离子色谱法测定水中五种阴离子化合物含量的方法研究

离子色谱法测定水中五种阴离子化合物含量的方法研究

孙明博

佳木斯市疾病预防控制中心154007

摘要：通常所用化学分析法和离子选择电极法测定离子的过程繁琐且费时，而采用离子色谱法同时测定水中F-、Cl-、NO3-N、SO42-离子，具有选择性好、灵敏度高、分析速度快等优点.水样中待测阴离子随淋洗液进入离子交换柱系统（由保护住和分离柱组成），根据分离柱对各阴离子的不同的亲和度进行分离，由电导检测器测量各阴离子组分的电导率，以相对保留时间和峰高或面积定性和定量。检出限：10倍的信号噪声除以峰高乘以样品量。

关键词：离子色谱氟化物氯化物硫酸盐硝酸盐氮

Abstract：commonlyusedchemicalanalysisandionselectiveelectrodemethodforthedeterminationofionprocesscumbersomeandtime-consuming，whiletheuseofionchromatographicmethodforthesimultaneousdeterminationofwaterf-，Cl-，NO3andSO42-ion，hasgoodselectivity，highsensitivity，analysisoftheadvantagesoffastspeed.Inwatersamplestobemeasuredanionwiththeeluentintotheionexchangecolumnsystem（bytheprotectionandseparationcolumns），accordingtotheseparationcolumnoftheaniondifferentaffinityseparation，theanioniccomponentoftheconductivitymeasuredbyaconductivitydetector，andtherelativeretentiontimeandpeakheightorareaofqualitativeandquantitative.Detectionlimit：10timesthesignalnoisepidedbypeakheightmultipliedbytheamountofsample.

Keywords：ionchromatography，fluoride，chloride，sulfate，nitrate，nitrogen

对水中常见的阴、阳离子进行连续性的定性和定量分析。离子色谱法（IC）是利用阴阳离子和有机阴离子的分离检测痕量阴阳离子的一种方法对水中常见的阴、阳离子进行连续性的定性和定量分析。。与电化学分析方法和原子吸收法等相比较，具有快速、简单、选择性好、灵敏度高、准确度好以及同时测定多组分等优点特别是样品前处理简单。。用离子色谱法对中的阴离子F-、Cl-、NO3-N、SO42-离子四种离子进行分析测定，获得准确可靠的定性和定量结果《生活饮用水标准检验方法》氟化物GB/T5750.5.3.2—2006，氯化物GB/T5750.5.2.2—2006，硝酸盐氮GB/T5750.5.5.3—2006，硫酸盐GB/T5750.5.1.2—2006的测定方法利用ICS1000离子色谱，AS11阴离子交换柱，同时测定水中常见阴离子的测定方法，具有良好的准确度和精密。

实验原理

离子色谱IonChromatographyIC是色谱法的一个分支它是将色谱法的高效分离技术和离子的自动检测技术相结合的一种分析技术。离子色谱法以离子交换树脂为固定相电解质溶液为流动相通常采用电导检测器来进行检测。

本实验以阴离子交换树脂为固定相以KOH为淋洗液F-、Cl-、NO3-N、SO42-四种阴离子。淋洗液发生器由高压KOH发生室和低压K+电解槽组成。KOH发生室装有一个穿孔的Pt阴极，钾离子电解槽装有一个Pt阳极。KOH发生室装通过阳离子交换膜与K+电解槽连接。离子交换连接器允许来自K+电解槽的K+通过并进入高压KOH发生室。离子交换连接器将高压KOH发生室与低压K+电解槽隔开。泵驱动去离子水通过KOH发生室，在正负极之间加上直流电压，水在正极和负极发生电解。在正极产生的H+代替电解质溶液中的K+，被置换出的K+跨过阳离子交换连接器进入KOH发生室。这些K+与在阴极产生的OH-结合生产KOH，即用于阴离子交换色谱的淋洗液。所产生的KOH溶液的浓度由加到K+电解槽和KOH发生室上的电流和通过KOH发生室的水的流速决定。因此，在一个给定的流速，精确地控制施加电流就能精密而在线地产生所需浓度的KOH淋洗液。施加电流和所产生的KOH浓度之间存在非常好的线性关系。

1.实验部分

1.1仪器与试剂

赛默飞ICS1000离子色谱分析柱AS11

DIONEXAS-DV自动进样器

1.2试剂

氟离子标准溶液GBW）（E）080549，

氯离子标准溶液GBW）（E）080268，

硫酸盐标准溶液GBW）（E）080266

硝酸盐氮标准溶液GBW）（E）080264

浓度皆为1000ug/ml，中国计量科学研究所

1.3分析条件

数据采集速度5.0Hz

池温35.0℃柱温30.0℃

淋洗液KOH浓度20mM电流50mA

分析柱AS11

抑制器类型为ASRS4mm（阴离子）

泵使流速为1.0mL/min。

样品经过0.22μm滤膜过滤

氮气瓶分压表为0.2Mpa淋洗液瓶压力表为3～6psi

自动进样器：进样25ul传输速度4ml/min

延迟体积125ul冲洗因子10

1.4标准曲线的配制

标准使用液为用离子色谱分析专用的标准贮备液（浓度为1.000mg／L），经过逐级稀释配制而成，它的准确度直接影响到测定结果，选用国家标准物质中心的标准贮备液进行配制。标准贮备液和标准使用液均应放人聚乙烯塑料瓶中，在冰箱中保存，使用前取出，静置至室温使用。用标准溶液的浓度对相应的测量响应值绘制标准工作曲线，标准工作曲线至少应包括5个点，标准工作曲线只能在其线性范围内绘制，而且标准工作曲线的相关系数应大于0.9990。

曲线：

标准曲线绘制以峰面积（Y）对溶液浓度（X）进行直线回归处理，

绘制F-、Cl-、NO3-N、SO42-标准曲线.

氟化物：Y=0.514X+0.020R=0.9997

氯化物：Y=0.299X+0.011R=0.9999

硫酸盐：Y=0.222X+0.030R=0.9999

硝酸盐氮：Y=0.744X-0.021R=0.9999

号，如出现正峰，说明蒸馏水存在离子污染，不能使用。

1.5样品的预处理：奖水样经0.22um滤膜过滤出去浑浊物质。

1.6将预处理后的水样放入自动进样器，记录峰面积。

1.7各种阴离子的质量浓度（mg/l），可以直接在标准曲线上查得。

1.8开机前：

1：观察阴离子淋洗液瓶里淋洗液是否充足，若不足，请加足量。

2：打开氮气瓶阀门，调整分压表为0.2Mpa，调节淋洗液瓶压力表为3～6psi。

开机：

1打开稳压电源——打开离子色谱电源开关，启动电脑，进入chromel操作软件和操作面板

2在控制面板EluentBottle输入淋洗液的体积，点击控制面板上的Pump上On，启动泵使流速为1.0mL/min。

3旋开一级泵上的排气泡阀，用注射器抽出液体或用烧杯接液体，观察管道里是否有气泡，若无，关闭拧紧排气泡阀。然后旋开二级泵上的排气泡阀，排出泵头的气泡，无气泡后，关闭拧紧。

4等压力上升为1000psi以上，抑制器电流设为50mA，开启软件控制面板抑制器电源为开

5点击“采集”基线——选“ECD_1”——确定，待基线稳定关闭“采集”基线

6开始进样，进行分析记录色谱图

1.9空白实验

空白样品的测定很重要，它可估计实验用水、试剂及每个分析步骤可能带来的误差，空白值不仅影响到方法的检出限，还影响到测定结果的准确性。在离子色谱分析中，空白实验采用纯净水（水电阻率大于18.2MΩ）并在使用前经过0.22μm微孔膜过滤。色谱信号应为平直的信号

小结：本文利用淋洗液自动发生器和自动进样器做离子色谱法测定水中氟，氯，硫酸盐，硝酸盐氮的含量。本实验不用配制淋洗液，并且用自动进样器给使实验过程操作简单，方便。KOH淋洗液系统使背景电导小，基线稳定灵敏度高。