電子天平(實際分度值0.01 g)。

1.2 色譜條件

IonPacAS11-HC型陰離子分離柱(4 mm×50 mm，美國Thermo Scientific公司)；IonPacAG11-HC型(4 mm×250 mm，美國Thermo Scientific公司)保護柱；30 mmol/L KOH等度淋洗液，流速1.2 mL/min；ASRS-4 mm陰離子自動電解再生膜抑制器，90 mA燈電流；柱溫30 ℃；采樣體積25 μL。

1.3 土壤浸出液的制備

用電子天平準確稱取通過2 mm篩孔的風干土壤50.00 g，放入干燥的500 mL錐形瓶中，準確量取無二氧化碳的純水250 mL，加塞，在25 ℃下恒溫水浴震蕩3 min。

將浸出液轉移至離心管中，高速離心(4 000 r/min)5 min。分離出來的清液含有雜質顆粒，為避免堵塞進樣系統必須過0.45 μm微孔濾頭。

2 結果與討論

2.1 浸出液的土水比例和浸提時間

用水浸提土壤中易溶鹽時，應力求將易溶鹽完全溶解出來，同時又盡可能使難溶鹽和中溶鹽(碳酸鈣、硫酸鈣等)不溶解或少溶解，并避免溶出的離子與土壤膠粒吸附的離子發生交換反應。因此應選擇適當的土水比例和震蕩時間。

各種土壤鹽類的溶解度不同，利用控制土水比例的方法將易溶鹽和難溶鹽分離開。采用1∶2.5的土水比例使中溶鹽和難溶鹽被浸出的量少，但是給操作帶來的困難很大，不適于黏性土壤，采用1∶10的土水比例又導致易溶鹽總量偏高。在同一土水比例下，浸提的時間越長，中溶鹽和難溶鹽被浸出的可能性越大，土壤顆粒與水溶液之間的離子交換反應越完全，由此產生的誤差也越大。因此，制備土壤水浸出液的土水比例和浸提時間必須統一規定才能使分析結果可以相互比較。實驗結果見表1和表2。

表1 震蕩時間3 min不同水土比對離子測定的影響

表2 土水比為1∶5不同震蕩時間對離子測定結果的影響

從表1和2綜合數據得出土水比為1∶5，震蕩時間3 min得出的數據最符合四種標準物質給出的準確度。

2.2 流動相濃度的選擇

采用ICS-1100推薦的KOH溶液，實驗中流動相的濃度直接影響著分離效果和分離時間，所以采取合適的流動相濃度對實驗至關重要，根據三種離子的峰形與峰面積選擇最佳流動相濃度。分別使用10、20、30 mmol/L KOH作流動相濃度，當流動相濃度增大時，分離時間會隨著濃度的增大而變短，但是整體的分離效果變差，峰面積會交叉重疊，達不到實驗效果；當流動相濃度減小時，分離時間會隨著濃度的減小而變長，可以達到分離效果，但整體分析時間變長，不利于多樣品大批量的測定。從圖1看各離子分離狀態，綜合三種離子的分離效果和色譜圖選擇KOH(30 mmol/L)淋洗液保證最佳濃度。

2.3 流動相流速的選擇

在保障最佳濃度的情況下，選擇合適的流速，調節泵流速分別為0.8、1.0、1.2、1.5 mL/min觀察實驗效果。當調節流速變大時色譜圖基線漂移明顯，分離時間變短，分離效果變差，靈敏度變低，柱壓增大，長時間保持高柱壓容易使分離柱損毀；當調節流速變小時能保證實驗分離效果，同時時間變長。綜合考慮選擇1.2 mL/min的流速可以獲得比較理想的分離效果，在此情況下分離時間最優，能在6 min內完成分離。圖2為30 mmol/L KOH淋洗液1.2 mL/min流速下的混合標準溶液色譜圖。

圖1 流動性濃度對分離效果的影響

2.4 方法的線性及檢出限

圖2 最佳色譜條件下的混合標準溶液色譜圖

表3 線性參數和檢出限

2.5精密度和加標回收實驗

對國家標準物質GBW07458、GBW07459、GBW07460、GBW07461的土壤浸出液進行重復檢測7次。測定結果見表4。

表4 標準土壤樣品的重復性測試

取一定量處理好的浸出液，分別加入一定量的標準溶液進行加標回收，測定加標回收率，結果見表5。

表5 國家標準物質的加標回收率

從表5標準樣品的加標回收率來看，三種無機陰離子的加標回收率在95.6%～109%，根據回收率的結果來看，方法的準確度高，能滿足土壤水溶鹽無機陰離子的測定。

3 結論

采用離子色譜法測定土壤水溶鹽中的三種無機陰離子，方法簡單、可靠、準確為土壤水溶性鹽分的測定提供了儀器依據和數據支持，非常適合大批量樣品的測定。