ドデシルアンモニゥム陽イオン吸着-逆相系C18カラムを用いた陰イオンクロマトグラフィーと海水中の微量陰イオンの同時定量

摘要

The simultaneous determination of six inorganic anions [iodate(IO_3~-)， bromate (BrO_3~-),nitrite (NO_2~-), nitrate (NO_3~-), bromide (Br~-), and iodide (I~-)] in seawater was examined by ion chromatography(IC). The separation and detection of the anions were examined using a dodecylammonium chloride (DAC)-coated C18-silica column or a DAC-coated C18 polymer column (150 mm × 4.6 mm i.d., each) and a concentrated aqueous NaCl solution containing 0.5 mM DAC and 5 mM phosphate buffer (pH 2.0-6.5) with ultraviolet detection (UV) at 225 nm. For DAC-coated C18-polymer column, separation was also examined for eluents of an alkaline solution (pH 7.0-10.0). For the DAC-coated C18-silica column, good separation and detection were obtained for all six anions in pure water and 35 %o artificial seawater without interferences from matrix ions such as chloride and sulfate. The anions were retained mainly on the DAC-coated C18 silica column through the anion-exchange properties and hydrogen bonding with the NH proton. On the other hand, the separation and detection were insufficient for the DAC-coated C18 polymer column. For optimized IC systems using the C18 silica column, good separation and detection for the anions in 35 ‰ artificial seawater were obtained within 25 min. NaCl in the eluent enhanced the DAC coating. The 0.5 mM DAC in the eluent helps to maintain the performance of the coated columns. Good repeatability [RSD＜1.24% (n=5)] for the retention time, peak height, and peak area and calibration curves (r~2 ＞ 0.999 for peak area method) were obtained for all of the anions. The detection limits (S/N=3) with a 100 μL sample injection were 7.5 μg L~(-1) for IO_3~-，17.3 μg L~(-1) for BrO_3~-, 83.2 μg L~(-1) for Br~-, 0.73 μg L~(-1) for NO_2~-, 1.5 μg L~(-1) for NO_3~- and 0.73 L~(-1) for I~-. The present IC system was successfully applied to real seawater samples with recovery rates of 99-109 % for all of the ions.%イオンクロマトグラフィー(IC)を用いる海水中の微量無機陰イオン[ヨウ素酸イオン(IO_3~-).臭素酸イオン(BrO_3~-),臭化物イオン(Br~-),亜硝酸イオン(NO_2~-),硝酸イオン(NO_3~-),ヨウ化物イオン(I~-)]の同時定量法を検討した.分離カラムとしてドデシルアンモニゥム陽イオン(DA~+)を平衡吸着させた逆相系C18シリカカラムあるいは逆相系C18ポリマーカラム.溶離液として0.5mM塩化ドデシルアンモニウム(DAC)と5mMリン酸緩衝液を含む高濃度塩化ナトリウム溶離液(pH範囲:2.0〜6.5)を用いて目的イオンの分離を検討した.ポリマーカラムではアルカリ領域(pH範囲:7.0〜10.0)でも検討した.測定には紫外可視検出器(測定波長225nm)を用いた.逆相系C18シリカカラムでは，溶離液のpH4.5以上で純水中の各イオンの良好な分離•検出が得られた.人工海水中の各イオンについても海水中の共存塩分の影響もなく良好な分離•検出が得られた.この陰イオンの分離は，ドデシルアンモニゥム陽イオン(DA~+)吸着-C18シリカとの静電的な引力とNHプロトンによる水素結合により達成された.一方,逆相系C18ポリマーカラムでは，pH2.5以下で6種のイオンの分離は可能であったが，NO_2~-の検出は不十分であった.人工海水中の各陰イオンの分離•検出は不十分であった.逆相系C18シリカカラムを用いた測定システムの最適化により，人工海水中の上記6種イオンを1サンプル25分で測定可能であった.高濃度塩化ナトリウム溶雕液はDACのカラム吸着を増加させた.0.5mM DACの添加は陰イオンの分離性能の維持に有効であった.良好な繰り返し測定精度[相対標準偏差(RSD)＜1.24%(n=5),保持時間,ピーク高さ，ピーク面積]と検量線作成(/2>0.999,ピーク面積法)がすべての陰イオンに対して得られた.検出限界値(S/N=3,サンプル注入量100μL)は，IO_3~-(7.5μgL~(-1)),BrO_3~-(17.3 μg L~(-1)),Br~-(83.2 μg L~(-1)),NO_2~-(0.73 μg L~(-1)).NO_3~-(1.5 μg L~(-1)),I~-(0.73 μg L~(-1))であった.本法が瀬戸内海水中陰イオンの同時定量に適用された.その添加回収率は99〜109%の範囲内であった.