DZ/T 0064.51-2021《地下水质分析方法 第51部分:氯化物、氟化物、溴化物、硝酸盐和硫酸盐的测定 离子色谱法》是DZ/T 0064《地下水质分析方法》系列标准的第51部分,由自然资源部发布,2021年2月22日发布、2021年7月1日实施,代替DZ/T 0064.51-1993
本部分规定了离子色谱法测定地下水中氯化物、氟化物、溴化物、硝酸盐和硫酸盐的方法,适用于地下水资源调查、评价、监测和利用等水样中五种阴离子的测定。这五种阴离子是地下水化学组分的主要阴离子(氯、硫酸根构成地下水矿化度的主体,氟与地方病相关,硝酸盐反映污染,溴是水文地球化学示踪指标),一次进样同时测定五种组分,是地下水无机分析的高效方法。
水样中待测离子随淋洗液进入离子色谱交换柱系统(一般由保护柱和分离柱组成),根据分离柱对各离子的不同亲和度进行分离;已分离的离子流经抑制器(或抑制柱),背景电导被降低、离子信号得到增强;最后经过电导检测器检测,以保留时间定性、以峰高或峰面积定量。离子色谱的核心是"分离柱选择性分离+抑制器降低背景电导+电导检测"的串联体系。
检出限、定量限与测定范围(进样量50μL)。 氯化物(Cl-):检出限0.06mg/L、定量限0.5mg/L、范围0.5-50.0mg/L;氟化物(F-):0.03/0.1/0.1-20.0mg/L;溴化物(Br-):0.06/0.2/0.2-20.0mg/L;硝酸盐(NO3-):0.02/0.1/0.1-50.0mg/L;硫酸盐(SO42-):0.1/0.3/0.3-50.0mg/L。
试剂配制。 五种离子标准贮备溶液[ρ=1000.0mg/L]分别用氯化钠(500℃灼烧1h)、氟化钠(干燥后移入聚乙烯瓶保存)、溴化钾(100-105℃烘干1h)、硝酸钾(100℃烘干1h)、硫酸钾(100℃烘干1h)配制;混合标准使用溶液[ρ=100.0mg/L]由五种贮备液各吸取100.0mL定容1000mL;淋洗液为碳酸氢钠[c(NaHCO3)=1.7mmol/L]-碳酸钠[c(Na2CO3)=1.8mmol/L]混合淋洗液。
试验步骤。 样品测定:启动仪器调整好工作条件,待基线稳定后用注射器注入过量水样(大于定量环体积3倍以上),待各离子出峰完成后进行下一个样品测定,根据软件记录的各离子峰面积(或峰高)从校准曲线上求得含量。校准曲线:吸取混合标准使用溶液0、0.10、0.30、0.50、1.00、2.00、10.00、20.00、50.00mL于一系列100mL容量瓶配制成不同浓度的标准系列(氯化物0-50.0mg/L、氟化物0-10.0mg/L、溴化物0-10.0mg/L、硝酸盐0-50.0mg/L、硫酸盐0-50.0mg/L),以各离子浓度为横坐标、峰高或峰面积为纵坐标绘制校准曲线。
质量保证和控制。 标准曲线一般应为一次线性曲线且过原点,线性相关系数应大于0.995;每批样品至少做1个空白试验(结果应小于定量限);每测定10个样品后测定标准系列中间溶液(相对偏差小于5%);每批至少抽取20%试样做加标回收实验和检查分析样。
"一次进样、五组分同测"的效率优势。 传统方法测定五种阴离子需要分别使用银量法(氯)、茜素络合物法(氟)、溴酚红法(溴)、二磺酸酚法(硝酸盐)、EDTA-钡滴定法(硫酸盐)等多种方法,试剂和操作繁琐;离子色谱一次进样同时分离检测五种阴离子,样品量小(50μL)、速度快、通量高——对大批量地下水调查样品尤其经济高效。
"分离柱+抑制器"的检测原理。 离子色谱的分离靠阴离子交换分离柱对不同阴离子的亲和度差异(保留时间不同:F-最先出峰、SO42-最后出峰);抑制器的作用是把高电导的淋洗液(碳酸盐)转化为低电导形态,从而降低背景电导、突出待测离子信号——"抑制"是离子色谱高灵敏度的关键设计。
"保留时间定性、峰高/峰面积定量"的数据处理。 定性依据:各离子在固定色谱条件下的保留时间具有特征性;定量依据:峰高或峰面积与浓度成正比(标准曲线线性相关系数应大于0.995)。标准要求注入过量水样(大于定量环体积3倍以上)保证定量环充满,是准确定量的操作前提。
五种阴离子的综合意义。 氯离子和硫酸根决定地下水矿化度(咸水、盐水的主要阴离子);氟离子与地方性氟中毒密切相关(高氟水区饮水安全);硝酸盐反映农业面源和生活污染;溴离子是地下水起源和混合过程的水文地球化学示踪剂——五种阴离子一次测齐,为地下水化学类型划分(舒卡列夫分类)、水质评价和污染识别提供完整的基础数据。
本标准适用于地质实验室、环境监测机构、水质检验实验室的分析测试人员,水文地质调查、地下水监测、供水水质评价、地下水污染调查项目的技术人员,以及高校分析化学、水文地质专业师生。
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