离子色谱法测定水质无机阴离子

王蕾 陈玉梅

摘要：离子色谱法是水质检测中测定无机阴离子含量的常用方法，具有较高的检测准确度和精密性，能够满足水质检测对检出数据质量和有效性的要求。本文主要围绕离子色谱法检测水体中无机阴离子的具体方法进行分析，讨论本方法测定的精密程度。

关键词：离子色谱法；无机阴离子；水质；测定

引言：水对于人类的生产生活有着重要的意义，水质安全不仅关系到人们的身体健康，还关系到生产设备的安全运转和产品的品质保障。在地表和地下水中，水体含有诸多阴阳离子，这些无机离子的含量能够在一定程度上反应水质的情况，是水质检测的重点对象之一。

1 离子色谱法的实验原理概述

离子色谱法利用的是离子交换树脂上发生的离子交换过程，水样流过离子交换树脂时，水体中的阴离子经过阴离子柱进行交换和分离，分离后的阴离子经过抑制电导检测器检测可形成相应的色谱，研究人员通过研究色谱之上的峰面积和高度可以对所检测阴离子进行定性和定量测定。离子色谱法中所使用的色谱仪通常由离子交换柱、水样和淋洗液流动相输送、抑制电导检测器等部分组成，完成对水样中无机阴离子的交换、分离和检测，最终通过数据处理软件输出离子色谱供研究人员分析使用。在所出具的离子色谱中，横坐标通常表示所检测离子浓度，纵坐标为标准曲线的色谱峰面积。研究人员通过出峰时间来判断水样中所包含的无机阴离子种类，因为不同的无机阴离子与淋洗液的亲和力不同，被交换分离出的时间也不同；通过色谱峰面积大小来判断水样中所包含对应无机阴离子的浓度，离子色谱法通常需要研究人员制备标准溶液来与水样做对比，才能判断出准确的离子浓度。

2 离子色谱法的具体实验检测过程

2.1 制备混合标准溶液

离子色谱仪使用中所需要的混合标准溶液通常需要根据所检测无机阴离子的对象进行配置，比如检测目标为水样中的氟离子、氯离子、硝酸根离子、硫酸根离子，研究人员在制备标准溶液是就要制备这一系列的无机阴离子混合标准溶液，用于色谱仪进行标准曲线绘制和对比。制备过程中，研究人员需要用移液枪准确吸取阴离子的1000μg/ml标准溶液，加入容量瓶中用超纯水定容，然后分别稀释至相应浓度备用^[1]。

表1 混合标准溶液浓度

离子	标准溶液浓度㎎/L
氟离子	0.1	0.2	0.5	1.0	2.0
氯离子	0.5	1.0	2.0	5.0	10.0
硝酸根离子	0.1	0.2	0.5	1.0	2.0
硫酸根离子	1.0	2.0	5.0	10.0	20.0

2.2 离子色谱仪使用过程

不同厂家生产的离子色谱仪在使用中有一定的要求，比如水样的单次进样量、抑制器的电流设定值、淋洗液流速等。以ICS-1100AR离子色谱仪为例，自动进样器单次进样量为25μL，AERS500抑制器的电流设定值45 mA，淋洗液若采用碳酸钠淋洗液则设定流速为每分钟1.0ml，色谱仪的离子交换柱柱温设定为30℃。在离子色谱仪使用过程中，研究人员需要将仅有超纯水的空白溶液和混合标准溶液按照浓度大小从低到高依次放入进样器，由离子色谱仪记录空白溶液和混合标准溶液中无机阴离子的色谱，并绘制出标准曲线用作后续水样的对比基础。

3 待检测水样的采集和离子色谱仪保护

为了避免待测水样的离子浓度发生变化影响检测结果质量，待检测的水样需要用密封的刚性聚乙烯瓶盛装，避光保存，并尽快完成过滤和测定。待检测水样过滤是为了避免水样中的杂质污染损伤离子交换柱和色谱柱，过滤过程所使用的滤膜孔径应保持在μm级别，常用的滤膜为0.45μm微孔滤膜或0.2μm微孔滤膜。在进行过滤后的待检测水样进入离子色谱仪检测前，研究人员需要准备一个超纯水的空白样品，在完成测定后需要准备一个超纯水空白样品清洗仪器内部。

4 离子色谱法测定水质无机阴离子的准确度判断

4.1 标准曲线线性关系判断

离子色谱仪进行待检测水样测试前，研究人员通过制备混合标准溶液来测试得到标准色谱曲线。离子色谱仪测试得到的标准曲线经过变色龙软件绘制，可判断其相关系数^[2]。比如，某次待测水样测定前的混合标准溶液测定得到的氟离子标准曲线方程为y=0.207x-0.002，氯离子标准曲线为y=0.180x-0.025，硝酸根离子y=0.086x-0.001，硫酸根离子y=0.117x-0.032，相关系数均控制可控制在99.9%以上，说明标准曲线的线性相关关系良好。

4.2 混合标准溶液中的无机阴离子测定结果准确度判断

在针对混合标准溶液的离子色谱检测5次重复测试中，所得到的无机阴离子测定结果如下表所示。

表2 混合标准溶液无机阴离子测定结果

离子	5次混合标准溶液的重复测定					标准偏差（%）
	1	2	3	4	5
氟离子	1.52	1.53	1.52	1.55	1.51	0.015
氯离子	6.38	6.39	6.32	6.30	6.33	0.036
硝酸根离子	1.42	1.43	1.48	1.46	1.43	0.023
硫酸根离子	11.2	11.3	11.0	11.3	11.2	0.110

4.3 待检测样品的无机阴离子加标回收率准确度判断

待检测样品进行检测原样检测和加标检测，即在样品中加入0.5~2倍待测物含量的标准物质进行测定，将测定值扣除样品的测定值后计算回收率^[3]。最终测定结果为氟离子、氯离子、硝酸根、硫酸根四种无机阴离子的回收率在92%~108%之间，说明在待检测样品的测定中，离子色谱法的检查结果准确度值得信任。

结束语：在水质检测中，氟离子、氯离子、硝酸根和硫酸根四种无机阴离子是比较常见的检测对象，这是本文将这四种无机阴离子作为例子使用的原因。通过对混合标准溶液的标准曲线判断，对混合标准溶液的无机阴离子测定结果判断，对待检测样品的加标回收率准确度判断可知，离子色谱法是一种在水质检测中较为先进、准确度值得信任的技术。

参考文献：

[1]宋大英. 离子色谱法测定水质无机阴离子[J]. 绿色科技,2017(12):99-100+102.

[2]杨俊杰. 离子色谱法同时测定地表水中4种常见无机阴离子的研究[J]. 安徽农学通报,2019,25(06):107-108+131.

[3]刘伟伟. 离子色谱法同时测定饮用水中F~-、Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~－含量[J]. 河南预防医学杂志，2019,30(12):897-899.