標題離子色譜法檢測酸雨中的陰離子

  由于固體污染和液體污染物將越來越多的SO2和NO2污染物釋放到大氣中，通過大氣的沉積作用，酸雨現象時常發生。酸雨問題在美國、歐洲、加拿大、日本以及中國地區已經幾乎到達了環境崩潰的極限。因此無論出于地球生態環境的考慮，還是監控酸雨污染形成過程，都應該對雨水和空氣污染進行有效監測。
　　
　　對于酸雨樣品中低濃度的無機陰離子分析，離子色譜法是一種簡單而可靠的技術[1]。使用抑制型電導檢測的離子色譜法可以對此類污染物進行準確和精準的分析。該方法已經被美國環境保護局EPA特別指定為檢測此類濕的沉積物樣品的標準方法[2]。在本文中，我們介紹了一種采用淋洗液自動發生裝置與氫氧化物選擇性的高容量陰離子交換柱，戴安公司的AS18色譜柱相配合使用檢測雨水中的無機陰離子。本文選用淋洗液自動發生裝置來替代傳統的手工配制淋洗液，以增加離子色譜的自動化程度。我們通過進樣雨水樣品來對離子色譜系統進行評估。
　　
　　1實驗部分
　　
　　1.1儀器與試劑
　　
　　戴安公司的ICS3000免化學試劑離子色譜系統（RFIC）。ICS3000，包括淋洗液自動發生裝置、柱溫控制裝置、泵及脫氣裝置、KOH罐、連續再生陰離子捕獲柱（CR-ATC）、AS自動進樣器、Chromeleon6.8中文色譜工作站。
　　
　　1.2色譜條件
　　
　　色譜柱：IonPacAS18分析柱，4×250mm，IonPacAG18保護柱，4×50mm.淋洗液：38mM氫氧化鉀，淋洗液源：帶有CR-ATC的ICS2000系統，流速：1.0mL/min，溫度：30°C，進樣體積：25μL，檢測：抑制型電導檢測，抑制器：ASRSULTRA抑制器，4mm體系，自循環模式，抑制電流100mA，洗脫時間：10min
　　
　　2結果與討論
　　
　　2.1色譜條件的選擇
　　
　　IonPacAS18色譜柱適用于等度的氫氧化物淋洗，并且可以對簡單基體中（如雨水）的常見陰離子實現快速分離。
　　
　　對雨水樣品中陰離子進行分析，需要分析的對象包括氟離子、氯離子、硝酸根離子和硫酸根離子。另外離子色譜還可以同時檢測溴離子、亞硝酸根離子和磷酸根離子。AS18色譜柱與傳統使用碳酸鹽作為淋洗液的色譜柱有一些不同。硫酸鹽出峰位置在溴離子、硝酸根離子和磷酸根離子之前。但是，如果樣品中含有較高濃度未溶解的二氧化碳，則需采用梯度淋洗以改善氯離子和碳酸根離子的分離。
　　
　　2.2線性范圍和檢出限
　　
　　通過對1000ppm的標準儲備液進行稀釋來配制工作標準溶液。離子濃度低于100mg/L的工作標準溶液應每天重新配制。在本實驗中，共需配制5個濃度的工作標準溶液，來對實際樣品中的離子濃度進行定量。表1給出了所測離子的線性范圍、方法檢出限（MDLs）以及用于確定MDL的離子濃度。
　　
　　表1線性范圍和檢出限
　　
　　被測物
　　
　　濃度范圍（mg/L）
　　
　　線性系數（r2）
　　
　　檢出限
　　
　�。�μg/L）
　　
　　氟離子
　　
　　0.025-2.5
　　
　　0.9997
　　
　　2.5
　　
　　氯離子
　　
　　0.020-2.0
　　
　　0.9994
　　
　　2.8
　　
　　硝酸根離子
　　
　　0.10-10
　　
　　0.9999
　　
　　6.2
　　
　　硫酸根離子
　　
　　0.20-20
　　
　　0.9999
　　
　　4.8
　　
　　2.3方法精密度測試
　　
　　對同一雨水樣品進行連續20次進樣，計算峰面積和保留時間的相對標準偏差結果如表2所示。
　　
　　表2模擬雨水樣品連續進樣保留時間和峰面積的精密度
　　
　　被測物
　　
　　保留時間RSD（％）
　　
　　峰面積RSD（％）
　　
　　氟離子
　　
　　0.053
　　
　　1.98
　　
　　氯離子
　　
　　0.043
　　
　　2.43
　　
　　硝酸根
　　
　　0.024
　　
　　0.49
　　
　　硫酸根
　　
　　0.035
　　
　　0.30
　　
　　從上表中可以看出，酸雨樣品中陰離子的保留時間和峰面積均呈現了良好的重現性，方法精密度較好。
　　
　　2.4樣品檢測和標準加入回收率結果
　　
　　本文對采自全國各地的65個雨水樣品進行了分析，并選取20個典型樣品進行標準加入實驗，其中采自攀枝花和烏魯木齊的兩樣品和標準加入回收率結果如表3所示。采自攀枝花的雨水樣品色譜圖如圖1所示。
　　
　　圖1攀枝花市雨水樣品譜圖
　　
　　1氟離子，2氯離子，3碳酸根離子，4硫酸根離子，5硝酸根離子
　　
　　表3典型樣品檢測及標準加入回收率結果
　　
　　攀枝花雨水濃度（mg/L）
　　
　　攀枝花標準加入回收率（%）
　　
　　烏魯木齊雨水濃度（mg/L）
　　
　　烏魯木齊標準加入回收率（%）
　　
　　氟離子
　　
　　0.17
　　
　　85.2
　　
　　ND
　　
　　88.8
　　
　　氯離子
　　
　　2.26
　　
　　98.8
　　
　　0.97
　　
　　103.9
　　
　　硫酸根離子
　　
　　21.21
　　
　　97.4
　　
　　12.24
　　
　　98.6
　　
　　硝酸根離子
　　
　　10.26
　　
　　93.0
　　
　　7.71
　　
　　96.6
　　
　　3結論
　　
　　采用AS18色譜柱、電解在線發生淋洗液裝置的離子色譜系統，提供了一種快速等度淋洗雨水中各種無機陰離子的方法。對實際雨水樣品進行檢測所得結果準確。另外，電解在線產生氫氧化鉀淋洗液可以避免手工配制淋洗液帶來的不便，使得離子色譜系統的自動化程度進一步提高，操作更加簡單，分析結果更加準確。該方法還有效改善了保留時間的精密度和定量的準確性，可以在不同實驗室中得到很好的重現性。