帥瑾，呂曉飛，鞏衛(wèi)東，焦肖飛（.三門峽市檢驗檢疫中心，三門峽河南47000；.三門峽出入境檢驗檢疫局，三門峽河南47000）

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離子色譜在不同水質(zhì)分析中的應(yīng)用

帥瑾1，呂曉飛2，鞏衛(wèi)東2，焦肖飛2
（1.三門峽市檢驗檢疫中心，三門峽河南472000；2.三門峽出入境檢驗檢疫局，三門峽河南472000）

摘要：綜述離子色譜法在不同水質(zhì)檢測中的應(yīng)用，主要介紹離子色譜在生活飲用水、地表水與地下水、污水中陰陽離子及有機酸的應(yīng)用，并對其應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：離子色譜；水；檢測；應(yīng)用

離子色譜法是美國Small等在1975年發(fā)展起來的一項液相色譜技術(shù)，具有前處理簡單、試樣用量少，靈敏度高、選擇性好，可同時測定多組分和分析不同化合價態(tài)等優(yōu)點，彌補了常規(guī)化學(xué)方法和其他儀器分析手段的不足［1-2］。隨著分析測試技術(shù)地迅速發(fā)展，其檢測對象已從最初的無機陰陽離子發(fā)展到有機離子的測定［3］。目前，離子色譜法廣泛應(yīng)用于測定飲用水、地下水、地表水、生活廢水和工業(yè)廢水等物質(zhì)中的陰陽離子和有機酸［4］。本文綜述了近年來離子色譜法在不同水質(zhì)檢測中的應(yīng)用，對分析水質(zhì)、選擇最佳的試驗條件作參考。

1　檢測不同水質(zhì)中陰離子

水中氟化物、氯化物、硝酸鹽和硫酸鹽等的檢測，傳統(tǒng)化學(xué)方法有離子選擇電極法、麝香草酚分光光度法、硝酸鹽容量法、鉻酸鋇分光光度法（熱法），與傳統(tǒng)化學(xué)方法對比，離子色譜法具有操作簡單、準(zhǔn)確和靈敏，可以同時測定多種離子，成為檢測水中陰離子的首選方法［5］。

1.1生活飲用水

隨著生活水平的提高，人們對水質(zhì)要求不斷增強，飲用水安全越來越受到重視。生活飲用水中含有F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-、Br-、PO43-等常見的陰離子，這些離子含量是否符合標(biāo)準(zhǔn)直接關(guān)系到飲用水安全。離子色譜是目前檢測飲用水中陰離子的國家標(biāo)準(zhǔn)方法。劉峰等［6］采用化學(xué)抑制電導(dǎo)-離子色譜法，IonPac AS11A陰離子分離柱，KOH作為淋洗液同時測定飲用水中F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-、Br-、PO43-，樣品經(jīng)過0.45 μm微孔過濾膜和RP柱過濾后進(jìn)樣，AS11色譜柱可以分離水負(fù)峰和F-，10 min內(nèi)7種陰離子得到很好的分離，且陰離子之間峰高比例合適，此法峰型好，分析速度快，適合F-的檢測。周貽兵等［7］研究了運用離子色譜，IonPac AS-19色譜柱，KOH淋洗液同時測定生活飲用水中F-、Cl-、NO3-、SO42-，試驗分析了影響離子測定的因素：流速、電流、離子價態(tài)、離子半徑、離子極化程度和有機改進(jìn)試劑，優(yōu)化色譜條件，排除干擾離子的影響。彭莎莎等［8］采用IC-6000離子色譜儀，SI-52E SHODEX陰離子分離柱，Na2CO3淋洗液同時測定生活飲用水中的氟化物、氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽，水樣經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過濾后直接進(jìn)樣，試驗操作簡單、重現(xiàn)性好、回收率高。

保證飲用水安全，不僅要檢測水中含有的離子，還要檢測經(jīng)二氧化氯、氯氣、臭氧等消毒劑處理后產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物，如亞氯酸鹽、氯酸鹽和溴酸鹽等。鐘新林［9］采用高容量的IonPac AS19色譜柱，以KOH作為淋洗液，通過優(yōu)化分離的各種條件，大大降低背景電導(dǎo)和噪音，建立了直接進(jìn)樣分析飲用水中亞氯酸鹽、氯酸鹽、溴酸鹽、二氯乙酸及三氯乙酸5種消毒副產(chǎn)物的方法。霍晶［10］采用離子色譜法電導(dǎo)檢測器同時檢測水中3種消毒副產(chǎn)物及4種陰離子的含量，該方法樣品前處理簡單，具有較高的分離度和靈敏度。楊敏等［11］采用化學(xué)抑制電導(dǎo)-離子色譜法，IonPac AS9-HC分離柱，Na2CO3淋洗液，大體積直接進(jìn)樣同時測定飲用水中的溴酸鹽、氯酸鹽、亞氯酸鹽3種消毒副產(chǎn)物及其他7種常規(guī)陰離子，在18 min內(nèi)檢出10種陰離子，各離子加標(biāo)回收率為93%～103.1%，相關(guān)系數(shù)為0.999 3～0.999 9，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.07%～4.98%。該方法快速簡便、分離效果好、準(zhǔn)確度高。

1.2地表水與地下水

飲用水中陰離子濃度過高會嚴(yán)重危害到人體健康，因此分析地表水與地下水中陰離子含量對保護(hù)人體安全具有重要意義?？偭资呛饬克|(zhì)的重要指標(biāo)，因此監(jiān)測地表水中總磷含量十分必要。徐生豐研究采用堿性過硫酸鉀對地表水中含磷化合物進(jìn)行消解，再經(jīng)OnGuardⅡBa柱過濾除去硫酸根離子，此法可保護(hù)色譜柱，延長色譜柱壽命，且回收率高、重復(fù)性好［12］。馮志強等［13］采用離子色譜法同時測定飲用天然山泉水中F-、ClO2-、BrO3-、Cl-、NO2-、NO3-、ClO3-、Br-、SO42-9種陰離子，比較IonPac AS9-HC和IonPac AS23陰離子色譜柱的性能，發(fā)現(xiàn)IonPac AS23分離柱分離BrO3-和ClO2-峰不理想，兩者不能準(zhǔn)確定量；比較7.0、9.0、11.0 mmol/L Na2CO33個濃度的淋洗液，發(fā)現(xiàn)淋洗液濃度較低時，分析時間長；濃度高時，ClO3-和Br-峰分離不好，故選擇IonPac AS9-HC分離柱和9.0 mmol/L Na2CO3的淋洗液，該法操作簡單、快速，20 min內(nèi)9種離子得到最佳的分離，適用于檢測山泉水樣品中多種陰離子。常姣等［14］離子色譜法同時測定溫泉水中F-、Cl-、NO3-、Br-、H2PO4-、NO2-、SO42-，通過測試水樣中離子濃度判斷溫泉水的異常情況，應(yīng)用于地震監(jiān)測預(yù)報分析。柳玲等［15］采用離子色譜法篩選出最佳色譜工作條件，將樣品直接過濾進(jìn)樣分析，對地下水中F-、Cl-、NO3-、PO43-和SO42-同時進(jìn)行測定，此法相關(guān)性好（r＞0.999），檢出限低（0.02 mg/L～0.12 mg/L）、精密度高（RSD為0.33%～3.07%）。

1.3污水

冶煉、電鍍、煉焦等工業(yè)排放污水中泄露有毒有害物質(zhì)時有發(fā)生，監(jiān)測污水排放對環(huán)境和人的生命安全尤為重要。魯蘊甜采用離子色譜-電化學(xué)檢測器測定電鍍廢水中的氰化物，該法克服了傳統(tǒng)檢測方法的不足，且檢測速度快，定性定量準(zhǔn)確［16］。李濤等［17］采用離子色譜法，IonPac AS14A陰離子分離柱，Na2CO3和NaHCO3作為淋洗液，對淋洗液組分、濃度和流速進(jìn)行篩選，選擇最佳的色譜條件分析污水中F-、Cl-、NO3-、NO2-和SO42-，11 min內(nèi)5種陰離子全部出峰，且分離度達(dá)到了3.06，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于1.533%。董振蓮等［18］通過篩選預(yù)處理方法，采用簡單快捷樣品稀釋法（稀釋1 000倍）做預(yù)處理，不用任何試劑和加熱處理，測定高含硫污水中的Cl-，解決了硫化物干擾Cl-測定的問題。

2　檢測不同水質(zhì)中陽離子

目前測定水中金屬元素常用的方法有：原子熒光光度法、電感耦合等離子體質(zhì)譜分析法、電感耦合等離體原子發(fā)射光譜法等。離子色譜從最初測定陰離子逐漸發(fā)展到可測定陽離子和多價陽離子。張顯安等［19］采用單柱非抑制型離子色譜法，以酒石酸+吡啶二羧酸為淋洗液同時測定礦泉水中Li+、Sr2+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+，樣品經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后直接進(jìn)樣，13 min內(nèi)6種離子檢出，且分離效果較好，比ICP-MS檢測成本低。要志丹等［20］采用離子色譜-氫化物發(fā)生原子熒光聯(lián)用技術(shù)測定海水中As（Ⅲ）、As（Ⅴ）、MMA、DMA砷化合物的4種形態(tài)，優(yōu)化流動相、鹽酸載流、還原劑、載氣流速等檢測條件，采用銀柱有效去除海水中Cl-干擾，在12 min內(nèi)較好分離出4種物質(zhì)，該方法簡單、準(zhǔn)確、選擇性好。劉艷［21］采用ICS-1600離子色譜法，CS12A陽離子交換色譜柱，MSA淋洗液測定水中鍶，線性范圍0～500 mg/L，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.999 99，檢出限0.066 mg/L。林華影等［22］采用離子色譜法，直接進(jìn)樣測定飲用水中Li+、Sr2+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Ru+、NH4+、Cs+等10種無機陽離子，具有操作簡便、干擾小、線性范圍寬、靈敏度高、結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點。綜上，離子色譜法測定水中金屬元素操作簡單、選擇性好、靈敏度高、穩(wěn)定性好，而且節(jié)能、環(huán)保，在檢測成本方面具有較大優(yōu)勢。

3　檢測不同水質(zhì)中有機酸

甲酸、乙酸、丙酸、丁酸都是有機類羧酸，廣泛應(yīng)用在化學(xué)工業(yè)中，由于工業(yè)廢水和廢氣的不達(dá)標(biāo)排放會造成水體的污染，產(chǎn)生含有甲酸、乙酸、丙酸和丁酸等的廢水。有機酸的測定主要采用氣相色譜法，與離子色譜法相比操作復(fù)雜、耗時長、成本高。鄧立群建立了離子色譜法測定化工廢水中的甲酸、乙酸和丙酸的方法，采用ICS-900離子色譜儀，IonPac AS23陰離子分離柱，Na2CO3和NaHCO3作為淋洗液對化工廢水進(jìn)行分析，3種酸的加標(biāo)回收率在93.5%～105.8%之間，此法分析速度快，所需樣品量少［23］。謝永洪等［24］采用離子色譜電導(dǎo)法同時檢測水中甲酸、乙酸、丙烯酸和氯乙酸。張峰［25］采用離子色譜法直接檢測工業(yè)廢水中正丁酸和異丁酸，實測標(biāo)準(zhǔn)樣品和水樣，精密度和準(zhǔn)確度都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，該方法具有前處理簡單、快速、靈敏度高的特點。

4　結(jié)語

近年來，隨著離子色譜技術(shù)的快速發(fā)展，在水質(zhì)方面的檢測應(yīng)用越來越廣泛，它能同時分離測定多種無機陰陽離子及有機酸，還能測定多組分和分析不同化合價態(tài)等，同時它還具有高精密度、高效便捷、低污染等特點。在環(huán)境監(jiān)測及食品檢測方面應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛。相信通過離子色譜技術(shù)不斷深入的研究，進(jìn)一步改進(jìn)樣品前處理技術(shù)、研制高性能離子色譜分析柱、開發(fā)高靈敏度檢測器，并聯(lián)用質(zhì)譜等檢測儀器，離子色譜將在檢測領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

［1］Small H，Stevens T，Bauman W.Novel ion exchange chromatographic method using conductimetric detection［J］. Anal Chem，1975，47（11）：1801-1809

［2］Licata P，Naccari F，Bella Di G，et al.Inorganic anions in goat and ovine milk from Calabria by suppressed ion chromatography［J］.Food Addit Contam：Part A，2013，30（3）：458-465

［3］潘燦盛，李維嘉，吳凌濤，等.離子色譜在飲用水及食品分析中的應(yīng)用研究［J］.廣州化工，2014，42（7）：33-34

［4］何婕.離子色譜在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用［C］.天津：中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集，2012：599-601

［5］黃文鋒，張驪，肖琳.離子色譜法測定飲用水中四種陰離子與傳統(tǒng)化學(xué)法的比較［J］.中國衛(wèi)生檢驗雜志，2013，23（2）：309-315

［6］劉峰，馬文瓊，任紅波，等.離子色譜法同時測定飲用水中7種陰離子研究［J］.哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，24（5）：614-616

［7］周貽兵，劉利亞，李磊，等.離子色譜法測定生活飲用水中F-、Cl-、NO3-- N、SO42-的含量［J］.微量元素與健康研究，2014，31（4）：53-54

［8］彭莎莎，劉衛(wèi)超.離子色譜法同時測定生活飲用水中4種陰離子［J］.河南預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，2014，25（6）：444-445

［9］鐘新林.離子色譜法測定飲用水中亞氯酸鹽、氯酸鹽、溴酸鹽、二氯乙酸及三氯乙酸［J］.環(huán)境化學(xué)，2013，32（7）：1422-1423

［10］霍晶.離子色譜法測定水中7種陰離子［J］.中國無機分析化學(xué)，2014，4（2）：8-10

［11］楊敏，謝靜，楊樹科，等.離子色譜法測定飲用水中的溴酸鹽、亞氯酸鹽、氯酸鹽及常規(guī)陰離子含量［J］.食品科學(xué)，2012，33（12）：219-222

［12］徐生豐.離子色譜法測定地表水中總磷［J］.中國測試，2014，40（6）：49-51

［13］馮志強，林丹，羅小寶，等.離子色譜法測定飲用天然山泉水中9種陰離子［J］.食品研究與開發(fā)，2014，35（10）：102-105

［14］常姣，徐愛慧，黃春玲，等.離子色譜法測定夏縣溫泉水中陰離子含量［J］.山西地震，2014（4）：12-14

［15］柳玲，鄭海，高曉慶，等.離子色譜法同時測定地下水中多種陰離子含量的研究［J］.水資源與水工程學(xué)報，2014，25（3）：237-240

［16］魯蘊甜.離子色譜-電化學(xué)檢測器測定電鍍廢水中的氰化物［J］.廣州化工，2014，42（12）：156-158

［17］李濤，于小迪，張燁紅，等.離子色譜法快速分析污水中的無機陰離子研究［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2014，39（2）：97-99

［18］董振蓮，金曉春，劉冰，等.離子色譜法測定高含硫污水氯離子的方法研究［J］.油氣田環(huán)境保護(hù)，2014，24（5）：62-64

［19］張顯安，曾石峭，李冠新，等.非抑制型離子色譜法同時測定礦泉水中6種陽離子［J］.食品工業(yè)，2013，34（12）：220-222

［20］要志丹，馬繼平，胡鋼強，等.離子色譜-氫化物發(fā)生原子熒光法測定海水中4種不同形態(tài)的砷［J］.青島理工大學(xué)學(xué)報，2014，35（5）：58-63

［21］劉艷.離子色譜法測定水中鍶［J］.分析儀器，2014（4）：23-25

［22］林華影，張瓊，盛麗娜，等.離子色譜法同時測定水樣中的10種陽離子［J］.中國衛(wèi)生檢驗雜志，2005，15（8）：920-922

［23］鄧立群.離子色譜法測定化工廢水中的甲酸、乙酸和丙酸［J］.環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2014，33（6）：92-93

［24］謝永洪，鄭昌杰，楊坪，等.離子色譜法同時測定水中的甲酸、乙酸、丙烯酸和氯乙酸［J］.四川環(huán)境，2011，30（3）：24-28

［25］張峰.離子色譜法測定工業(yè)廢水中正丁酸和異丁酸［J］.污染防治技術(shù)，2014，27（1）：46-48

Research on Ion Chromatography Technologies Applied in Different Water

SHUAI Jin1，Lü Xiao-fei2，GONG Wei-dong2，JIAO Xiao-fei2
（1. Sanmenxia Inspection and Quarantine Center，Sanmenxia 472000，Henan，China；2. Sanmenxia Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureaμ，Sanmenxia 472000，Henan，China）

Abstract：The application of IC technologies in water analysis was reviewed，which application of IC were described respectively in drinking water，surface water，groundwater，waste water and organic acids. Finally，the possible development of IC in the future was forecasted.

Key words：ion chromatography；water；detection；application

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.09.053

作者簡介：帥瑾（1987—），女（漢），助理農(nóng)藝師，碩士，研究方向：食品理化檢測。

收稿日期：2015-03-10