离子色谱法与铬酸钡分光光度法测定水体中硫酸盐的比较

王新华 王桂花

【摘要】分别使用离子色谱法和铬酸钡分光光度法测定枣庄市6个生活饮用水水源地中的硫酸盐含量，来比较这两种监测方法是否存在显著性差异。其结果显示：离子色谱法和铬酸钡分光光度法均可以取得较好的准确度，其精密度、准确度和测定结果无显著性差异，均可作为测定生活饮用水中硫酸盐的方法。离子色谱法比铬酸钡分光光度法更简便、快速，更适合大批量的样品的检测，可推广使用。

【关键词】离子色谱法；铬酸钡分光光度法；硫酸盐

引言

硫酸盐在自然界分布广泛，水中的硫酸盐主要来源于岩石土壤中矿物组分的风化和林溶，金属硫化物氧化也会使硫酸盐含量增大。当饮用水中硫酸盐含量超过250mg/L时，会使人出现腹泻和胃肠道紊乱，为了保障饮用水安全，因此建立快速测定硫酸盐的方法具有重要的现实意义。目前水中硫酸盐测试方法有铬酸钡分光光度法、离子色谱法和重量法。本文对铬酸钡分光光度法和离子色谱法分别测定枣庄市6个生活饮用水中硫酸盐的差异性进行比较，并探讨了其优缺点。

1、实验方法与原理

1.1 铬酸钡分光光度法测定方法与原理

1.1.1 实验仪器。铬酸钡分光光度法使用仪器为TU-1901双光束紫外可见分光光度计。

1.1.2 测定原理。铬酸钡分光光度法的测定原理：在酸性溶液中，铬酸钡与硫酸盐生成硫酸钡沉淀，并释放出铬酸根离子。溶液中和后多余的铬酸钡及生成的硫酸钡仍是沉淀状态，经过滤除去沉淀。在碱性条件下，铬酸根离子呈现黄色，测定其吸光度可知硫酸盐的含量。

1.1.3 实验试剂。硫酸盐标准溶液[ρ（SO4-2）=1000mg/L]，铬酸钡悬浊液，氨水（1+1），盐酸溶液C（Hcl）=2.5mol/L。

1.1.4 实验分析步骤。铬酸钡分光光度法分析步骤：分取50ml水样置于150ml锥形瓶中。另取150ml锥形瓶八个，分别加入0、0.25、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00及10.00ml硫酸根标准溶液加蒸馏水至50ml。向水样及标准溶液中各加1ml2.5mol/L盐酸溶液，加热煮沸5min左右。取下后再各加2.5ml鉻酸钡悬浊液，再煮沸5min左右。取下锥形瓶稍冷后，向各瓶逐滴加入（1+1）氨水至呈柠檬黄色，再多加2滴。待溶液冷却后，用慢速定性滤纸过滤，滤液收集于50mL比色管内（如滤液浑浊，应重复过滤至透明）。用蒸馏水洗涤锥形瓶及滤纸三次，滤液收集于比色管中，用蒸馏水稀释至标线。在440nm波长，用lcm比色皿测量吸光度，绘制校准曲线。

1.2 离子色谱法测定方法与原理

1.2.1 实验仪器。离子色谱法使用仪器：IC-8618型离子色谱仪，LC-P100高压恒流泵，Hhw2000色谱工作站，HT-300自动进样器，NJ-SA-4A型离子色谱柱。

色谱条件：淋洗液0.24mol/LNa2CO3+0.30mol/LNaHCO3；流速1.50ml/min，进样量25uL。

1.2.2 测定原理。离子色谱法测定原理：采用阴离子交换分离柱分离无机阴离子（F-、CL-、NO2-、NO3-、SO4-），以碳酸钠-碳酸氢钠溶液为淋洗液，硫酸溶液为再生液，用电导检测器进行检测。将样品的色谱峰与标准溶液中各离子的色谱峰相比较，根据保留时间定性，峰高或峰面积定量。一次进样可连续测定五种无机阴离子。

1.2.3 实验试剂。淋洗液配置：碳酸钠（1.7mmol/L）-碳酸氢钠（1.8mmol/L）溶液。

1.2.4 实验分析步骤。离子色谱法分析步骤：将水样经0.12μm滤膜过滤除去浑浊物质，将标准溶液和水样注入色谱仪进样系统，记录峰高和峰面积，通过工作站软件直接计算出硫酸盐含量。

2、成果对比分析

2.1 数据选用。采用2016年10月测定数据，分别用铬酸钡分光光度法和离子色谱法对枣庄市周村水库、荆泉、羊庄、山亭、渴口、张庄6个水源地（共计6份水样），进行硫酸盐含量的测定分析。

2.2 测定曲线成果。测得铬酸钡分光光度法工作曲线为：Y=5.02×10-2x+2.05×10-3，相关系数r=0.9995；离子色谱法工作曲线为：Y=3.06×105x-2.70×105，相关系数r=0.9997，详见表1。

2.3 标准样品检验。使用铬酸钡分光光度法和离子色谱法分别对硫酸盐标准样品（浓度为91.0±3.2）进行5次测定，测定结果见表2。

由表1可知，其变异系数分别为0.43%和0.20%，表明两种方法的测定结果均符合质控要求。对两种方法的精密度进行F检验，根据公式计算得出F=4.28，在95%的置信水平下查F分布表得F0.05（5，5）=5.05，F

2.4 差异性检验。计算6份水样两种方法测定结果的相关系数，得到相关系数为0.9940，说明两种方法测定结果是相关样本，采用配对t检验，检验其差异的显著性，t=2.310.05，两种测定方法的测定结果无显著显著性差异。

2.5 两种测定方法的比较。

铬酸钡分光光度法测定水中的硫酸盐是常用的经典方法，适用地表水和地下水，适用范围广，仪器设备简单，但易受水中碳酸根离子干扰。离子色谱法可同时分析水中的F-、CL-、NO2-、NO3-、SO4-等离子含量，方便，干扰较少，灵敏度、准确度高、重现性较好，并且可以实现自动进样，自动定性和定量分析，减少了工作量，提高了工作效率。

3、结论

通过实验结果表明，铬酸钡分光光度法和离子色谱法测定饮用水中的硫酸盐均可以取得较好的准确度，其方法的精密度、准确度和测定结果无显著性差异，均可作为测定生活饮用水中硫酸盐的方法。离子色谱法比铬酸钡分光光度法简便、快速，更适合大批量的样品的检测，可推广使用。

参考文献：

[1]黄君礼.水分析化学[M].第二版.北京：中国建筑工业出版社，1997.

[2]韩照祥，王超，马洪超.饮用水中多种无机阴离子的离子色谱测定法[J].环境与健康杂志，2008，9（2）：813-816.

作者简介：王新华（1979-），男，山东滕州人，研究生，枣庄市水文局，工程师。研究方向：水文水资源。