離子色譜法測(cè)定入海河口水中的硫酸鹽

任朝興 楊 爽

(廣西壯族自治區(qū)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，廣西 北海 536000)

離子色譜法測(cè)定入海河口水中的硫酸鹽

任朝興 楊 爽

(廣西壯族自治區(qū)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，廣西 北海 536000)

建立了離子色譜法測(cè)定入海河口水樣中硫酸鹽的方法。樣品經(jīng)0.45 μm濾膜過(guò)濾后稀釋進(jìn)樣，線性響應(yīng)良好，基體干擾小，測(cè)定硫酸鹽的方法檢出限為0.03 mg/L，加標(biāo)回收率為95.0%～99.5%，精密度為2.0%～2.5%。方法具有方便、快捷、檢出限低、精密度和準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足大批量樣品的分析。

離子色譜法； 硫酸鹽； 入海河口

前言

硫酸及硫酸鹽被廣泛應(yīng)用于化工、冶金、電解、印染、造紙、選礦和農(nóng)藥等行業(yè)。一般地下水、地表水中均含有硫酸鹽。水中硫酸鹽含量過(guò)高，會(huì)對(duì)水生植物的新陳代謝產(chǎn)生影響，而且被人體攝入后，會(huì)引起腹瀉、腸胃炎等疾病。由此監(jiān)測(cè)硫酸鹽就顯得尤為重要[1-2]。當(dāng)前測(cè)定水中硫酸鹽的主要方法有重量法、分光光度法、原子吸收光譜法和離子色譜法[3-6]。入海河口的水質(zhì)由于會(huì)受到海水潮汐的影響，鹽度有所增加。針對(duì)入海河口的特點(diǎn)，采用離子色譜法測(cè)定硫酸鹽，效果較好，仍然可以用于大批量樣品的分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要儀器

ICS-900離子色譜儀(美國(guó)DIONEX公司，配有自動(dòng)進(jìn)樣器、電導(dǎo)檢測(cè)器、抑制器、淋洗液儲(chǔ)存罐及操作軟件)；色譜柱：陰離子分離柱和陰離子保護(hù)柱；微孔濾膜過(guò)濾器(配有孔徑0.45 μm醋酸纖維或聚乙烯濾膜)或一次性水系微孔濾膜針筒過(guò)濾器(孔徑0.45 μm)。

1.2主要試劑

硫酸根標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液(1 000 mg/L，購(gòu)于環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所)，臨用時(shí)配制成濃度為100.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)使用液。硫酸根標(biāo)準(zhǔn)樣品(GSB 07-1196-2000，購(gòu)于環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所)。

淋洗儲(chǔ)備溶液：分別稱取4.77 g碳酸鈉和0.672 g碳酸氫鈉(均已在105 ℃烘干2 h，干燥中放冷)，溶解于水中，移入100 mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度線，搖勻，儲(chǔ)存于聚乙烯瓶中，在冰箱中保存。此溶液碳酸鈉濃度為0.45 mol/L，碳酸氫鈉濃度為0.08 mol/L。

淋洗工作溶液：取10 mL淋洗儲(chǔ)備溶液置于1 000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度線，搖勻。此溶液碳酸鈉濃度為4.5 mmol/L，碳酸氫鈉濃度為0.8 mmol/L。

配制淋洗液所有試劑必須使用優(yōu)級(jí)純或色譜純級(jí)別的試劑，超純水或配好的淋洗液在使用前最好用0.45 μm水系濾膜過(guò)濾，再超聲20 min備用。

1.3樣品采集和保存

選取廣西某一條入海河流進(jìn)行采集樣品，把在最低潮后0.5、1、2 h時(shí)分別采集到的樣品設(shè)為1#、2#、3#，樣品采集后用0.45 μm濾膜過(guò)濾后使用聚乙烯樣品瓶保存，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH>10。

1.4方法原理

采用陰離子交換分離柱分離硫酸根離子，以碳酸鈉-碳酸氫鈉溶液為淋洗液，用電導(dǎo)檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，將樣品的色譜峰和標(biāo)準(zhǔn)溶液中的硫酸根離子的色譜峰比較，根據(jù)保留時(shí)間定性，峰高或峰面積定量。

1.5色譜條件

儀器平衡時(shí)間15～20 min；柱溫30 ℃；泵流速1.0 mL/min；抑制器電流0.3 A；淋洗液為碳酸鈉(4.5 mmol/L)和碳酸氫鈉(0.8 mmol/L)混合溶液；定量進(jìn)樣環(huán)50 μL。以保留時(shí)間定性，峰面積定量。

1.6樣品測(cè)定

儀器開(kāi)機(jī)后先活化抑制器：從抑制器的“Eluent in”入口處打入5 mL以上的超純水，放置5 min后開(kāi)啟氧氣瓶總開(kāi)關(guān)，分壓表調(diào)至0.3 MPa左右，淋洗液瓶上的壓力表調(diào)至42～62 kPa左右。打開(kāi)穩(wěn)壓電源開(kāi)關(guān)，待穩(wěn)壓電源穩(wěn)定后，再打開(kāi)ICS-900、AS-DV及抑制器電源。不要在未開(kāi)啟泵的情況下開(kāi)啟抑制器電流，否則易損壞抑制器。

啟動(dòng)chromeleon工作站，設(shè)定好色譜條件自動(dòng)進(jìn)樣分析。樣品分析結(jié)束后，用淋洗液沖洗管路約20 min，以清除管路中海水鹽度的殘留。先關(guān)閉外接抑制器電源再關(guān)泵，最后關(guān)閉各主機(jī)電源，氣瓶主閥、穩(wěn)壓電源。

分析柱和保護(hù)柱若較長(zhǎng)時(shí)間不用，可用淋洗液保存，但不能用超純水長(zhǎng)時(shí)間保存或清洗。

2 結(jié)果與討論

2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別移取硫酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液0.20、0.50、1.00、2.00、5.00、8.00、10.00 mL到100 mL容量瓶中，用水定容至刻度線，配制成7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)濃度分別為0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、8.00、10.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。按照樣品分析的相同條件進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)樣分析，測(cè)定其峰面積(或峰高)，繪制校準(zhǔn)曲線(表1)。

表1 硫酸鹽的回歸方程Table 1 Linear regression equation for sulfate

2.2方法檢出限

配制濃度為0.200 mg/L的11個(gè)超純水加標(biāo)樣品，按照樣品分析的相同條件進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)樣分析，結(jié)果分別為0.19、0.21、0.19、0.22、0.19、0.20、0.20、0.20、0.22、0.20、0.20 mg/L，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.011 mg/L，查表t(n-1,0.99)=0.276根據(jù)公式MDL=t(n-1,0.99)×S[7]，求出硫酸鹽方法檢出限為0.03 mg/L。

2.3海水鹽度的影響

按照實(shí)驗(yàn)方法分別對(duì)1#、2#、3#樣品進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同鹽度時(shí)硫酸鹽測(cè)定結(jié)果Table 2 Results of sulfate for the different salinity

從表2可以看出，鹽度越高，說(shuō)明混入的海水越多，硫酸鹽含量也就越高。所以采集入海河口樣品，至少在最低潮0.5 h后盡快采樣，采樣時(shí)間不能超過(guò)1 h，否則采集到的水樣會(huì)混有部分海水。

2.4精密度實(shí)驗(yàn)

用設(shè)定的方法對(duì)硫酸鹽國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)樣品分別測(cè)定6次，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3?？梢钥闯觯瑴y(cè)定的結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)值誤差范圍內(nèi)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.0%～2.5%，滿足分析要求。

表3 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中硫酸鹽的測(cè)定結(jié)果Table 3 Results of sulfate in the national standard samples(n=6) /(mg·L-1)

2.5加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

分別對(duì)實(shí)際水樣(由于其硫酸鹽含量高，所以稀釋至1 000倍)進(jìn)行低、中、高三種不同濃度加標(biāo)，加標(biāo)濃度分別為0.40、2.00、4.00 mg/L。按照樣品分析的相同條件進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表4。硫酸鹽實(shí)際樣品加標(biāo)回收率為95.0%～99.5%。說(shuō)明該方法的準(zhǔn)確度較好。

表4 硫酸鹽加標(biāo)回收率試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Results of standard addition recovery test of sulfate(n=6) /(mg·L-1)

3 結(jié)論

用離子色譜法測(cè)定入海河口中的硫酸鹽，靈敏度高，檢出限低、精密度和準(zhǔn)確度均較好，自動(dòng)化程度高。樣品稀釋后測(cè)定，不僅能防止色譜柱過(guò)飽和，水樣中的鹽度也基本能降到3‰以下，所以不影響分析測(cè)定，仍然適合大批量的樣品分析。并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)入海河口的采樣提出了具體要求。

[1] 冉廣芬,馬海州.硫酸根分析技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀[J].鹽湖研究(JournalofSaltResearch),2009,17(4):58-62.

[2] 譚倩,陳秀杰,余濤.離子色譜法和鉻酸鋇分光光度法測(cè)定水中硫酸鹽的比較[J].環(huán)境衛(wèi)生學(xué)雜志(JournalofEnvironmentalHygiene),2014, 4(6):603-606.

[3] 彭剛?cè)A,胡正生,米方卓,等.離子色譜法測(cè)定水中硫酸鹽質(zhì)量控制指標(biāo)研究[J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊(EnvironmentalScienceSurvey),2011,30 (4):85-87.

[4] 霍晶.離子色譜法測(cè)定水中7中陰離子[J].中國(guó)無(wú)機(jī)分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2014,4 (2):8-10.

[5] 曹文軍,李靚,張曉林,等.離子色譜法測(cè)定飲用和地下水氟化物、溴酸鹽、氯化物、亞硝酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽[J].化學(xué)分析計(jì)量(ChemicalAnalysisandMeterage),2011,20 (6):48-50.

[6] 戚月花,張淑玲,李先和,萬(wàn) 雙.離子色譜法測(cè)定胺液中硫酸根含量[J].中國(guó)無(wú)機(jī)分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2016,6(2):25-27.

[7] 環(huán)境保護(hù)部.環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則 HJ168—2010[S].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2010.

DeterminationofSulfateinEstuarybyIonChromatography

REN Chaoxing, YANG Shuang

(GuangxiMarineEnvironmentalMonitoringCentre,Beihai,Guangxi536000,China)

A method was established to analyze sulfate in estuary by ion chromatography. The samples were injected after filtration by 0.45 μm membrane and dilution. Good linear responses were obtained with a little matrix inference. The detection limit for sulfate was 0.03 mg/L. The relative recoveries were from 95.0% to 99.5%, with the RSD of 2.0%-2.5%(n=6), respectively. The proposed method is easy, efficient, and provides lower limit of detection. The method is highly accurate and specially suitable for the large quantities of samples.

ion chromatography; sulfate; estuary

10.3969/j.issn.2095-1035.2017.03.005

O657.7+5；TH833

A

2095-1035(2017)03-0016-03

2016-11-24

2016-12-29

任朝興，男，高級(jí)工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)分析研究。E-mail:rcx2006@sina.com

本文引用格式：任朝興,楊爽. 離子色譜法測(cè)定入海河口水中的硫酸鹽[J].中國(guó)無(wú)機(jī)分析化學(xué),2017,7(3):16-18. REN Chaoxing,YANG Shuang. Determination of Sulfate in Estuary by Ion Chromatography[J].Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry, 2017,7(3):16-18.