離子色譜法與鉻酸鋇分光光度法測(cè)定水體中硫酸鹽的比較

王新華 王桂花

【摘要】分別使用離子色譜法和鉻酸鋇分光光度法測(cè)定棗莊市6個(gè)生活飲用水水源地中的硫酸鹽含量，來(lái)比較這兩種監(jiān)測(cè)方法是否存在顯著性差異。其結(jié)果顯示：離子色譜法和鉻酸鋇分光光度法均可以取得較好的準(zhǔn)確度，其精密度、準(zhǔn)確度和測(cè)定結(jié)果無(wú)顯著性差異，均可作為測(cè)定生活飲用水中硫酸鹽的方法。離子色譜法比鉻酸鋇分光光度法更簡(jiǎn)便、快速，更適合大批量的樣品的檢測(cè)，可推廣使用。

【關(guān)鍵詞】離子色譜法；鉻酸鋇分光光度法；硫酸鹽

引言

硫酸鹽在自然界分布廣泛，水中的硫酸鹽主要來(lái)源于巖石土壤中礦物組分的風(fēng)化和林溶，金屬硫化物氧化也會(huì)使硫酸鹽含量增大。當(dāng)飲用水中硫酸鹽含量超過(guò)250mg/L時(shí)，會(huì)使人出現(xiàn)腹瀉和胃腸道紊亂，為了保障飲用水安全，因此建立快速測(cè)定硫酸鹽的方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前水中硫酸鹽測(cè)試方法有鉻酸鋇分光光度法、離子色譜法和重量法。本文對(duì)鉻酸鋇分光光度法和離子色譜法分別測(cè)定棗莊市6個(gè)生活飲用水中硫酸鹽的差異性進(jìn)行比較，并探討了其優(yōu)缺點(diǎn)。

1、實(shí)驗(yàn)方法與原理

1.1 鉻酸鋇分光光度法測(cè)定方法與原理

1.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器。鉻酸鋇分光光度法使用儀器為TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì)。

1.1.2 測(cè)定原理。鉻酸鋇分光光度法的測(cè)定原理：在酸性溶液中，鉻酸鋇與硫酸鹽生成硫酸鋇沉淀，并釋放出鉻酸根離子。溶液中和后多余的鉻酸鋇及生成的硫酸鋇仍是沉淀狀態(tài)，經(jīng)過(guò)濾除去沉淀。在堿性條件下，鉻酸根離子呈現(xiàn)黃色，測(cè)定其吸光度可知硫酸鹽的含量。

1.1.3 實(shí)驗(yàn)試劑。硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液[ρ（SO4-2）=1000mg/L]，鉻酸鋇懸濁液，氨水（1+1），鹽酸溶液C（Hcl）=2.5mol/L。

1.1.4 實(shí)驗(yàn)分析步驟。鉻酸鋇分光光度法分析步驟：分取50ml水樣置于150ml錐形瓶中。另取150ml錐形瓶八個(gè)，分別加入0、0.25、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00及10.00ml硫酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液加蒸餾水至50ml。向水樣及標(biāo)準(zhǔn)溶液中各加1ml2.5mol/L鹽酸溶液，加熱煮沸5min左右。取下后再各加2.5ml鉻酸鋇懸濁液，再煮沸5min左右。取下錐形瓶稍冷后，向各瓶逐滴加入（1+1）氨水至呈檸檬黃色，再多加2滴。待溶液冷卻后，用慢速定性濾紙過(guò)濾，濾液收集于50mL比色管內(nèi)（如濾液渾濁，應(yīng)重復(fù)過(guò)濾至透明）。用蒸餾水洗滌錐形瓶及濾紙三次，濾液收集于比色管中，用蒸餾水稀釋至標(biāo)線。在440nm波長(zhǎng)，用lcm比色皿測(cè)量吸光度，繪制校準(zhǔn)曲線。

1.2 離子色譜法測(cè)定方法與原理

1.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器。離子色譜法使用儀器：IC-8618型離子色譜儀，LC-P100高壓恒流泵，Hhw2000色譜工作站，HT-300自動(dòng)進(jìn)樣器，NJ-SA-4A型離子色譜柱。

色譜條件：淋洗液0.24mol/LNa2CO3+0.30mol/LNaHCO3；流速1.50ml/min，進(jìn)樣量25uL。

1.2.2 測(cè)定原理。離子色譜法測(cè)定原理：采用陰離子交換分離柱分離無(wú)機(jī)陰離子（F-、CL-、NO2-、NO3-、SO4-），以碳酸鈉-碳酸氫鈉溶液為淋洗液，硫酸溶液為再生液，用電導(dǎo)檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。將樣品的色譜峰與標(biāo)準(zhǔn)溶液中各離子的色譜峰相比較，根據(jù)保留時(shí)間定性，峰高或峰面積定量。一次進(jìn)樣可連續(xù)測(cè)定五種無(wú)機(jī)陰離子。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)試劑。淋洗液配置：碳酸鈉（1.7mmol/L）-碳酸氫鈉（1.8mmol/L）溶液。

1.2.4 實(shí)驗(yàn)分析步驟。離子色譜法分析步驟：將水樣經(jīng)0.12μm濾膜過(guò)濾除去渾濁物質(zhì)，將標(biāo)準(zhǔn)溶液和水樣注入色譜儀進(jìn)樣系統(tǒng)，記錄峰高和峰面積，通過(guò)工作站軟件直接計(jì)算出硫酸鹽含量。

2、成果對(duì)比分析

2.1 數(shù)據(jù)選用。采用2016年10月測(cè)定數(shù)據(jù)，分別用鉻酸鋇分光光度法和離子色譜法對(duì)棗莊市周村水庫(kù)、荊泉、羊莊、山亭、渴口、張莊6個(gè)水源地（共計(jì)6份水樣），進(jìn)行硫酸鹽含量的測(cè)定分析。

2.2 測(cè)定曲線成果。測(cè)得鉻酸鋇分光光度法工作曲線為：Y=5.02×10-2x+2.05×10-3，相關(guān)系數(shù)r=0.9995；離子色譜法工作曲線為：Y=3.06×105x-2.70×105，相關(guān)系數(shù)r=0.9997，詳見表1。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)樣品檢驗(yàn)。使用鉻酸鋇分光光度法和離子色譜法分別對(duì)硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)樣品（濃度為91.0±3.2）進(jìn)行5次測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見表2。

由表1可知，其變異系數(shù)分別為0.43%和0.20%，表明兩種方法的測(cè)定結(jié)果均符合質(zhì)控要求。對(duì)兩種方法的精密度進(jìn)行F檢驗(yàn)，根據(jù)公式計(jì)算得出F=4.28，在95%的置信水平下查F分布表得F0.05（5，5）=5.05，F(xiàn)

2.4 差異性檢驗(yàn)。計(jì)算6份水樣兩種方法測(cè)定結(jié)果的相關(guān)系數(shù)，得到相關(guān)系數(shù)為0.9940，說(shuō)明兩種方法測(cè)定結(jié)果是相關(guān)樣本，采用配對(duì)t檢驗(yàn)，檢驗(yàn)其差異的顯著性，t=2.310.05，兩種測(cè)定方法的測(cè)定結(jié)果無(wú)顯著顯著性差異。

2.5 兩種測(cè)定方法的比較。

鉻酸鋇分光光度法測(cè)定水中的硫酸鹽是常用的經(jīng)典方法，適用地表水和地下水，適用范圍廣，儀器設(shè)備簡(jiǎn)單，但易受水中碳酸根離子干擾。離子色譜法可同時(shí)分析水中的F-、CL-、NO2-、NO3-、SO4-等離子含量，方便，干擾較少，靈敏度、準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性較好，并且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)樣，自動(dòng)定性和定量分析，減少了工作量，提高了工作效率。

3、結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鉻酸鋇分光光度法和離子色譜法測(cè)定飲用水中的硫酸鹽均可以取得較好的準(zhǔn)確度，其方法的精密度、準(zhǔn)確度和測(cè)定結(jié)果無(wú)顯著性差異，均可作為測(cè)定生活飲用水中硫酸鹽的方法。離子色譜法比鉻酸鋇分光光度法簡(jiǎn)便、快速，更適合大批量的樣品的檢測(cè)，可推廣使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃君禮.水分析化學(xué)[M].第二版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1997.

[2]韓照祥，王超，馬洪超.飲用水中多種無(wú)機(jī)陰離子的離子色譜測(cè)定法[J].環(huán)境與健康雜志，2008，9（2）：813-816.

作者簡(jiǎn)介：王新華（1979-），男，山東滕州人，研究生，棗莊市水文局，工程師。研究方向：水文水資源。