离子色谱法测定工业废水中可溶性无机阴离子

陆叶青 常守勤

摘要：采用离子色谱法测定工业废水中的可溶性无机阴离子F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-、SO32-、SO42-的含量。水质样品中的阴离子，经阴离子色谱柱交换分离，抑制型电导检测器检测，根据保留时间定性，峰高或峰面积定量。

关键词：离子色谱法;F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-、SO32-、SO42-;工业废水

为了防治水污染，保护和改善环境，保障饮用水安全，促进经济社会全面协调可持续发展，用离子色谱法测定工业废水中可溶性无机阴离子可以有效了解水污染程度。目前，无机阴离子的测定方法主要有化学滴定法、分光光度法和重量法等，这些测定方法虽然稳定，精密度高，但操作水平高且前处理过程复杂，需要的玻璃仪器多，消耗试剂量大，不利于快速分析。运用离子色谱法测定工业废水中阴离子可以很好地解决这些问题。离子色谱法可同时测定多种离子，快速简便，现已被各个领域广泛应用。废水样品中的阴离子，经阴离子色谱柱交换分离，抑制型电导检测器检测，根据保留时间定性，峰高或峰面积定量。

1、试验部分

1.1仪器与试剂

a、离子色谱仪：瑞士万通9300型由离子色谱仪、操作软件及所需附件组成的分析系统。

b、色谱柱：阴离子分离柱和阴离子保护柱。

c、阴离子抑制器、电导检测器、抽气过滤装置

d、一次性水系微孔滤膜针筒过滤器：孔径0.45μm

e、一次性注射器：1～10ml

f、预处理柱：聚苯乙烯-而乙烯基苯为基质的RP柱或硅胶为基质键合C18柱（去除疏水性化合物）;H型强酸性阳离子交换柱或Na型强酸性阳离子交换柱（去除重金属和过渡金属离子）等类型。

1.2仪器工作条件

阴离子分离柱，碳酸盐淋洗液Ⅰ，流速：1.0ml/min，抑制性电导检测器，连续自循环再生抑制器;或者碳酸盐淋洗液Ⅱ，流速：0.7ml/min，抑制性电导检测器，连续自循环再生抑制器，CO2抑制器。进样量25μL。

1.3试验方法

试样的制备：对于不含疏水性化合物、重金属或过渡金属离子等干扰物质的清洁水样，经抽气过滤装置过滤后，可直接进样;也可用带有水系微孔滤膜针筒过滤器的一次性注射器进样。对含干扰物质的复杂水质样品，须用相应的预处理柱进行有效去除后再进样。

空白试样的制备：以实验用水代替样品，按照与试样制备相同步骤制备试验室空白试样。

标准曲线的绘制：分别准确移取0.00mL、1.00mL、2.00mL、5.00mL、10.0mL、20.0mL混合标准使用液置于一组100mL容量瓶中，用水稀释定容至标线，混匀。配置成6个不同浓度的混合标准系列，根据被测样品的浓度确定合适的标准系列浓度范围。按其浓度由低到高的顺序依次注入离子色谱仪，记录峰面积（或峰高）。以各离子的质量浓度为横坐标，峰面积（或峰高）为纵坐标，绘制标准曲线。

2.结果与讨论

2.1废水样品前处理条件优化

1、废水样用滤纸粗过滤后，用水相过滤头再进行过滤。

2、样品中的某些疏水性化合物可能会影响色谱分离效果及色谱柱的使用寿命，可采用RP柱或C18柱。

3、样品中的重金属和过渡金属会影响色谱柱的使用寿命，可采用H柱或Na柱处理减少其影响。

4、对保留时间相近的2种阴离子，当其浓度相差较大而影响低浓度离子的测定时，可通过稀释、调节流速、改变碳酸钠和碳酸氢钠浓度比例，或选用氢氧根淋洗等方式消除和减少干扰。

5、当选用碳酸钠和碳酸氢钠淋洗液，水负峰干扰F-的测定时，可在样品与标准溶液中分别加入适量相同浓度和等体积的淋洗液，以减小水负峰对F-的干扰。

2.2离子色譜图

2.3标准曲线和检出限

依次取混合标准溶液0，1.25，2.00，2.50，5.00，10.0mL于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，配置成F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-、SO32-、SO42-质量浓度为0，2.5，4.0，5.0，10.0，20.0mg/L的混合标准溶液系列，在一起工作条件下对F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-、SO32-、SO42-进行测定，以各离子质量浓度为横坐标，峰面积为纵坐标绘制标准曲线。各离子的线性范围均为2.5～20.0mg/L，线性回归方程和相关系数见下表。相关系数均大于0.999，表明方法的相关性良好。

线性参数和检出限

2.4精密度试验

将试验样品样液重复分析10次，测定F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-、SO32-、SO42-的含量，计算测定的相对标准偏差（RSD），结果见下表

精密度试验结果（n=10）

各离子测定值的相对标准偏差（RSD）都在允许范围之内，说明方法的精密度高。

2.5回收试验

GNM-M070116-2013 中 F- 20.0μg/mL、Cl- 30.0 μg/mL、 Br-，NO3-，NO2-100μg/mL、PO43-，SO42- 150μg/mL，并进行加标回收试验

回收试验结果

加标回收率在94.0%～101.0%，方法的准确度高。

本试验对工业废水中阴离子的测定条件进行优化，采用离子色谱法对工业废水中F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-、SO32-、SO42-的含量进行测定。本方法的准确度、精密度都能满足分析的要求，可广泛应用于对废水中F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、PO43-、SO32-、SO42-的含量的测定。

参考文献：

[1]杨叶琴，赵昌平，赵杰.离子色谱法测定土壤中的3种阴离子.理化检测-化学分册，2018年第54卷（3）：293-296.