水中常见阳离子的分析方法主要有原子吸收分光光度法及常规的离子色谱法。其中原子吸收法需单个元素分别测定，操作繁杂; 常规离子色谱检测限较高，不适宜低含量样品的测定^[1]。本文选用毛细管级离子色谱仪，通过对色谱条件、淋洗液浓度和流速等条件的优化选择，建立水样品中常见阳离子的快速分析方法。

1 材料与方法 1.1 仪器与试剂

1.1.1

ICS 5000毛细管级免化学试剂离子色谱系统(C-RFIC)，美国戴安公司生产，包括泵、淋洗液自动发生装置、淋洗液储存罐、连续再生阴离子捕获柱(CR-CTC)、柱温控制装置、AS自动进样器及谱立方集成装置(含色谱柱单元、抑制器单元、二氧化碳去除单元和脱气单元，其中二氧化碳去除单元在进行阳离子分析时需旁路，Chromeleon 6.8色谱工作站。

1.1.2

常规离子色谱仪ICS 1000，美国戴安公司生产。色谱条件:阳离子交换柱，IonPac CS12A分析柱，4×250 mm; 阳离子保护柱: IonPac CG12A保护柱，4×50 mm; 淋洗液:甲烷磺酸(MSA)20 mmol/L，流速: 1.0 mL/min; 温度: 30℃; 进样体积: 50 μL，检测器:抑制型电导检测器; 抑制器: CSRS 300抑制器，自循环模式，抑制电流50 mA，洗脱时间:16 min。

1.2 操作步骤

1.2.1 样品预处理

选取污水、自来水、河水等7种样品，经过滤和固相萃取等前处理后，分别用毛细管级离子色谱和常规离子色谱测定。^[2]

1.2.2 毛细管级离子色谱条件的选择

使用0.4×150 mm的毛细管级阳离子交换色谱柱，以不同浓度和流速的淋洗液，摸索最佳分离效率和最快分离速度的结合点。分别探索固定相同流速(即0.01 mL/min)改变淋洗液浓度，固定淋洗液浓度(28 mmol/L MSA)改变淋洗液流速对分离度效果的影响。

在最佳仪器和色谱条件下，进一步对方法的检出限、线性范围、精密度、毛细管级离子色谱与常规离子色谱测定结果对比和长期稳定性进行探讨。

2 结果与结论 2.1 毛细管级离子色谱条件选择结果

2.1.1 淋洗液浓度对分离度效果的影响

选择色谱条件为毛细管级阳离子0.4×150 mm IonPacCS12A分析柱，0.4×30 mm IonPac CG12A毛细管级阳离子保护柱，30℃柱温; 0.4 μL进样体积; 抑制型电导检测器; CCES抑制器，0.4 mm体系，自循环模式，抑制电流8 mA，4 min洗脱时间。当淋洗液流速固定为0.01 mL/min时，以钠离子和铵根离子的分离度作为参数，发现淋洗液MSA浓度在18 ~36 mmol/L范围时对二者分离度数值从3.6降至1.1，而当浓度在25~31 mmol/L时，分离度可控制在1.7~2.0之间，可以实现基线分离，故选择淋洗液浓度为28 mmol/L。

2.1.2 淋洗液流速对分离度效果的影响

当淋洗液浓度固定为28 mmol/L，同时固定其他色谱条件时，发现淋洗液流速在0.008~0.022 mL/min时使常见阳离子最后1个钙离子峰的保留时间从8.7 min降至2.7 min，当流速超过0.02 mL/min时，系统压力会超过3 000 psi，且钠离子和铵根离子的分离度会下降至1.4，故选择淋洗液流速为0.018 mL/min。钠离子和铵根离子的分离度为1.6，钙离子的保留时间为3.2 min。1次进样4 min即可完成6种常见阳离子的分析。

2.2 方法检出限、线性范围、精密度测试结果

对经处理过的污水样品连续进样20针(图 1)，计算峰面积及保留时间重现性，结果及各离子检出限及线性范围数据见表 1。

从表 1和图 1中可以看出，该方法具有良好的重现性，较低的检出限和良好的线性范围。本文选用的进样体积为0.4 μL，如将进样体积调整至50 μL，则检出限可低至10^-3 μg/L级。

2.3 毛细管级离子色谱与常规离子色谱测定结果对比

在最佳仪器和色谱条件下，分别用毛细管级离子色谱和常规离子色谱测定7种经预处理后的实际水样，可以看出测定结果比较一致(表 2)。

2.4 长期稳定性试验结果

在毛细管级离子色谱最佳仪器和色谱条件下，连续对标准溶液进样500次，并对第151-500次测定的保留时间进行统计分析，结果发现6种阳离子的保留时间的相对标准偏差在0.12%~0.43%之间，表明仪器可以长期稳定工作。

3 结论

选用ICS 5000毛细管级免化学试剂离子色谱系统，可以对水样中痕量阳离子进行快速和准确的分析。重现性好，检出限低、线性范围宽、灵敏度高、操作简便、系统连续工作稳定性好。使用毛细管级离子色谱技术，可将痕量阳离子测定检出限从传统离子色谱的μg/L降低至低ng/L级，可用于超痕量样品分析。