离子色谱仪检测饮用水中八种阴离子的应用解决方案

离子色谱仪检测饮用水中八种的应用解决 一仪器介绍 方案 TIC600 型离子色谱仪, 是天瑞仪器针对目前国内亟须解决的饮用水和食品安全问题而研发的全塑化通用型 双抑制模式离子色谱仪, 广泛应用于食品安全 环境监测 生物制药等领域的常 微 痕量离子分析 二离子色谱在水质检测中的应用 图 1 天瑞 TIC600 型离子色谱仪 当前社会, 饮用水质量问题越来越受重视, 各地也不时爆出水质污染问题, 使得政府部门及各地水质监控 自来水供应厂越来越重视水质检测, 而饮用水中 F Cl Br BrO3 NO3 ClO2 ClO3 SO42 含量的多少直接影响自来水水质, 成为水质检测的必检科目 离子色谱仪因具有检出限低 准确度高 经济适用性等优点而广泛应用于检测饮用水中含量的测定

三应用实例 1 离子色谱法测定水中 F Cl 2 NO 3 SO 4 四种 1.1 参考标准 GB/T5750.52006( 生活饮用水中 F Cl NO3 2 SO4 的测定 ) 1.2 适用范围适用于生活饮用水及水源中可溶性氟化物 氯化物 硝酸盐 硫酸盐的测定 1.3 实验部分 1 试剂及仪器淋洗液 : 碳酸氢钠 [C(NaHCO 3)=1.7mmol/l] 碳酸钠 [C(Na 2CO 3)=1.6mmol/l]: 称取 0.1428g 碳酸氢钠 ( 国药试剂集团, 优级纯 ) 和 0.1908g 碳酸钠 ( 国药试剂集团, 优级纯 ), 溶于超纯水并稀释到 1L 氟化物标液 (1000), 氯化物标液 (1000), 硝酸盐标液 (1000) 硫酸盐标液 (1000) 离子色谱仪 (TIC600, 江苏天瑞仪器股份有限公司 ),BS 224S 电子天平 ( 赛多利斯科学仪器 ( 北京 ) 有限公司,0.1mg); SHZD 型循环水式真空泵 ( 巩义市予华仪器有限公司 ); 移液枪 ( 德国普兰德,10100μ L 1001000μ L); 0.22μ m 微孔滤膜 (Welch), 真空抽滤装置,Advantage A10 超纯水机 (Millipore) 试验所用水均为超纯水 ( 电阻率达 18.25MΩ cm), 所用器皿均用超纯水清洗并浸泡过夜 2 实验过程 2.1 样品预处理 : 预处理 : 将水样经 0.22μ m 微孔滤膜过滤除浑浊杂质, 对硬度高的水样, 必要时可经阳离子交换树脂, 再经 0.22μ m 微孔滤膜过滤, 对含有机物的河水等地表水样, 可先经 C18 柱过滤除去 样品经预处理后注入离子色谱仪进样系统, 记录峰高或峰面积 2.2 标液配制 分别移取一定量的氟化物标液 (1000) 氯化物标液(1000) 硝酸盐标液 (1000) 硫酸盐标液(1000), 配置成浓度如下表 1 所示系列混合标液 表 1 混合标液浓度 标液浓度 () Std1 Std2 Std3 F 2 5 8 Cl 4 8 40 NO 3 4 8 40 2 SO 4 20 40 80

13.453' NO3 41.971' SO4 4.668' F 7.681' C l mv 混标 (F5 Cl8 NO38 SO440)(20160601) 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 min 图 2 混合标液色谱图 ( 白色或者无色背景 ) 图 3 F Cl NO3 2 SO4 四种标准曲线图 1.4 实验数据 1 最小检测浓度 在仪器最佳工作参数条件下, 经预热稳定后, 记录仪器 30min 基线, 记录其

基线噪声 ; 另记录 F Cl NO3 2 SO4 四种 0.5ppm 混合标样各色谱峰峰高, 2HNC V 并以以下公式 c min 计算最小检测浓度, 详细数据见表 2 25H 式中 :Cmin 最小检测浓度,;H N 基线噪声峰值,μ s; C 标准溶液浓度,;H 标准溶液色谱峰高,μ s; V 进样体积,μ l 表 2 F Cl NO3 2 SO4 四种最小检测浓度 0.5ppm 标样色谱 30min 基线噪声进样体积 / 最低检测浓度峰峰高 /μ s /μ s μ l / F 12231 12 25 0.00098 Cl 8189 12 25 0.00146 NO3 2796 12 25 0.00429 SO4 2 1452 12 25 0.00826 2 样品加标回收率实验数据 将自来水样品分别加标不同浓度, 然后将每份样品的样品溶液进样测定, 根据测试结果计算加标回收率, 详细数据见表 3 表 3 自来水样品加标回收率数据 自来水 加标 5 测试结果 / 回收率 加标 10 回收率 /% /% 加标 20 回收率 /% F 0.688 5.507 96.38 10.86 101.72 21.74 105.26 Cl 30.065 35.45 107.70 40.77 107.05 50.61 102.73 NO3 6.414 11.47 101.12 17.11 106.96 27.83 107.08 SO4 2 51.040 56.22 103.59 61.39 103.50 69.92 94.40 3 稳测试数据 为验证离子色谱仪器测试水质中 F Cl NO3 2 SO4 四种的稳, 分别 对自来水样品 河水样品平行测定 6 次, 计算 F Cl NO3 2 SO4 四种 定量结果的相对标准偏差, 详细数据见表 4 表 5 测试次数 表 4 河水样品稳测试数据 测试结果 F Cl NO 3 SO 4 2 1 4.416 0.434 7.072 52.397 11.970 1.817 35.776 74.826 2 4.418 0.425 7.073 52.524 11.976 1.806 35.787 75.002

3 4.414 0.421 7.072 52.789 11.977 1.799 35.830 75.114 4 4.420 0.422 7.077 52.837 11.977 1.815 35.872 75.081 5 4.428 0.422 7.088 52.762 11.987 1.830 35.939 75.178 6 4.444 0.421 7.112 53.005 12.028 1.842 35.939 75.093 ave. 4.423 0.424 7.082 52.719 11.986 1.818 35.857 75.066 SD 0.011 0.0052 0.016 0.2212 0.021 0.016 0.072 0.083 RSD/% 0.26 1.23 0.22 0.42 0.18 0.87 0.20 0.11 测试次数 表 5 自来水样品稳测试数据 测试结果 F Cl NO 3 SO 4 2 1 4.425 0.686 7.082 30.066 12.036 6.437 35.663 51.105 2 4.426 0.690 7.077 30.321 12.018 6.381 35.700 51.156 3 4.429 0.688 7.074 30.019 12.004 6.433 35.744 50.839 4 4.432 0.688 7.074 29.956 12.001 6.405 35.790 50.960 5 4.433 0.687 7.077 30.004 11.998 6.421 35.837 51.118 6 4.436 0.686 7.077 30.028 11.997 6.410 35.891 51.062 ave. 4.430 0.688 7.077 30.065 12.009 6.414 35.771 51.040 SD 0.004 0.0013 0.003 0.130 0.015 0.020 0.085 0.119 RSD/% 0.10 0.19 0.04 0.43 0.13 0.32 0.24 0.23 1.5 结论 通过实验, 天瑞仪器离子色谱 TIC600 测定水中 F Cl NO3 2 SO4 四种的方法检出限分别为 0.98μ g/l 1.46 μ g/l 4.29μ g/l 8.26μ g/l; 方法重现性为 0.04%0.26% 之间, 定量重复性为 0.11%1.23% 之间 ; 样品加标回收率为 94.4107.7% 数据可知, 离子色谱法测试水中 F Cl 2 NO3 SO4 四种准确度高, 检测限低, 方法简单快捷, 完全满足环保行业对于水中 F Cl 2 NO3 SO4 四种检测的需求 2 离子色谱法测定水中 Br ClO 2 ClO 3 三种 2.1 参考标准 GB/T5750.102006( 生活饮用水中 Br ClO2 ClO3 的测定 ) 2.2 适用范围适用于生活饮用水及水源中亚氯酸盐 氯酸盐 溴离子的测 定 2.3 实验部分 1 试剂及仪器淋洗液 : 碳酸氢钠 [C(NaHCO 3)=1.7mmol/l] 碳酸钠 [C(Na 2CO 3)=1.6mmol/l]: 称取

6.037' C l O2 9.874' B r 10.727' C l O3 0.1428g 碳酸氢钠 ( 国药试剂集团, 优级纯 ) 和 0.1908g 碳酸钠 ( 国药试剂集团, 优级纯 ), 溶于超纯水并稀释到 1L 溴化物标液 (1000), 氯酸盐标液 (1000), 亚氯酸盐标液 (1000 ) 离子色谱仪 (TIC600, 江苏天瑞仪器股份有限公司 ),BS 224S 电子天平 ( 赛多利斯科学仪器 ( 北京 ) 有限公司,0.1mg); SHZD 型循环水式真空泵 ( 巩义市予华仪器有限公司 ); 移液枪 ( 德国普兰德,10100μ L 1001000μ L); 0.22μ m 微孔滤膜 (Welch), 真空抽滤装置,Advantage A10 超纯水机 (Millipore) 试验所用水均为超纯水 ( 电阻率达 18.25MΩ cm), 所用器皿均用超纯水清洗并浸泡过夜 2 实验过程 样品预处理 : 预处理 : 将水样经 0.22μ m 微孔滤膜过滤除浑浊杂质, 对硬度高的水样, 必要时可经阳离子交换树脂, 再经 0.22μ m 微孔滤膜过滤, 对含有机物的河水等地表水样, 可先经 C18 柱过滤除去 样品经预处理后注入离子色谱仪进样系统, 记录峰高或峰面积 标液配制 : 分别移取一定量的溴化物标液 (1000) 亚氯酸盐标液(1000) 氯酸盐标液 (1000) 至 100ml 玻璃容量瓶, 配置成浓度如下表 6 所示系列混合标液 表 6 混合标液浓度标液浓度 () Std1 Std2 Std3 Std4 Br 50 100 200 400 ClO2 ClO3 50 100 200 400 50 100 200 400 mv 13 400ppbBrClO2ClO3(20160623) 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 min

图 4 混合标液色谱图 ( 白色或者无色背景 ) 图 5 Br ClO2 ClO3 三种标准曲线图 2.4 实验数据 1 最小检测浓度 在仪器最佳工作参数条件下, 经预热稳定后, 记录仪器 30min 基线, 记录其 基线噪声 ; 另记录 Br ClO2 ClO3 三种 0.5ppm 混合标样各色谱峰峰高, 并 2HNC V 以以下公式 c min 计算最小检测浓度, 详细数据见表 7 25H 式中 :Cmin 最小检测浓度,;H N 基线噪声峰值,μ s; C 标准溶液浓度,;H 标准溶液色谱峰高,μ s; V 进样体积,μ l 表 7 Br ClO2 ClO3 三种最小检测浓度 0.5ppm 标样色谱 30min 基线噪声进样体积 / 最低检测浓度峰峰高 /μ s /μ s μ l / Br 6675 13 100 0.00194 ClO2 8686 13 100 0.00149 ClO3 7246 13 100 0.00179

2 样品加标回收率实验数据 将自来水样品分别加标不同浓度, 然后将每份样品的样品溶液进样测定, 根据测试结果计算加标回收率, 详细数据见表 8 表 9 表 8 自来水样品加标回收率数据 ClO2 测试结果 / 加标 50 回收率加标 100 回收率加标 200 回收率自来水 /% /% /% 0 53.4 106.8 100.9 100.9 193.8 96.9 Br 68.6 118.4 99.7 169.4 100.8 274.1 102.8 ClO3 30.9 80.0 98.2 133.8 102.9 234.7 101.9 表 9 河水样品加标回收率数据 ClO2 测试结果 / 加标 50 回收率加标 100 回收率加标 200 回收率自来水 /% /% /% 0 45.7 91.4 92.5 92.5 195.9 97.9 Br 0 50.2 100.4 102.6 102.6 200.4 100.2 ClO3 126.9 177.8 101.8 224.2 97.3 328.7 100.9 3 稳测试数据 为验证离子色谱仪器测试水质中 Br ClO2 ClO3 三种的稳, 对自来水 样品平行测定 6 次 ( 因自来水样品中 ClO2 离子未检出, 故加标 ClO2 离子 100, 以便于计算 ClO2 离子定量稳 ), 计算 Br ClO2 ClO3 三种定量结果 的相对标准偏差, 详细数据见表 10 测试次数 ClO2 表 10 自来水样品稳测试数据 测试结果 Br ClO3 1 5.561 92.5 9.762 70.0 10.632 31.8 2 5.539 95.6 9.755 68.6 10.638 30.9 3 5.540 93.2 9.770 66.2 10.633 29.5

4 5.535 94.1 9.774 68.4 10.646 31.1 5 5.546 94.2 9.774 69.5 10.642 30.6 6 5.543 93.8 9.769 68.6 10.639 31.2 ave. 4.423 93.9 9.767 68.5 10.638 30.9 SD 0.011 1.046 0.008 1.43 0.006 0.93 RSD/% 0.26 1.11 0.09 2.1 0.06 3.02 2.5 结论 通过实验, 天瑞仪器离子色谱 TIC600 测定水中 Br ClO2 ClO3 三种的方法检出限分别为 1.94μ g/l 1.49 μ g/l 1.79μ g/l; 方法重现性为 0.06% 0.26 % 之间, 定量重复性为 1.11 % 3.02 % 之间 ; 样品加标回收率为 91.4106.8% 数据可知, 离子色谱法测试水中 Br ClO2 ClO3 三种准确度高, 检测限低, 方法简单快捷, 完全满足环保行业对于水中 Br ClO2 ClO3 三种检测的需求 3 离子色谱法测定水中 BrO 3 离子 3.1 参考标准 GB/T5750.102006( 生活饮用水中溴酸盐的测定 ) 3.2 适用范围适用于生活饮用水及水源中亚氯酸盐 氯酸盐 溴离子的测 定 3.3 实验部分 1 试剂及仪器淋洗液 : 碳酸氢钠 [C(NaHCO 3)=1.7mmol/l] 碳酸钠 [C(Na 2CO 3)=1.6mmol/l]: 称取 0.1428g 碳酸氢钠 ( 国药试剂集团, 优级纯 ) 和 0.1908g 碳酸钠 ( 国药试剂集团, 优级纯 ), 溶于超纯水并稀释到 1L 溴酸盐标液 (1000) 离子色谱仪 (TIC600, 江苏天瑞仪器股份有限公司 ),BS 224S 电子天平 ( 赛多利斯科学仪器 ( 北京 ) 有限公司,0.1mg); SHZD 型循环水式真空泵 ( 巩义市予华仪器有限公司 ); 移液枪 ( 德国普兰德,10100μ L 1001000μ L); 0.22μ m 微孔滤膜 (Welch), 真空抽滤装置,Advantage A10 超纯水机 (Millipore) 试验所用水均为超纯水 ( 电阻率达 18.25MΩ cm), 所用器皿均用超纯水清洗并浸泡过夜 2 实验过程 样品预处理 : 预处理 : 将水样经 0.22μ m 微孔滤膜过滤除浑浊杂质, 对硬度高的水样, 必要时可经阳离子交换树脂, 再经 0.22μ m 微孔滤膜过滤, 对含有机物的河水等地 表水样, 可先经 C18 柱过滤除去 另水中氯离子对 BrO3 离子测定产生影响, 样品需经固相萃取柱 Ag 柱 ( 百灵威 ) 过柱处理以除去 Cl 离子 样品经预处理后注入离子色谱仪进样系统, 记录峰高或峰面积 标液配制 : 移取一定量的溴酸盐标液 (1000), 配置成浓度为 10 的溴酸盐

储备液, 再分别移取 0ml 0.1ml 0.2ml 0.5ml 1.0ml 的 10 的溴酸盐储备液至 100ml 玻璃容量瓶, 并加超纯水定容, 配制成 0 10 20μ g/l 50 100 的系列标准溶液, 如下图 1 为 BrO3 离子标准曲线图 3.4 实验数据 1 最小检测浓度 图 6 BrO3 离子标准曲线图 在仪器最佳工作参数条件下, 经预热稳定后, 记录仪器 30min 基线, 记录其 2HNC V 基线噪声 ; 另记录 BrO3 离子 0.5ppm 标样色谱峰峰高, 并以以下公式 c min 100H 计算最小检测浓度, 得出 BrO3 离子最小检测浓度为 0.0025 式中 :Cmin 最小检测浓度,;H N 基线噪声峰值,μ s; C 标准溶液浓度,;H 标准溶液色谱峰高,μ s; V 进样体积,μ l 2 样品加标回收率实验数据 将自来水样品 河水样品分别加标不同浓度, 然后将每份样品的样品溶液进样测定, 然后根据测试结果计算加标回收率, 详细数据见表 11 表 11 自来水及河水样品加标回收率数据 样品 未加标 加标 10 回收率 /% BrO3 测试结果 / 加标 20 回收率 /% 加标 40 回收率 /% 自来水 1.1 10.8 97.0 20.48 96.9 38.7 96.8 河水 0 10.41 104.1 21.33 106.7 38.8 97.0

3 稳测试数据 为验证离子色谱仪器测试水质中 BrO3 离子的稳, 分别在自来水样品 河水 样品中加标 10, 然后各平行测定 6 次, 计算其 BrO3 离子定量结果的相对 标准偏差, 详细数据见表 12 测试次数 表 12 河水 自来水加标样品稳测试数据 测试结果自来水加标 10 河水加标 10 1 6.202 10.83 6.207 10.41 2 6.187 11.07 6.184 10.81 3 6.208 11.31 6.206 10.56 4 6.177 11.26 6.222 10.29 5 6.202 10.76 6.243 10.35 6 6.196 11.03 6.243 11.54 ave. 6.195 11.04 6.217 10.66 SD 0.013 0.00025 0.023 0.00047 RSD/% 0.21 2.24 0.36 4.39 3.5 结论 通过实验, 天瑞仪器离子色谱 TIC600 测定水中 BrO3 离子时, 其方法检出限为 2.5ug/L; 方法重现性为 0.21%, 定量重复性为 2.24%; 样品加标回收率为 96.8106.7% 数据可知, 离子色谱法测试水中 BrO3 准确度高, 检测限低, 方法简单快 捷, 完全满足环保行业对于水中 BrO3 离子检测的需求