离子色谱法测定降水中的五种阳离子

王晓梅

（安徽省宣城生态环境监测中心，安徽 宣城 242000）

分析大气降水中的离子组分对了解区域空气污染情况和生态环境状况具有重要的指导意义[1-3]，特别是钙、镁离子对降水中酸性物质起着重要的中和作用[4]。因此，测定降水中的阳离子成为各地的例行监测工作，逢雨必测。离子色谱法测定阳离子时，相较于分光光度法和原子吸收法，其最大的优点是可同时测定多种离子，节约人力成本及时间成本。同时，离子色谱法选择性好，灵敏性高[5]，分离度好，且样品前处理简单，仪器操作简便，自动化程度较高，是测定降水中阳离子的不二选择。

1 试验部分

1.1 主要仪器与试剂

离子色谱仪型号为戴安ICS-1000，具有电导检测器。分析柱型号为Dionex lonPacTM CS12A（4 mm× 250 mm），保护柱型号为Dionex lonPacTM CG12A （4 mm×50 mm），阳离子抑制器型号为CSRS300，采用自动进样器，数据处理系统为Chromeleon 色谱工作站。纯水机的电阻率不小于18.2 MΩ·cm（25 ℃）。标准溶液为市售有证标准溶液。淋洗液为20.0 mmol甲基磺酸。水系微孔滤膜孔径为0.45μm。

1.2 色谱条件

环境温度为15 ～30 ℃，抑制器电流为59 mA；柱温为30 ℃，池温为35 ℃；流速为1.0 mL/min，进样体积为25μL。

1.3 校准曲线的绘制

配制5 种阳离子（Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+）的标准系列溶液，如表1、图1 所示，从低浓度到高浓度依次测定，以目标离子的质量浓度为横坐标（x），峰面积为纵坐标（y），绘制校准曲线[6]。Na+校准曲线的回归方程为y=-0.007 6x+0.261 0，相关系数r为0.999 8；NH4+校准曲线的回归方程为y=-0.000 3x+0.256 0，相关系数r为0.999 9；K+校准曲线的回归方程为y=-0.015 1x+0.168 5，相关系数r为0.999 9；Mg2+校准曲线的回归方程为y=0.115 8x+ 0.463 0，相关系数r为0.999 7；Ca2+校准曲线的回归方程为y=0.955 4x+0.306 3，相关系数r为0.999 6。

表1 5 种阳离子的标准溶液浓度

图1 5 种阳离子标准溶液色谱图

1.4 样品前处理

根据《酸沉降监测技术规范》（HJ/T 165—2004），湿沉降样品用孔径0.45 μm 的有机微孔滤膜进行过滤后，上机测定。

2 结果与讨论

2.1 检出限的测定

按照样品分析步骤，重复进行7 次空白试验，计算7 次平行测定的标准偏差（SD），按式（1）计算方法检出限，结果如表2 所示。如果连续分析7 个样品，在99%的置信区间，t(6,0.99)=3.143。

表2 方法检出限

式中：MDL为方法检出限；n为样品的平行测定次数；t为自由度为n-1 且置信度为99%时的t分布（单侧）；S为n次平行测定的标准偏差。

2.2 方法准确度

对5 种目标离子浓度为2.40 ～4.70 mg/L 的有证标准样品进行6 次重复测定，结果如表3所示。

表3 5 种目标离子的准确度测定结果

准确度的高低常以误差大小来衡量，实验室内相对误差为-4.3%～6.3%，数据显示，各项阳离子的准确度都很好。对2 个实际样品进行加标回收测定，结果如表4 所示。实际样品加标回收率为90.5%～118.0%，符合要求，准确度可控。

表4 样品加标回收测定结果

2.3 精密度测定

对5 种目标离子分别进行低、中、高浓度的空白加标试验，每个浓度点各测定6 次，测定结果如表5 所示。3 个浓度点的实验室内相对标准偏差（RSD）分别为0.0%～7.3%、0.4%～6.4%、0.2%～1.8%，精密度较好。

表5 空白样品加标回收测定结果

3 结论

经过试验验证，离子色谱法测定降水中的5 种阳离子（Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+）时，准确度和精密度可控，结果可靠，它是环境监测工作中一种可用、常用、好用的方法。