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离子色谱法测定饮用水中6种阴离子的研究

2013-04-23陈仁远徐兴江

中国酿造 2013年8期
关键词:阴离子色谱法饮用水

先 春,陈仁远 *,徐兴江,王 垄

(1.贵州省产品质量监督检验院仁怀分院,贵州 仁怀 564500;2.贵州茅台酒股份有限公司质量部,贵州 仁怀 564501)

近年来,随着健康观念的改变和生活质量的提高,人们越来越关注生产和生活用水的质量,离子色谱用于检测饮用水中的多种离子,该仪器采用了高效分离柱和灵敏的电化学检测器,具有高分离度、高选择性和高灵敏度等特点[1]。

目前,离子色谱用于水质分析的研究较为成熟[2-8],但是用同一方法测定饮用水中(F-、Cl-、NO3-、SO42-、ClO2-、ClO3-)6种阴离子的研究较少,在国标方法[9]中淋洗液的配制比较复杂,本研究对该方法进行进一步优化,结果表明,优化后的方法在提高灵敏度的同时可以降低工作强度。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

ICS-1100离子色谱仪、ICS-1100自动进样器、电导检测器(赛默飞世尔科技有限公司),RFC-30淋洗液自动发生器,变色龙Chromeleon 6.80工作站,纯水处理机(PURELAB flex),前处理柱(Dionex OnGuardTMⅡRP,Dionex OnGuardTMⅡAg/H),0.22μm尼龙微孔滤膜(希波氏)。

试样用纯水:电阻率为18.2MΩ·cm;6种标准溶液购自国家标物中心,为国家有证标准物质。

1.2 色谱条件

阴离子色谱柱:Dionex Ion Pac AS-19(4mm×250mm);保护柱:Dionex Ion PacAG-19(4mm×50mm);抑制器:Dionex ASRS300(4mm);淋洗液:20mmol/LKOH;流速:1.0mL/min;色谱柱温度:30℃;检测池温度:35℃;抑制器电流:50mA;按国标方法[5]进样体积:(F-、Cl-、NO3-、SO42-)4种阴离子进样体积:50μL,(ClO2-、ClO3-)2种阴离子进样体积:200μL。

1.3 样品前处理

样品经0.22μm微孔滤膜过滤后测定。如水样浑浊,可通过前处理柱(Dionex OnGuardTMⅡRP或Dionex OnGuardTMⅡAg/H)处理,再经0.22μm微孔滤膜过滤测定。

1.4 标准曲线

分别取6种标准溶液的贮备液,按表1用纯水稀释成不同质量浓度的混合标准系列,自动进样器进样后进行标准曲线的测定。以色谱峰面积对离子的质量浓度进行线性回归,结果见表1。6种阴离子的标准色谱图见图1、图2。

表1 6种阴离子标准曲线、相关系数和检出限Table 1 Standard curve,correlation coefficient and detection limit of 6 kinds of anions

图1 F-,Cl-,NO3-,SO42-的标准色谱图Fig.1 Standard chromatogram of F-,Cl-,NO3-,SO42-

图2 ClO2-,ClO3-的标准色谱图Fig.2 Standard chromatogram of ClO2-,ClO3-

2 结果与讨论

2.1 样品测定

按照相同的色谱条件,对3个样品进行纯水空白校准曲线和实际样品的测定,由标准曲线求出样品的含量。将样品色谱图(图3、图4)与标样色谱图(图1、图2)进行比较,根据保留时间进行定性分析,按照峰面积对样品中各组分进行定量分析,结果见表2。

2.2 精密度实验

在本实验条件下,对纯净水重复测定,同时采用低、中、高不同浓度进行加标测定,各连续测定6次,测定结果相对标准偏差见表3。由实验结果可知,不同浓度测定结果的相对标准偏差0.2%~0.5%,该方法满足精密度规定的要求。

表2 不同样品中6种阴离子的含量(mg/L)Table 2 The content of 6 kinds of anions in different samples(mg/L)

图3 自来水中F-,Cl-,NO3-,SO42-的样品图Fig.3 F-,Cl-,NO3-,SO42-samples of tap water

图4 自来水中ClO2-、ClO3-的样品图Fig.4 ClO2-、ClO3-samples of tap water

表3 6种阴离子精密度实验结果(n=6)Table 3 Precision experimental results of 6 kinds of anions (n=6)

2.3 回收率试验

在纯净水中加入高、中、低3种不同浓度的F-、Cl-、NO3-、SO42-、ClO2-、ClO3-标准溶液,测得F-回收率为96.5%~105.9%;Cl-回收率为91.2%~97.9%,NO3-回收率为91.7%~106.0%,SO42-回收率为90.2%~101.9%,ClO2-回收率为98.5%~106.6%,ClO3-回收率为98.5%~102.8%。由此可知,3种不同浓度的加标回收率均能满足方法学要求。

表4 6种阴离子加标回收率实验结果Table 4 Standard addition recovery rate experiment results of 6 kinds of anions

2.4 讨论

(1)Dionex IonPac AS19为高容量阴离子交换柱,主要用于分析卤素含氧酸,能很好的分离水样中的各种阴离子和溴酸根[10-11]。

(2)通过对0.8mL/min、1.0mL/min 和1.2mL/min流速进行试验,结果采用1.0mL/min的流速能使各组分分离较好,出峰时间也较合适[7]。

(3)F-、Cl-、NO3-、SO42-、ClO2-、ClO3-6种阴离子的检测,在国标方法[9]中,需手工配制碳酸盐淋洗液,由于各种误差的影响,导致离子色谱检测的灵敏度、重现性、信噪比和基线的稳定性不理想。因为Na2CO3和KOH都是弱极性的溶剂,在本试验中以KOH为淋洗液也是合理的,再结合RFC-30淋洗液自动发生器,这样可以降低淋洗液的背景电导低、提高仪器灵敏度,且在大体积进样时不会影响弱保留组分的分离及定量[12]。

3 结论

本研究优化了饮用水中F-、Cl-、NO3-、SO42-、ClO2-、ClO3-6种不同阴离子的测定方法,该方法简单,准确,灵敏,易于推广普及。我国生活饮用水卫生标准[13]中F-、Cl-、NO3-、SO42-、ClO2-、ClO3-的限量分别为1.0mg/L、250mg/L、20mg/L、250mg/L、0.7mg/L、0.7mg/L,测定的样品中6种阴离子的含量均符合限量要求。

[1]钟 琰.色谱仪在环境监测中的应用[J].北方环境,2013,29(2):161-162.

[2]王永根,陈淑莎,王剑波,等.离子色谱-电导检测法测定饮用水中13种阴离子的研究[J].中国卫生检验杂志,2012,22(7):1495-1498,1501.

[3]李国兴,施青红,郭莹莹,等.离子色谱-抑制电导法分别测定海水中阴离子和阳离子[J].分析科学学报,2006,22(2):153-156.

[4]赵 倩,茅海琼,胡财平.梯度洗脱离子色谱法测定宁波地区降水中的6 种阴离子[J].中国环境监测,2010,26(3):43-44.

[5]韩倩倩,曹顺安,詹 艺,等.大体积进样-离子色谱法测定炉水中痕量阴离子[J].理化检验-化学分册,2012,48(11):1307-1309,1314.

[6]孙卫明,孙建飞,王权帅.生活饮用水溴酸盐、氯酸盐和亚氯酸盐的离子色谱测定法[J].职业与健康,2013,29(7):824-825,829.

[7]吕立群.离子色谱法测定大气降水中的氟离子、乙酸、甲酸、氯离子、硝酸根和硫酸根离子[J].中国环境监测,2011,27(5):21-23.

[8]杨 敏,谢 静,杨树科,等.离子色谱法测定饮用水中的溴酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐及常规阴离子含量[J].食品科学,2012,33(12):219-222.

[9]GB/T 5750-2006.生活饮用水标准检验方法[S].

[10]俞幸幸,俞明飞,郑 江.离子色谱法同时测定饮用水中七种阴离子的含量[J].中国卫生检验杂志,2012,22(1):47-48.

[11]林 立,张俊燕.大体积进样测定饮用水和水源水中的溴酸盐[J].分析与检测,2011(11):47.

[12]魏益华,张金艳,罗林广.离子色谱法测定农村饮用水中阴离子[J].理化检验-化学分册,2012,48(2):213,218.

[13]GB/T 5749-2006.生活饮用水卫生标准[S].

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