趙春燕

（中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所，北京 100710）

離子色譜法測(cè)定東下馮遺址土壤中的無(wú)機(jī)陰離子

趙春燕

（中國(guó)社會(huì)科學(xué)院考古研究所，北京 100710）

采用電導(dǎo)檢測(cè)離子色譜法對(duì)東下馮遺址土壤水浸取液中陰離子進(jìn)行了分析，測(cè)定了其中的常見(jiàn)陰離子（Cl－、NO3－、SO42－），陰離子的檢出限在0.008～0.014mg／L，加標(biāo)回收率在98%～101%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD（n＝7）在2.5%以下。方法可同時(shí)檢測(cè)土壤水浸取液中的多種無(wú)機(jī)陰離子，快速、簡(jiǎn)單、可靠。

離子色譜；土壤；陰離子

1 前言

考古遺址土壤中陰離子的種類及濃度不僅可以直接反映人類活動(dòng)對(duì)土壤環(huán)境的影響，還可以對(duì)出土文物的保護(hù)提供依據(jù)。因此，土壤中無(wú)機(jī)陰離子的檢測(cè)對(duì)考古學(xué)研究而言具有特別重要的意義。以往土壤無(wú)機(jī)陰離子的測(cè)定缺少簡(jiǎn)捷有效的方法。比較常用的有滴定法、分光光度法、重量法等，干擾因素多，前處理復(fù)雜，并且多種陰離子不能同時(shí)測(cè)定。離子色譜在土壤陰離子含量檢測(cè)的運(yùn)用可以很好地解決這些問(wèn)題。目前離子色譜法已經(jīng)成為無(wú)機(jī)陰離子分 析的首 選方法［1－2］。樣品預(yù)處理直接關(guān)系到離子色譜分析數(shù)據(jù)的可靠性。采用超聲輔助提取，離子色譜一次進(jìn)樣測(cè)定土壤中無(wú)機(jī)陰離子的含量，旨在為考古遺址土壤檢測(cè)提供參考信息。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑

ICS2000型離子色譜儀（美國(guó)Dionex公司），配有EG40淋洗液自動(dòng)發(fā)生器、電導(dǎo)檢測(cè)器和Crome－leon 6.50色譜工作站，ASRS＿ULTRA陰離子抑制器，Elix－Milli－Q純水系統(tǒng)（美國(guó)MILLIPORE公司）。

所用陰離子標(biāo)準(zhǔn)自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)網(wǎng)購(gòu)得，所用溶液均用電阻率為18.3MΩ·cm超純水配制，0.45μm過(guò)濾膜（Millipore公司）。

2.2 色譜條件

色譜柱為IonPac AS11＿HC型分離柱（250mm ×4mm）；IonPac AG11＿HC型保護(hù)柱（50mm× 4mm）。

淋洗液線性梯度程序：0～12.0min KOH（0.8mmol／L）；12.0～35.0min KOH濃度從0.8mmol／L線性變化到35.0mmol／L；35.0～37.0min KOH（35.0mmol／L）；37.1min以后KOH（0.8mmol／L）。流速1.0mL／min，再生模式為外加水電抑制模式，電導(dǎo)檢測(cè)器，進(jìn)樣量25μL，柱溫30℃，以峰面積定量。

2.3 土壤樣品的預(yù)處理

每一份采來(lái)的土壤樣品首先在潔凈的搪瓷盤中充分混合后用四分法棄取，最后保留1kg左右土樣作為該點(diǎn)混合樣品，在風(fēng)干的過(guò)程中，揀出碎石、砂礫及植物殘?bào)w等雜質(zhì)?；靹虻耐翗釉诒砻婷笊巷L(fēng)干后，取適量風(fēng)干樣于大的瑪瑙研缽內(nèi)研碎，使粉碎的試樣通過(guò)孔徑2mm的尼龍篩網(wǎng)，篩下的風(fēng)干細(xì)土裝入容積1L的試樣瓶?jī)?nèi)保存。

3 結(jié)果與討論

3.1 超聲提取條件的選擇

實(shí)驗(yàn)中采用超純水作為提取液，1∶30的料液比，考察超聲提取時(shí)間的影響：分別對(duì)超聲提取時(shí)間為10～40min時(shí)的離子含量進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果列于表1中。從表1的數(shù)據(jù)可知，提取量隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，當(dāng)時(shí)間在20～40min時(shí)提取量較高，因此選擇30min作為樣品超聲提取時(shí)間。

表1 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 1 Results of the orthogonal experiments

3.2 淋洗液的選擇

所使用的儀器ICS2000配有淋洗液在線發(fā)生器和自動(dòng)再生在線捕獲柱CR－TC，減少了配制淋洗液過(guò)程中空氣中CO2的干擾，可連續(xù)產(chǎn)生不同濃度的高純度KOH溶液。淋洗液線性梯度程序：0～12.0min KOH濃度為0.8mmol／L；12.0～35.0min KOH濃度從0.8mmol／L線性變化到35.0mmol／L；然后以35.0mmol／L濃度持續(xù)到37.0min；37.1min以后KOH濃度變?yōu)?.8mmol／L。流速1.0mL／min。

3.3 精密度實(shí)驗(yàn)

在選定的梯度條件下對(duì)含有3種陰離子Cl－（3mg／L）、NO3－（10mg／L）、SO42－（15mg／L）的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，連續(xù)7次進(jìn)樣，以考察方法的精密度。以峰面積計(jì)算，其結(jié)果列于表2。從表中數(shù)據(jù)可看出方法具有良好的精密度，標(biāo)準(zhǔn)曲線具有良好的線性，同時(shí)具有較低的檢出限。

表2 被測(cè)離子的線性范圍、精密度和檢出限Table 2 The detection limits and linear ranges for the analyzed ions

3.4 準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

為考察方法的可靠性，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行了樣品回收率實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果列于表3。樣品回收率在98%～101%，表明該方法準(zhǔn)確、可靠。

表3 陰離子的準(zhǔn)確度試驗(yàn)（n＝3）Table 3 Precision tests for the anions in the aqueous extract of soil（n＝3） ／（mg·L－1）

4 實(shí)際樣品測(cè)定

取經(jīng)過(guò)預(yù)處理的土壤樣品1.0g（精確至0.0001g）于50mL錐形瓶中，按一定的料液比加入提取液，超聲提取30min后，收集樣品定容至50mL容量瓶中，取出10mL于離心管中以5000r／min轉(zhuǎn)速離心，取上清液過(guò)柱，測(cè)定陰離子濃度，結(jié)果列于表4中。

表4 樣品測(cè)試結(jié)果Table 4 The analytical results of the samples ／（mg·L－1）

表4中編號(hào)為A－7，B－7，A－5及B－5分別代表房基面上下橫向采集的兩行樣品。編號(hào)為Cl－1及C1－23的是代表圓形建筑地面縱向取樣的最上層和最下層2份樣品。

從表4的分析結(jié)果可知，編號(hào)為A－7，B－7，A－5及B－5的土壤樣品中，可溶性離子濃度與編號(hào)為C1－1及C1－23的土壤樣品是有差異的。在這些離子中、Cl－及濃度明顯高于圓形建筑地面縱向取樣的最上層（C1－1）和最下層（C1－23）土壤。

5 結(jié)語(yǔ)

利用電導(dǎo)檢測(cè)離子色譜法對(duì)東下馮遺址土壤中可溶性陰離子濃度進(jìn)行了檢測(cè)，獲得了滿意的分析結(jié)果。方法可以為今后同類研究提供借鑒。

［1］史亞利，劉京生，蔡亞歧，等.文物附著物水浸取液中陰、陽(yáng)離子的離子色譜法測(cè)定［J］.分析測(cè)試學(xué)報(bào)，2005，24（2）：57－60.

［2］鐘鶯鶯，朱海豹，裘亞鈞，等.單泵柱切換離子色譜法分析復(fù)雜基體中痕量陰離子［J］.中國(guó)無(wú)機(jī)分析化學(xué)，2011，1（1）：78－82.

［3］丁明玉，田松柏 .離子色譜原理與應(yīng)用［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2001：5.

Determination of Inorganic Anions in the Soil from Dongxiafeng Ancient Ruins by Ion Chromatography

ZHAO Chunyan
（InstituteofArcheology，ChineseAcademyofSocialSciences，Beijing100710，China）

A method for determination of the contents of the common inorganic anion in the water extraction of the soil from Dongxiafeng ancient ruins by ion chromatography with ultrasound extraction was proposed.The common anions including Cl－，NO3－，and SO42－were analyzed.The limits of detections were between 0.008～0.014mg／L；the recoveries were about 98%～101%；and the RSD（n＝7）was below 2.5%.The method is reasonable and simple，and can be used for extraction and determination of soluble inorganic anion in soil.

ion chromatography；soil；anions

O657.7＋5；TH833

A

2095－1035（2012）03－0022－02

10.3969／j.issn.2095－1035.2012.03.006

2012－07－06

2012－07－23

“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2010BAK67B03）；國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金（12BKG019）。

趙春燕，女，博士，副研究員，主要從事無(wú)機(jī)分析化學(xué)研究。E－mail：zhaocy＠cass.org.cn