Metrohm 792型离子色谱仪测定实际水样中阴离子
梁群优
(广东省恩平市疾病与预防控制中心)
摘 要：离子色谱法是利用离子交换的分离原理，进行离子测定的液相色谱法。

该方法灵敏度高，准确性高，稳定性好，检测限低，样品预处理简单，操作简单迅速，能多种离子同时测定。

本文报导了用离子色谱法测定实际水样中的F-，Cl-，NO3-, HPO42-，SO42-等离子，并获得满意的测定结果。

关键词:离子色谱；阴离子；测定；
1. 前言
离子色谱法（IC）是20 世纪70年代发展起来的一项新型液相色谱法。

它是利用离子交换的方法对液体试样中的阴+阳离子进行交换分离。

然后以电导检测器检测分离后的相应离子组分，形成相应信号。

根据检测色谱峰的保留值（保留时间）进行定性分析，根据试样和对照溶液的信号峰的峰面积进行定量分析。

目前，离子色谱技术已广泛应用于环境监测、化工、冶金、地质、水文、土壤、电子工业、食品饮料、临床化验等科学研究和各种教学领域。

离子色谱法用于对雨水，湖水等试样中的测定已有报道[1~5]。

以碳酸钠/碳酸氢钠混合溶液作为淋洗液，当流动相携带样品流经离子交换柱时，基于待测阴离子对低容量强碱性阴离子树脂（分离柱）的相对亲和力不同而彼此分开，被分离的阴离子在流经强酸性阳离子树脂（抑制柱）时，被转换为高电导的酸型，而淋洗液中的碳酸钠/碳酸氢钠则转换为弱电导酸型（清除背景电导），用电导检测器检测转换为相应酸型的阴离子而产生相应的电导信号。

然后根据信号峰的保留时间定性，峰面积定量。

2. 实验部分
2.1 仪器及试剂
Metrohm-792 型离子色谱仪（瑞士万通）配有电导检测器、化学抑制器、低脉冲串联式双活塞往复泵、双通道蠕动泵、数据采集/处理软件等。

标准样：F-，Cl-，NO3-, HPO42-，SO42- (国家标准物质研究中心)。

碳酸钠、碳酸氢钠均为分析纯，溶液均用电阻率大于18MΩ超纯水配制。

2.2 色谱条件
色谱柱：Metrosep A Supp 4 250 型阴离子分析柱（250×4mm），Metrosep A Supp 4/5 Guard 保护柱（50×4mm）；流动相：1.7mmol/L碳酸氢钠+ 1.8mmol/L碳酸钠淋洗液，50mM 硫酸抑制器再生液，进样体积：20μL，流速：1.0 mL/min。

3. 分析步骤
3.1 样品制备
为避免保护柱，分离柱和抑制柱堵塞，所有水样需用0.22μm的水相过滤头过滤后进样，过滤头应及时更换（不应超过三种水样）。

所有淋洗液需经0.22μm水相过滤膜真空抽滤样品用0.22μm水相过滤头过滤。

3.2 标准曲线的绘制
分别吸取F-，Cl-，NO3-, HPO42-，SO42-标准贮备液配制五点混合标准溶液，用超纯水定容。

以质量浓度为横坐标，峰面积为纵坐标分别绘制各离子的标准曲线。

表1 标准曲线的配置
level 1*2
3 45F -0.10.20.30.40.5Cl - 1 5101520NO 3-0.5 1.0 1.5 2.0 3.0HPO 42-0.5
1.0 1.5
2.0
3.0SO 42- 1 5
10
15
20
表2 5种阴离子的线性方程、相对标准偏差和相关系数
Anion Liner Equation RDS% r
F -y =8.33556x 2.11 0.99989
Cl -y =1.8796x +4.16247 2.63 0.99953 NO 3-y =3.2494x +2.31713 0.804 0.99993 HPO 42-y =6.0927x +0.0210681 0.574 0.99997 SO 42-
y =2.66637x +3.96955 1.637 0.99982
5种阴离子的线性方程、相关系数见表2。

由表2可知，峰面积与质量浓度之间的线性关系良好。

3.3 样品测定
定性分析：用自动进样器注入20μL 待测样品，记录色谱图。

根据保留时间确定离子种类，出峰顺序为F -，Cl -，NO 3-, HPO 42-，SO 42-。

定量分析：测量各阴离子对应的峰面积，用外标法定量。

根据样品的峰面积，通过标准曲线得出各种阴离子的浓度。

3. 分析结果
3.1 淋洗液浓度的选择
用带抑制器的离子色谱仪测定阴离子时常用Na 2CO 3/NaHCO 3系列淋洗液，不同浓度的淋洗液浓度及流速对分离效果有很大影响。

本文通过实验确定采用1.8mmol/L NaHCO 3 + 1.7mmol/L Na 2CO 3，50mM 硫酸抑制器再生液。

分析低浓度样品时，可选择较低的淋洗液流速，以提高检测的灵敏度。

虽然淋洗液流速增加，可以缩短保留时间，但分离效果不好，检测灵敏度也会有不同程度的降低[6]。

本实验选用淋洗液流速为1.0ml/min 。

3.2 标准样品的测试
在选定的最佳条件下，5中阴离子的标样色谱图如图1所示，样品分析只需15min ，各离子之间分离完全，无干扰。

l 15.00图1 色谱分离图
3.3 方法的精确度
将标样重复进样6次，分别以积分面积和保留时间来考察本方法的精确度。

计算标准偏差（SD ）与相当标准偏差，结果见表3。

相对偏差均在0.5以内，测定具有很好的精密度；
Anion Mean
Time
SD
mg/L
RSD
％
F- 3.713230.000659 0.0177 Cl- 5.2463 0.003363 0.0641 NO3-8.636790.019119 0.221 HPO42-12.10270.006911 0.0571 SO42-13.87130.006962 0.0502 Anion
Aera mg/L ％
F-7.203630.0504481 0.7 Cl-156.0110.238073 0.153 NO3-12.45260.0329872 0.265 HPO42- 6.628610.0343352 0.518 SO42-111.3260.121709 0.109
3.4 灵敏度试验
在已知以上5种阴离子浓度的标样评估本方法的灵敏度，结果见表3。

样品的色谱图见图1。

检测限按公式（1）计算:
DL=2*Noise/H*C (1)
五种离子的检测限分别为：0.041、0.087、2.7、8.3和3.9，均为ppb级。

Conc. Anion
mg/L
H
(µs/cm)
Noise
(max)
DL
(μg/L)
F-0.4 0.97 0.00050.41
Cl-15.017.22 0.00050.087
NO3- 2.0 0.73 0.0005 2.7
HPO42- 2.0 0.24 0.00058.3
SO42-15.0 3.85 0.0005 3.9
3.5 样品分析
应用本法对实际样品中中5种阴离子分析结果见表4。

样品的色谱图见图2。

4 结论
本文对Metrohm 792型离子色谱仪测定实际水样中阴离子的方法进行了探讨，测定结果表明，该方法简单易行，结果准确，灵敏度高，可以同时快速测定出实际水样中的5种常规阴离子，且易于实现自动化，降低工作强度。

参考文献：
[1]陶钢, 牛星梅, 许立峰. 离子色谱法测定地表水中阴离子的研究. 理化检验－化学分册, 2000, 36(10): 459-461
[2]田伟, 杨元, 离子色谱法测定水中的F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-. 化学分析计量, 2002,(02):13-14
[3]乐键, 刘文英, 安登魁, 离子色谱法的最新进展, 国外医学药学分册, 1995, (4)
[4] 曹建明. 离子色谱在水质分析中的应用. 山西科技, 2005, (3): 117-118
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[5]欧阳红. 离子色谱法测定饮用水中微量无机消毒副产物－ClO2-、ClO3-、和BrO3-.哈尔滨建筑大学学报, 2001, 34(4):70-73。