离子色谱法检测污水样品中无机阴离子

离子色谱法检测污水样品中无机阴离子

张子健

肇庆市四会生态环境监测站 526200

【摘要】 水作为维持生命与生产生活的必需品，保证水质安全不仅关系到人类健康，更关系到生态环境，为更好的了解污水中的成分组成，通常采取离子色谱法对污水中的无机阴离子进行检测。在本研究中采用Metrohm EcoIC离子色谱分析仪, Metrosep A supp 4-250型阴离子分析柱, 进行无机阴离子检测方法的筛选并进行了验证，确定了淋洗液以及再生液的成分以及浓度，准确度、精密度以及线性范围均符合分析要求，试验证明该方法在污水样品中无机阴离子的检测具有良好的可靠性。

【关键词】离子色谱法;污水样品;无机阴离子

随着我国经济的快速发展，工、农、畜牧业的发展速度也在不断的提升，GDP的增速也在逐年的上升。但是随之而来的则是对环境的破坏，工业废水乱排乱放、农业种植过程中使用的农药、畜牧业养殖过程中牲口粪便的随意堆放、生活废水未经处理等等一系列问题严重污染着地表水以及地下水，影响着我们生活居住的环境^[1]。水体污染一般包括四类：一、无机无毒物：酸、碱、一般无机盐、氮、磷等植物营养物质；二、无机有毒物：重金属、砷、氰化物、氟化物等；三、有机无毒物：碳水化合物、脂肪、蛋白质等；四、有机有毒物：苯酚、多环芳烃、PCB、有机氯农药等；五、其他：石油类污染物、病原微生物、寄生虫、放射性污染物、热污染等。随着我国环保意识的不断加强，为了保护生态环境，我国中央政府以及环保局等出台了许多关于水环境监测的相关法规与检验标准。无机阴离子作为污水中比较常见的污染成分，对其进行有效的监测，可以作为水体污染程度判断的佐证之一^[2]。在常规的检测过程中对于无机阴离子主要采取离子色谱法，该方法具有灵敏度高、专属性强、分辨率高等优点^[3]，被广泛的应用在水体质量检测中^[4]。一个可靠的检测方法是保证检测结果体现真值的基础，在本研究中对无机阴离子的检测方法进行了开发并进行了相关项目的验证。

1 仪器与试剂

1．1 实验仪器

离子色谱仪：Metrohm EcoIC型离子色谱仪(生产单位：瑞士Metrohm公司)；

阴离子色谱柱：Metrosep A supp 4-250 （4×250 mm)；

纯水仪：Milli-Q Direct8超纯水机。

1．2实验试剂

F^-、Cl^-、NO₃^- 、SO₄^2-无机阴离子对照品溶液：北京北方伟业计量技术研究院

碳酸钠：优级纯，天津市福晨化学试剂厂

碳酸氢钠：优级纯，天津市福晨化学试剂厂

1．3色谱条件

淋洗液组成设定为NaCO₃ 与NaHCO₃的组合混合液

再生液为硫酸（浓度：50mmol/L）

清洗液：超纯水

进样体积：10μL，流速：1.0mL/min

1.2 试验方法

1.2.1 淋洗液浓度的确定

选择 NaCO₃ 与NaHCO₃各3个浓度组合分别进行四种阴离子混合对照品以及单独对照品的进样分析，根据其出峰时间、峰形状以及各组分间的分离度判断淋洗液的浓度，在根据情况进行适当的调整。

1.2.2 精密度验证

批内重复性：配制混合对照品溶液(F^-、Cl^-、NO₃^- 、SO₄^2-浓度均为 5.00 μg /m L, 重复测定 6 次,计算其峰面积的RSD；接受标准：RSD≤6.0％。

日间精密度：由两名实验员分别在不同日期配制浓度为5.00 μg /m L的混合对照品溶液，分别重复测定6次，计算12次进样获得的峰面积的RSD；接受标准：RSD≤10.0％。

1.2.3 准确度

准确度以回收率进行表示。以某企业水样经稀释后作为本底，进行加样回收，分别采取3个浓度，每个浓度各3个样品进行分析。浓度1：F^-、Cl^-、NO₃^- 、SO₄^2-浓度均为 :0.50 μg /m L；浓度2：F^-、Cl^-、NO₃^- 、SO₄^2-浓度均为 :2.00 μg /m L；浓度3：F^-、Cl^-、NO₃^- 、SO₄^2-浓度均为 :8.00 μg /m L；计算公式：回收率= 。接受标准：回收率范围在80-120%，且RSD≤10.0。

1.2.4 线性与范围

按照其高、低浓度进行样品配制，F^-、Cl^-、NO₃^- 、SO₄^2-浓度为 :0.20、0.50、1.00、2.50、5.00 、10.0μg /m L，每个浓度样品平行测定3次，取平均值，进行线性回归，得出回归方程Y =bX+a,X表示峰面积,Y 表示浓度值,计算相关系数r²。接受标准： r²≥0.995。

2 结果

2.1 淋洗液浓度的确定

根据3组淋洗液的不同浓度配比，并结合色谱分析时间、峰形状以及最小分离度、离子强度多方面因素，最终选择1.8mmol/LNaCO₃ +1.7mmol/LNaHCO₃作为最终淋洗液。

表1 不同淋洗液浓度情况下分析情况汇总表

2.2精密度

混合对照品的批内重复性RSD:F^-1.31%、Cl^-1.55%、NO₃^- 1.68%、SO₄^2-1.41%；日间精密度的验证结果RSD:F^-3.87%、Cl^-4.16%、NO₃^- 4.59%、SO₄^2-3.15%；均符合要求。

2.3 准确度

以样品作为本底进行回收率实验，四种阴离子的回收率均在94-104%之间，RSD为3.35% 符合要求，见表2。

表2. 准确度验证结果

2.4 线性与范围

四种阴离子在本次试验中以峰面积与浓度进行回归分析，得回归方程。F^-:y=0.1062x－1.065×10^-2,r²=0.9994;Cl^-:y=0.0665x-4.110×10^-3，r²=0.9996;NO₃^- ：y=0.0351x－8.241×10^-4，r²=0.9998;SO₄^2-：y=0.0743x+4.875×10^-3，r²=0.9998,均符合要求。

3 总结

在采用离子色谱法进行水中四种阴离子检测，其具有良好的色谱条件。在验证过程中，该方法的准确度、精密度、线性与范围均符合我国对分析方法耐用性与准确性的要求，该方法在日常检测过程中，得到的数据具有真实可靠性。

参考文献：

1. 范华. 离子色谱法测定工业污水中的无机阴离子[J]. 广州化工,2020,48(12):80-81,86.

2. 陈诚. 离子色谱法测定水质无机阴离子[J]. 中国战略新兴产业,2019(38):52.

3. 李涛,于小迪,张烨红,等. 离子色谱法快速分析污水中的无机阴离子研究[J]. 环境科学与管理,2014,39(2):97-99.

4. 刘静,张宁,袁悦,等. 离子色谱法测定环境水样中无机阴离子[J]. 安徽农业科学,2011,39(16):9772-9773.