胡淑莉

（甘肅省莊浪縣水務(wù)局，甘肅莊浪744699）

莊浪縣多年降雨量少，水資源總量少，人均占有量?jī)H為全市的1/3。水資源匱乏、干旱、水資源分布不均是莊浪縣的基本水情。隨著科技發(fā)展，新型工業(yè)產(chǎn)生，水資源污染與日俱增，如工廠(chǎng)的建設(shè)與關(guān)閉，小型禽畜養(yǎng)殖場(chǎng)禽畜糞便超載對(duì)水質(zhì)安全產(chǎn)生極大威脅，菌落總數(shù)超標(biāo)，水體中總大腸菌群呈陽(yáng)性；城鎮(zhèn)、污水建設(shè)與擴(kuò)建，含磷洗滌劑應(yīng)用導(dǎo)致水質(zhì)指標(biāo)超標(biāo)，土地施肥嚴(yán)重影響水質(zhì)。以上污染可能導(dǎo)致水體氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、氟化物等生活飲用水衛(wèi)生指標(biāo)超標(biāo)，而飲用水中氯離子和硫酸根離子濃度在小于250 mg/L時(shí)并無(wú)味覺(jué)，也對(duì)人體沒(méi)有影響，當(dāng)超過(guò)這個(gè)含量時(shí)，濃度越高，危害越大，如消化道、皮膚組織易受創(chuàng)，也有致癌的危險(xiǎn)；氟化物超標(biāo)易引起氟斑牙和氟骨癥；硝酸鹽超標(biāo)意味著水體污染嚴(yán)重，且容易引起癌癥等重大疾病。針對(duì)上述檢測(cè)指標(biāo)要盡快對(duì)水樣分析，確保供水水質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)采用離子色譜法和其他法（包括紫外分光光度法、滴定法、氟試劑比色法）進(jìn)行比較，包括測(cè)定耗時(shí)、測(cè)定準(zhǔn)確度、檢測(cè)所用藥品試劑、儀器等方面，為水樣中硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物、氟化物含量測(cè)定提供科學(xué)依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 測(cè)量?jī)x器

測(cè)量?jī)x器詳見(jiàn)表1。

表1 離子色譜法與其他方法測(cè)量?jī)x器比較

1.2 藥品試劑

藥品試劑詳見(jiàn)表2。

表2 離子色譜法與其他方法測(cè)量試劑比較

1.3 實(shí)驗(yàn)原理

1.3.1 離子色譜法工作原理 離子色譜法是高效液相色譜法的一種，是分析離子的一種液相色譜法。離子色譜主要是利用離子交換基團(tuán)之間的交換，即利用離子之間對(duì)離子交換樹(shù)脂的親和力差異而進(jìn)行分離。

1.3.2 紫外分光光度法原理 用紫外光通過(guò)待測(cè)溶液，溶液對(duì)光的吸收程度與溶液的濃度及溶液厚度的乘積成正比。根據(jù)光的吸收定律計(jì)算所得溶液的濃度。

1.3.3 滴定法原理 硝酸銀與氯化物生成氯化銀沉淀，過(guò)量的硝酸銀與鉻酸鉀指示劑反應(yīng)生成紅色鉻酸銀沉淀，指示反應(yīng)到達(dá)終點(diǎn)。

1.3.4 氟試劑比色法 氟化物與顯色試劑生成紫色化合物，根據(jù)反應(yīng)物顏色深淺表明化合物的含量。

1.4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.4.1 離子色譜法 配制標(biāo)準(zhǔn)使用液，同時(shí)將儀器開(kāi)機(jī)采集曲線(xiàn)，待穩(wěn)定（大概需要60 min），依次注入1 ml標(biāo)準(zhǔn)使用液，待所有濃度標(biāo)準(zhǔn)液分析完后建立標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，然后再分析1份盲樣。

1.4.2 滴定法 取50 ml盲樣于錐形瓶中，另取50 ml純水作為空白，分別加2滴酚酞指示劑，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)至溶液紅色恰好褪去，各加1 ml鉻酸鉀溶液，用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，同時(shí)用玻璃棒不停攪拌，直至溶液生成磚紅色為止，即為終點(diǎn)。水樣中氯化物的計(jì)算見(jiàn)下式：

式中，ρ為水樣中氯化物的質(zhì)量濃度，mg/L；V1為水樣消耗硝酸銀的體積，ml；V0為空白消耗硝酸銀的體積，ml；V為水樣體積，ml；C為氯離子的摩爾濃度；M為氯離子的摩爾質(zhì)量。

1.4.3 紫外分光光度法（硝酸鹽氮） 開(kāi)啟紫外分光光度計(jì)，預(yù)熱30 min，在比色管中分別加入各濃度的硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)使用液，稀釋至1 ml，然后加入氨基磺酸銨溶液放置5 min，再加麝香草酚乙醇溶液，硫酸銀硫酸溶液放置5 min，加純水再滴加氨水，于415 nm波長(zhǎng)下測(cè)量吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，從曲線(xiàn)上查找出硝酸鹽氮的含量。

1.4.4 紫外分光光度法（硫酸鹽） 開(kāi)啟紫外分光光度計(jì)，預(yù)熱30 min，在比色管中分別加入各濃度的硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用液，稀釋至50 ml，然后加入鹽酸溶液煮沸5 min，再加鉻酸鋇溶液，再煮沸5 min，再滴加氨水等操作步驟，最后于420 nm波長(zhǎng)下測(cè)量吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，從曲線(xiàn)上查找出硫酸鹽的含量。

1.4.5 氟試劑比色法 開(kāi)啟氟化物測(cè)定儀預(yù)熱10 min，在干凈比色瓶中加入6.0 ml水樣，再加入4 ml混合后的氟試劑搖勻，放置30 min后進(jìn)行測(cè)定。

1.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

離子色譜法與其他方法測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 離子色譜法與其他方法測(cè)量結(jié)果比較

2 結(jié)果與分析

從表1可以看出，離子色譜法使用儀器僅為離子色譜儀而其他方法所用儀器分別為紫外分光光度計(jì)、氟化物測(cè)定儀和酸式滴定管，所用檢測(cè)儀器較為繁多；2種方法所用藥品試劑種類(lèi)相差甚大，離子色譜法僅用簡(jiǎn)單的6種試劑，這6種試劑是普通的鹽類(lèi)，相互之間不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而其他方法所用藥品試劑高達(dá)14種，氨水有揮發(fā)性，對(duì)人體呼吸系統(tǒng)危害較大，毒性也較大；2種檢測(cè)方法檢測(cè)數(shù)值相對(duì)誤差最大值僅為1.3%，在測(cè)量準(zhǔn)確度時(shí)均可行，而所用檢測(cè)時(shí)間稍有偏差，離子色譜法耗時(shí)為30 min，而其他方法累計(jì)耗時(shí)45 min，從時(shí)間合理利用角度考慮首選離子色譜法。

3 結(jié)論

3.1 從檢測(cè)指標(biāo)數(shù)量角度分析

離子色譜法快速方便，靈敏度高，可同時(shí)分析多種離子化合物。離子色譜法每進(jìn)一次樣需要30 min，但是每做出一條曲線(xiàn)，硫酸鹽、氟化物、硝酸鹽氮、氯化物的含量均同時(shí)能檢測(cè)出，如果選擇合理的色譜柱和工作站，還可以繼續(xù)增加其他檢測(cè)指標(biāo)，如溴酸鹽。而其他檢測(cè)方法（紫外分光光度法、滴定法、氟試劑比色法）每次只能檢測(cè)一個(gè)指標(biāo)。

3.2 從時(shí)間合理利用角度分析

離子色譜法只要采集信號(hào)穩(wěn)定后，每進(jìn)一次樣，接下來(lái)30 min儀器就自動(dòng)分析，到檢測(cè)完畢，儀器自動(dòng)報(bào)警，檢測(cè)員只要將工作曲線(xiàn)稍微處理后保存以待最后分析。在儀器自動(dòng)分析這段時(shí)間內(nèi)，檢測(cè)人員可以到其他檢測(cè)室內(nèi)進(jìn)行工作，能做到充分合理利用時(shí)間，提高工作效率。而其他檢測(cè)方法（紫外分光光度法、滴定法、氟試劑比色法）檢測(cè)人員不能離開(kāi)工作臺(tái)，如滴定法操作中，檢測(cè)人員要眼睛注視瓶子，手握瓶頸，時(shí)刻關(guān)注瓶?jī)?nèi)顏色變化情況。

3.3 從環(huán)境安全角度分析

離子色譜法操作簡(jiǎn)單，安全環(huán)保。離子色譜法多用淋洗液為碳酸氫鈉溶液、碳酸鈉溶液，建立工作曲線(xiàn)時(shí)所用藥品為氯化物標(biāo)準(zhǔn)液、氟化物標(biāo)準(zhǔn)液、硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)液、硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)液，這些無(wú)機(jī)非金屬鹽類(lèi)之間相互不發(fā)生反應(yīng)，在劑量很小情況下對(duì)操作人員和環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生傷害。而其他操作法（紫外分光光度法、滴定法、氟試劑比色法）所用藥品試劑繁多，相互之間能發(fā)生反應(yīng)，副反應(yīng)也較多，例如紫外分光光度法操作過(guò)程中滴加的氨水易揮發(fā)，對(duì)人體和環(huán)境危害較大，廢液處理比較麻煩，無(wú)形中增加了檢測(cè)人員的工作量。

4 結(jié)束語(yǔ)

離子色譜法是新形勢(shì)下檢測(cè)人員必須掌握的檢測(cè)技術(shù)，在科技飛速發(fā)展的新時(shí)代，檢測(cè)人員要搶抓國(guó)家機(jī)遇，緊跟形勢(shì)，不斷學(xué)習(xí)探索新的檢測(cè)方法，確保供水水質(zhì)，保障人民群眾喝上“放心水”。