离子色谱测定水质

离子色谱测定水质（共10篇）

离子色谱测定水质 篇1

根据生活饮用水卫生标准GB 5749-2006里106项水质检测项目中,氟化物、亚氯酸盐、溴酸盐、氯化物、氯酸盐、硝酸盐、硫酸盐均为水质常规指标[1],都为必检项目,本实验室为了提高工作效率,现采用离子色谱法对生活饮用水中上述各离子一次性同时测定,现将实验方法报告如下。

1 材料与方法

1.1 仪器

美国Dionex ICS-90型离子色谱仪,chromelen色谱工作站,AS23(4×250 mm)阴离子色谱柱,AMMS Ⅲ 4-mm抑制器,AS40自动进样器。

1.2 试剂

所有实验用水的电导率均小于1.0 μs/cm。硫酸溶液(色谱纯)。氟化物、溴酸盐、氯化物、硝酸根、硫酸根标准贮备液购于中国计量科学院,标准值均为1000 mg/L。氯酸盐与亚氯酸盐标准混合贮备液:称取0.7230 g氯酸钾基准物(购于天津市科密区化学有限公司)和0.8440 g亚氯酸盐标准物质(从德国进口,含量为79.44%)定容至500 ml。氯酸盐、亚氯酸盐标准浓度均为1000 mg/L。

1.3 样品的采集

用500 ml棕色玻璃干净干燥瓶采集水样,往水中通入高纯氮气(或惰性气体,如氩气)10 min(1.0 L/min)(对于用二氧化氯消毒的水样通氮气是必须的,对于加氯消毒的水样可省略此步骤),然后加入0.25 ml乙二胺溶液,密封,摇匀,置4 ℃冰箱。采集后当天测定[2]。

1.4 水样的测定

1.4.1 样品预处理

水样经0.22 μm 滤膜过滤。

1.4.2 仪器检测条件

淋洗液:4.5 mmol/L Na2CO3/0.8 mmol/L NaHCO3;流速:1.0 ml/min;进样量:100.0 μl。

1.4.3 标准曲线的绘制

①分别准确吸取10 ml氯酸盐与亚氯酸盐、溴酸盐标准贮备液于100 ml容量瓶中,用纯水定容至刻度,成混合标准中间液Ⅰ,氯酸盐、亚氯酸盐、溴酸盐标准浓度分别为100 mg/L。②分别准确吸取氟化物、氯化物、硝酸根、硫酸根标准贮备液0.50、15.00、2.00、15.00 ml于100 ml容量瓶中,用纯水定容至刻度,成混合标准中间液Ⅱ,氟化物、氯化物、硝酸根、硫酸根标准浓分别为5.000、150.0、20.00、150.0 mg/L。③分别从混合标准中间液Ⅰ和混合标准中间液Ⅱ中准确吸取0.500和2.500、1.000和5.000、2.000和10.00、5.000和15.00、7.000和20.00、10.00和30.00 ml,分别放于100 ml容量瓶中,用纯水定容至刻度,配成的各离子的色列分别为氟化物0.125、0.250、0.500、0.750、1.000、1.500 mg/L;硝酸盐0.500、1.000、2.000、3.000、4.000、6.000 mg/L;氯化物、硫酸盐均为3.750、7.500、15.00、22.50、30.00、45.00 mg/L;氯酸盐、亚氯酸盐、溴酸盐均为0.500、1.000、2.000、5.000、7.000、10.00 mg/L。

1.4.4 测定

将各标准溶液放入自动进样器中,设定工作参数,等待仪器基线稳定后,测定各标准浓度的峰面积,由仪器自动绘制出各物质的工作曲线。按同样的方法对水样进行测定,通过工作曲线可直接读出水样的质量浓度(mg/L)。

1.4.5 离子色谱图

出峰顺序和保留时间见图1。

2 结果与讨论

2.1 方法检出限

各物质的检出限分别为氟化物0.08 mg/L;氯化物0.08 mg/L;硝酸盐0.04 mg/L;硫酸盐0.15 mg/L;亚氯酸盐0.03 mg/L;氯酸盐0.08 mg/L;溴酸盐0.001 mg/L。各物质的检出限值均大大低于生活饮用水要求的各离子的标准限值。

2.2 方法精密度及回收试验

对1份纯净水分别加入氟离子、亚氯酸盐、溴酸盐、氯离子、氯酸盐、硝酸盐氮、硫酸根标准。连续进行6次重复测定,结果见表1。各物质的相对标准偏差均在2.01%以下,回收率在96.4%以上。

2.3 共存离子间干扰的排除

因为亚氯酸盐、溴酸盐、氯离子的出峰时间非常接近,如被测组份含量较低,而相邻组份含量太高时,被测组份容易受到干扰。通过实验,当氯离子含量大于100 mg/L时会对亚氯酸盐、溴酸盐产生干扰,但本地区生活饮用水中氯离子的含量一般不会超过20 mg/L,所以可以采用此方法同时测定生活饮用水中亚氯酸盐、溴酸盐、氯离子。

水样中存在高浓度的亚氯酸盐对分析有影响,可以通过吹入氮气和加入乙二胺作保护剂消除亚氯酸盐对分析的影响[2]。

3 结论

通过实验证明,该方法灵敏度高、检出限低、回收率高、操作简便,是测定生活饮用水中氟离子、亚氯酸盐、溴酸盐、氯离子、氯酸盐、硝酸盐氮、硫酸根的可靠方法。

参考文献

[1]GB/T5749.10-2006.生活饮用水卫生标准[S].

[2]GB/T5750.10-2006.亚氯酸盐离子色谱法[S].

离子色谱测定水质 篇2

以乙腈和硫酸的`混合溶液为流动相,梯度淋洗,阳离子交换分离,直流安培检测,一次进样分离2,6-甲苯二胺(2,6-TDA)、2,4-甲苯二胺(2,4-TDA)、苯胺、邻甲苯胺、联苯胺、对氯苯胺、4,4′-二氨基二苯甲烷(4,4′-DADPM)、间硝基苯胺、甲萘胺等9种苯胺类化合物.方法对2,6-TDA、2,4-TDA、苯胺、邻甲苯胺、联苯胺、对氯苯胺、4,4′-DADPM、间硝基苯胺、甲萘胺的检测限分别为3.46、7.25、4.99、7.43、21.21、16.3、2.60、201.47和22.60μg/L.

作 者：朱岩 王慕华 牟世芬 作者单位：朱岩,王慕华(浙江大学西溪校区化学系,杭州,310028)

牟世芬(中国科学院生态环境研究中心,北京,100085)

土壤中硝酸盐氮的离子色谱法测定 篇3

关键词:离子色谱法;硝酸盐氮;土壤

中图分类号:R115 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2010)0

硝酸盐氮是土壤无机氮的组成部分,大部分硝酸盐氮容易被作物直接吸收利用,属于土壤速效氮。土壤中硝酸盐氮的测定方法包括比色法、还原蒸馏法、电极法和紫外分光光度法等多种。现行国家颁布的检测土壤中硝酸盐氮的标准测定方法为酚二磺酸法,但此方法中要用到有毒试剂苯酚,且在配制酚二磺酸时很危险,所以要高度小心;土壤中如含CL-在15 mg/kg以上时,对测定需加AgNO3处理,操作过程繁琐。文章采用离子色谱法来测定土壤中的硝酸盐氮,避免接触有毒和危险试剂,前处理方法简单,省时又省力,测定准确性和重现性均较好。

1实验部分

1.1主要仪器与试剂

ICS-900离子色谱仪由美国戴安公司生产,配有电导检测器、chromeleon色谱工作站、80-1型离心机(金坛大地自动化仪器厂)。

硫酸为优级纯,活性炭经过活化处理(将活性炭放入浓盐酸中,加热煮沸1 h,用蒸馏水洗至中型,烘干后,于600℃的马弗炉中灼烧2 h,用前用105℃烘4 h,储于干燥器内备用),所用水为高纯去离子水。

1.2色谱条件

Dionex IonPac AS23(4 mm×250mm)分离柱和IonPac AG23(4 mm×50 mm)保护柱,AMMS 300阴离子抑制器,淋洗液为4.5 mMNaCO3+0.8 mMNaHCO3,流速1.0 mL/min,柱温:室温,进样体积50 uL。

1.3标准溶液

准确称取0.7220 g干燥的硝酸钾(KNO3,分析纯)溶于水,定容至1 L,即为100 ug/mL的硝酸盐氮标准储备液。用时再稀释成适当浓度的标准工作溶液。

1.4样品预处理

称取10.0 g新鲜土样于100 mL塑料瓶中,准确加入50.0 mL去离子水,盖上盖子,在震荡器上震荡30 min,取下静置,取上清液于塑料离心管中,以4 000 r/min高速离心20 min,离心后的上清液如清澈,过4.5 um的滤膜,待上机;如不清澈,经活性炭净化,过滤,滤液过4.5 um的滤膜,待上机。

2结果与讨论

2.1标准工作曲线和检出限

配制NO3--N系列标准工作溶液,其浓度分别为0.04、0.20、0.40 、2.00 、4.00 、7.00、10.00 mg/L,按照实验条件,在选定的色谱条件下测定,得到实验数据见表1,由实验数据可知,NO3--N在0.04~10.00 mg/L之间有很好的线性关系。根据信噪比(S/N)为3,得最低检测限为0.005 mg/L。

2.2回收率与精密度试验

在样品中加入不同含量的NO3--N标准溶液进行测定,结果见表2,由试验数据得到回收率在93%~107%之间,相对标准偏差<7%。

2.3土壤样品的检测

在选定的实验条件下对湖南省不同地区的土壤样品进行了检测,所得到的检测结果见表3。

3结语

采用离子色谱法检测土壤中的硝酸盐氮,前处理方法简单,离子色谱性能稳定,方法的灵敏度和重现性均较好。同时,还有效地分离了土壤中的氟离子、氯离子、硫酸根离子,大大地提高了检测效率。

参考文献:

[1] 李琼薇.离子色谱仪应用及养护[J].环境科学导刊,2008,27(增刊):30-32.

[2] 鲍士旦.土壤农化分析( 第三版)[M].北京:中国农业出版社,2000.

离子色谱在水质分析中的应用研究 篇4

1 材料与方法

1.1试验仪器

仪器配置 具体主要 为DIONEXICS-90离子色谱仪, RFC-30自动淋洗液发生装置, ASRS/AMMS阴离子连续自动再生微膜抑制器, AS阴离子分析柱, AG阴离子保护柱, DIONEX Chromeleon色谱工作站。

该离子色谱仪由以下几个基本部分组成:淋洗液发生器、高压输送泵、进样阀、分析柱、抑制器和电导池。分析原理是先使用标准溶液对离子色谱仪进行校正, 再与样品的数据进行比较, 从而完成对样品离子的定性、定量分析, 色谱工作站可自动计算样品的谱峰浓度并打印报告[2]。

该设备使用高纯氮气对淋洗液自动过滤和脱气, 并储存在惰性气体加压保护的容器中, 有助于防止泵和检测池中产生气泡。

1.2 试剂的配制

先制备去离子水, 再用0.45μm的微孔滤膜过滤。电渗析处理的水不适用。再选取F-、Cl-、SO42-和NO3-标准溶液配制标准贮备液, 置于冰箱中保存, 使用时用去离子水按需稀释成不同浓度的标准样品。

1.3 色谱分析条件

流速默认设定为1.2 ml/min, 淋洗液浓度为30 mmol/L KOH, 进样体积为50μl。

更改柱温的温度, 分别设定为20、25、30、35℃, 其他分析条件相同。进样分析可知, 随着柱温的升高, 阴离子的响应值在缓慢增加, 保留时间有一定的变化。在实际分析中, 柱温选择有很宽的空间, 分析测定选择30℃的柱温。

1.4 分析前准备工作

开机以前先确认淋洗液和再生液的储量是否满足需要, 再将压缩气瓶的输出压力调节至0.2 MPa, 淋洗液瓶的压力调节至0.034 Mpa。再打开电源开关和柱温箱的开关, 排除泵和管路里的气泡, 开泵启动仪器, 开泵后等待压力升至6.900 Mpa以上 , 再打开RFC-30面板的EGC和AES/SRS开关。待基线平稳后可分析标准样品和待测样品。待测样品都应进行过滤和脱气处理, 去除水中的颗粒物质和CO2, 否则会影响仪器工作的稳定性和准确性。

1.5 进样分析

用离子色谱仪专用注射器吸取0.5 ml水样进样分析, 标准曲线和水样应在同样分析条件下分析。水样各色谱峰的保留时间 (t R) 与各对应阴离子标准物质的保留时间 (t标准) 对照定性, 用峰面积或峰高标准曲线法定量分析。

2 结果与分析

2.1标准曲线

以F-、Cl-、SO42-和NO3-的混合标准溶液分别进样, 在最佳色谱条件下, 保留时间, 回归方程, 相关系数见表1, 色谱图见图1。阴离子的洗脱顺序为F-、Cl-、SO42-、NO3-, 保留时间分别为2.71、3.93、5.25、7.17 min, 一次进样时间只需要8 min可完成测定, 标准曲线的相关线性较好, 各种阴离子之间干扰小, 分离效率高。

2.2 空白试验

用空白水样进样, 重复6次, 测定各种阴离子的标准差, 再根据公式L=2姨2 t (0.05, 6) S计算该离子色谱仪的定量检出限, 结果具体见表2。

由表2可知 , F-、Cl-、SO42-、NO3-的定量检出 限分别为0.017、0.105、0.134和0.009 mg/L, 该离子色谱仪的灵敏度高。

2.3 精密度分析

分析混合样品, 按照最佳色谱分析条件, 进行5次平行测试, 结果如表3所示。

由表3可知, 4种阴离子样品在最佳色谱分析条件下, 所得出的相对标准偏差在1.2%~1.5%, 远小于10%, 均符合环境监测实验室质量控制指标的要求, 该离子色谱仪的精密度高。

2.4 准确度分析

在测试样品中进行加标回收率试验, 结果见表4。

由表4可知, 这4种阴离子的加标回收率在97%~106%, 该离子色谱仪的准确度高。

3 离子色谱的维护

每周定时开机用纯水冲洗色谱柱, 防止分离柱的堵塞、流动相气泡的产生, 除去仪器内部电路潮气。每次进样前及分析结束关机前要用超纯水冲洗进样口。经常用去离子水对泵进行清洗使泵处于一个良好的状态, 使用强酸强碱后必须要冲洗, 防止泵内密封圈受到损害[3]。

谨慎进样。进样前务必对样品进行微孔滤膜过滤和脱气处理。对于复杂组分, 污染严重的样品, 必须进行样品预处理。处理后的样品符合进样要求的方可进样分析, 不符合进样要求的应改用其他分析方法分析[4]。

4 离子色谱常见故障及解决

4.1 系统压力波动大, 流量不稳定

造成原因可能是系统中进入了空气或者单向阀的宝石球和阀座之间有异物, 使两者不能闭合密封。解决方法是卸下单向阀倾入盛有乙醇的烧杯用超声波清洗。

4.2 漏液

漏液的原因可能是泵密封圈变形, 高压下产生泄漏。密封圈属于易耗品, 6~12个月需定期更换。

4.3 系统压力升高

系统压力超过正常压力30%以上, 可认为该系统压力不正常。造成原因可能是保护柱的滤片有物质沉积或者管路有堵塞, 解决方法是更换滤片或者逐段检查管路并更换。

4.4 基线产生漂移

检测器未达到稳定状态可使基线产生漂移。电导池或流动池内产生气泡、单向阀、检测池被沾污也会造成基线不平稳。池内气泡可增加出口的反压和向池内注射乙醇或异丙醇除去, 单向阀、检测池被沾污可用酸清洗。

4.5 保留时间缩短或延长

造成原因可能有系统漏液、系统管路内有气泡、分离柱交换容量下降、抑制器被沾污、空气中CO2对淋洗液的影响等。

5 结论

离子色谱仪在流速为1.2 ml/min, 淋洗液KOH浓度为30 mmol/L, 进样体积为50μl, 柱温为30℃条件下, 测定F-、Cl-、SO42-、NO3-一次进样时间只需8 min可完成, 具有操作简单、灵敏度高、准确度高、精密度好、快捷、工作效率高、干扰小的特点, 特别是针对地表水和降水化学成分分析具有一定的优势。

参考文献

[1]赵淑岚, 张健.离子色谱法在职业卫生检测工作中的应用[J].中国职业医学, 2007 (34) :59-60.

[2]朱岩.离子色谱原理及其应用[M].杭州:浙江大学出版社, 2002:133-134.

[3]王立新.离子色谱使用与养护[J].仪器分析, 2007, 4.

离子色谱测定水质 篇5

离子色谱-积分脉冲安培检测法测定大蒜多糖的单糖组成

采用氨基酸分离柱(Amino PAC(R) PA10,2×250 mm),用10.0 mmol/L NaOH溶液作为流动相,以Au为工作电极,Ag/AgCl为参比电极的.脉冲积分安培离子色谱法,分离检测了大蒜多糖水解产生的单糖成分及相对含量.实验结果表明,大蒜多糖中含有半乳糖、葡萄糖、甘露醇和果糖,检出限在0.3～6 μg/L范围,样品加标回收率为95%～112%.该法具有灵敏度高、精密度好、分离效果好和样品不需要衍生处理的优点,适用于各种植物多糖的单糖组成分析.

作 者：李国强 尹平河 赵玲 欧云付 黄雪松 LI Guo-qiang YIN Ping-he ZHAO Ling OU Yun-fu HUANG Xue-song 作者单位：暨南大学,实验技术中心,广东,广州,510632刊 名：分析测试学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF INSTRUMENTAL ANALYSIS年，卷(期)：26(3)分类号：O657.75 O629.1关键词：离子色谱法 大蒜 积分脉冲安培检测 多糖 单糖

离子色谱测定水质 篇6

色谱法是利用混合物中组分在两相间分配系数的差别, 当溶质在两相间作相对移动时, 各组分在两相间进行多次分配, 从而使各组分得到分离。离子色谱法分离原理也是如此, 分离后的组分在淋洗液的带动下经过抑制器, 降低淋洗液的本底电导, 增加被测离子的电导响应值, 再由电导检测器检测并绘出各离子的色谱图, 以保留时间定性, 以峰高峰面积定量, 测出离子含量。

离子色谱属于液相色谱。离子色谱法基于三种分离机理:

(1) 高效离子交换色谱法 (HPIC)

(2) 高效离子排斥色谱 (HPICE)

(3) 流动相离子色谱法 (MPIC)

我们常用的分离方法是高效离子交换色谱法, 在色谱分离过程中, 样品中的离子与流动相中对应离子进行交换, 在一个短的时间, 样品离子会附着在固定相中的固定电荷上。由于样品离子对固定相亲和力的不同, 使得样品中多种组分的分离成为可能。

2 仪器结构

淋洗液输送系统 (淋洗液储罐、淋洗液泵、压力传感器、阻尼器) 。样品进样系统 (自动进样器、进样阀、样品环) 、分离系统 (色谱柱包括保护柱和分离柱) 、抑制电导检测系统 (抑制器装置、电导池) 、数据采集和仪器控制 (色谱工作站)

离子色谱法采用电导检测法进行检测时, 电导检测器测定的是离子型成分。因此, 与其他方法不同, 离子色谱分析采用电导检测时有抑制器。高电导的流动相通过抑制器装置, 降低流动相的背景电导值, 提高被测离子的电导响应值, 从而提高信噪比。我们采用的抑制器是SRS抑制器。

3 离子色谱分析条件的选择

(1) 固定相的选择:测定时要先了解待测化合物的分子结构和性质以及样品的基体情况, 水合能高和疏水性弱的离子最好用高效离子交换法, 水合能低和疏水性强的最好用亲水性强的离子交换柱, 有一定疏水性也有明显水合能p K a在1到7之间的离子最好用高效离子排斥法, 有些离子既可用阴离子交换分离, 也可用阳离子交换分离, 如氨基酸, 生物碱和过渡金属等。阴离子分析柱有碳酸盐选择性阴离子交换柱和氢氧根离子交换柱两大系列。

(2) 淋洗液的选择:1) 淋洗离子的种类、浓度及流速:阴离子色谱的典型淋洗液按洗脱能力由强到弱有碳酸盐、碳酸氢根、氢氧根、硼酸、四硼酸钠, 根据被洗脱离子的保留性强弱加以选择。离子保留性强弱与离子的价态、离子半径、极化度有关, 价态越高, 保留性越强;离子半径越大, 保留性越强;极化度越大, 保留性越强。对同一种淋洗液, 浓度越大, 洗脱能力越强。增加淋洗液的流速可以缩短保留时间, 但要考虑分离度和柱子所能承受的压力。2) 淋洗液的PH值:其值提高, 氢氧根浓度增加, 一般情况被测离子保留时间减小;对于弱酸、多元酸, PH值提高, 电离增加, 保留时间反而增加, 如磷酸根。3) 有机改进剂对保留的影响:缩短保留时间, 对疏水性的离子影响更大;增加样品的溶解度;改善疏水性和极化离子的色谱峰形;清洗被污染的色谱柱。

(3) 抑制器工作模式的选择:抑制器发展经历了树脂填充抑制装置、纤维薄膜抑制器、微膜抑制器 (M M S) 自动再生抑制器 (SRS) 、自动电解再生抑制器 (AES) 五个阶段。淋洗液或溶液中无有机溶剂:S R S (自循环或外加水) 和M M S;有机溶剂小于40%:SRS (外加水) 和MMS;有机溶剂大于40%:MMS;典型的氢氧根淋洗液:AES和SRS

工作中分离柱一旦选定, 其分析条件就确定下来。比如说, 作为新型的煤化工行业, 我们分析水中的阴离子, 选用A S11-HC, 电解产生淋洗液, 其分析条件为:淋洗液为30mmol/L的KOH;淋洗液流速1.2ml/min;抑制器电流90m A。选用AS23柱, 其分析条件为:淋洗液为4.5mmol/L碳酸钠和0.8mmol/L碳酸氢钠, 淋洗液流速1.0ml/min;抑制器电流25m A。

分析水中阳离子, 选用CS12柱, 其分析条件为:淋洗液为20mmol/L的甲基磺酸;淋洗液流速1.0ml/min;抑制器电流59m A。

4 水质分析过程样品预处理

(1) 纯净水中阴离子测定—直接进样。

(2) 自来水/地下水中阴离子的测定—0.45um滤膜过滤后直接进样分析。

(3) 地表水/生活污水中阴离子的测定—离心过滤后, 用C18与0.45u m滤膜过滤后进样分析。

(4) 工业废水—离心过滤后, 用o nGuard H柱与0.45um滤膜过滤后进样分析。

5 仪器维护及注意事项

(1) 更换阴、阳离子系统时, 必须取下保护柱、分析柱和抑制器, 连接全部管路, 冲洗相应的酸和碱溶液。

(2) 切记不能让碱性溶液进入到阳离子保护柱、分析柱和抑制器。不能让酸溶液进入阴离子保护柱、分析柱和抑制器。

(3) 离子色谱仪器最好一周运行一次, 若超过1个月未用, 抑制器必须活化, 取下抑制器后从四个小孔中用高纯水注入10~30m L, 放置30m i n后, 重新连接后再使用, 否则容易损坏抑制器。

(4) 若柱压超过正常值200~300psi, 则有可能管路及柱堵塞, 取下抑制器, 分别依次从保护柱接头开始, 断开各接头, 冲洗管路、柱及检测器进出口, 检查堵塞之处。

(5) 若抑制器漏液, 有可能连接电导检测器进口或出口管堵塞, 使得液体流不出去, 撑破抑制器从而漏液。应立即取下抑制器, 短接管路, 观察电导检测器进口或出口管是否通畅出液, 如果出现堵塞, 应更换和疏通管路。然后再连接抑制器。

(6) 分离柱的保养

a.分离柱的保存

淋洗液正常运行至少10m i n, 若不更换, 正常关机;若更换柱子, 取下的柱子要用死接头堵住保护柱/分离柱的两端, 放好保存。

b.分离柱的清洗

清洗时要让分离柱在保护柱前端, 清洗液流向与分析样品时淋洗液流向一致。这是因为保护柱污染物更多, 如果保护柱在前, 用清洗液清洗后, 有进一步污染分离柱的可能。清洗流速1.0m l/m i n。清洗程序及时间:去离子水15min、清洗液60min、去离子水15min、淋洗液30min。

C.抑制器的清洗

流路:再生液入口和出口短接, 清洗液由淋洗液入口到淋洗液出口、再生液入口、再生液出口。

清洗流速1.0ml/min。

清洗液:金属离子或沉淀

参考文献

[1]陈诚之, 刘玉文。丰达明, 分析实验室[J]1983.2 (5) :42[1]陈诚之, 刘玉文。丰达明, 分析实验室[J]1983.2 (5) :42

离子色谱测定水质 篇7

离子色谱法是高效液相色谱的一个十分重要的分支, 在分析化学领域发挥着重要的作用。该技术不仅具有准确、快速、高效的分析优点, 还具备可以同时对多种离子进行分析的优点, 尤其是它的使用对外界环境不会造成任何污染, 符合可持续发展的战略需求。下面本文将注重探讨离子色谱法在电厂水质分析中的应用方法。

1、离子色谱法测定电厂水质实验研究

1.1 离子色谱法的分离原理

离子色谱法可以分为离子排斥色谱、交换色谱、对色谱等。其中离子排斥色谱法的原理就是离子排斥、离子交换色谱就是进行离子交换, 而离子对色谱的原理就是形成离子对以及离子吸附。在工业中应用最广泛的就是离子交换。在电厂水质分析中, 利用离子色谱法能够对水质中的亲水性阳离子进行分析。在阳离子交换色谱中, 分离柱填充交换功能的基团为磺酸基, 而阴离子交换色谱中填充的是季氨基。样品中的被测离子一旦进入分离柱, 具有交换功能的基的平衡离子就能够和被测离子争夺交换相互的位置, 进而形成离子对, 通过离子键的作用力, 被测离子就会被暂时固定保留, 然后通过淋洗液的淋洗, 被测样品离子就会被分离出来, 进而用于分析。

1.2 实验用品

实验仪器采用的是离子色谱仪是研发自美国的离子色谱仪, 型号是ICS-2000。化学试剂有:优级纯NH4Cl、NaCl、CaCO3以及MgO和KCl试剂, Ca2+、Mg2+、K+、Na+和NH4+标准储备液。通过干燥以后将试剂配置成为每种离子各1000mg/L的标准溶液, 其中, 将CaCO3和MgO用一定量的纯盐酸溶解, 然后定容。使用去离子水将标液逐级稀释, 配置成单离子或者是混合离子的标准工作溶液。模拟电厂使用的试剂水中的电阻率设定为18.3MΩ·m。配置好的标准溶液存储在高密度的聚乙烯溶液瓶中, 将其放置在4度的环境中存放。

1.3 色谱仪使用准备

色谱柱准备:IonPacCGl2A型号的保护柱, 规格为50*2毫米, 分析柱IonPacCSl2A, 规格为250*2毫米;抑制器型号为CSRS300, 电流为15毫安, 形式为自动抑制外接水形式;淋洗液是高纯甲基磺酸溶液, 浓度为20mmol/L;柱箱的温度控制为35度, 进样流速控制为每分钟0.25毫升, 进样的体积是500μL。

2、试验结果和分析

2.1 淋洗液

在实验中选择淋洗液的浓度是和洗脱时间有联系的, 通常为了减少分析时间可以尽量缩短被检测的离子在分离柱中的停留时间, 而为了实现这一目的就可以通过加大淋洗液的浓度。将甲基磺酸的浓度设定在16-23mmol/L, 多次进行试验, 通过试验, 对上述五种离子的分离度以及保留时间进行综合考量, 最后确定了最佳淋洗液浓度为20mmol/L, 一个分析周期为20分钟, 这五种离子的色谱峰能够被有效地分离。

选择淋洗的速度关系到系统的压力以及被检测组分的停留时间, 淋洗速度也对分离的质量有关系。将淋洗速度的实验范围设定为每分钟0.2-0.3毫升, 通过对各组实验结果的分析, 得到当淋洗速度为0.2mL/min, 峰形比较宽, 并且所用的时间比较长, 钙离子色谱峰出现了拖尾现象, 分离效果不理想;当采用0.3mL/min的淋洗速度时, 分离出色谱峰的时间比较断, 但是由于速度过快, 并且铵根离子和钠离子保留差别不大, 因此分离效果不好, 通过综合分析以后, 得到了最佳淋洗速度:0.25mL/min.

2.2 精度实验

在上述色谱条件中, 取标准溶液进行测定, 分离到的色谱结果如下图:

实验过程中进行五次连续进样, 可以发现这五种离子的重现性良好, 离子的峰高、峰面积以及保留时间等的标准偏差值都在百分之二以下, 这证明使用这种方法的精密度是非常高的。

2.3 工作曲线和检出限

使用混合阳离子标准溶液配置出标准工作溶液混合阳离子溶液, 溶液中, 将Mg2+、NH4+、Na+分别配置成为20.0、15.0、10.0、5.0、2.5μg/L的系列, Ca2+、K+分别配置成40.0、30.0、20.0、10.0、5.0μg/L的系列。分别进样分析, 以离子质量浓度对峰面积进行线性回归, 其中铵离子使用的是非线性回归, 以三倍信噪比对检出限进行计算, 各离子的相对标准偏差、标准曲线线性相关系数、方法检出限计算如表2:

按照电厂水汽测定的条件, 例如在测定水中或者氨汽中痕量阳离子以及高含量铵离子, 在对上表中的痕量浓度水平进行测试以后, 对铵离子的标准工作溶液进行测试, 通过该实验能够按照铵离子的含量而增加铵离子标准工作溶液系列, 这时通过点到点回归方式对铵离子的工作曲线进行测定。

2.4 样品检测和回收率实验

对A、B两电厂的锅炉的水汽系统采样, 选取四种水样进行检测, 并且取和这4种水样的浓度比较相近的标液实行加标回收实验。从实验结果中可以得到, 在主蒸汽和给水中均能够测到痕量钠离子和漏氨现象。4种样品中都存在一定量的钠离子、镁离子以及钙离子, 通过氢电导率和阴离子检测方法能够测定到该机组中是否有轻微泄露。在对痕量离子进行分析时应该采用了离子色谱法进行检测, 检测到水质异常。通过加标回收试验, 可以得到水样中的各种阳离子的回收率平均为96.6%-100%之间, 这充分表明了该方法具有很高的准确性, 检测结果可信度高。

3、非抑制性电导检测过渡金属离子

运用离子色谱法能够利用非抑制性电导仪测量化石燃料电厂水质中的过渡金属离子 (铜离子、锌离子、铁离子等) , 并取得良好的检测效果, 使检测限达到ppb级别。这和上文提到的测量痕量阳离子分析方法是相同的, 但是为了保证测量时分析系统具有完整性, 必须使用不含任何金属离子的PEEK管, 并且为了达到良好的选择性, 必须在淋洗时, 将络合剂加入到淋洗液中。经过大量的实验分析, 我们得到, 在淋洗液中加入草酸和MSA能够得到很好的分析效果, 草酸使过渡金属离子的分析得到优化, 而使用MSA能够使碱金属离子和金属分离过程得到优化。

4、结语

从上述的离子色谱分析法实验中我们可以看出, 通过离子色谱法能够对电厂中精处理出水、凝结水、炉水以及蒸汽中的痕量阳离子进行分析和测定。使用该方法对痕量阳离子的测定结果时间短、准确率高、可信度高、重复性好, 因此可以在电厂水质检测中广泛推广使用。

摘要：离子色谱法是高效液相色谱的一个十分重要的分支, 该技术不仅具有准确、快速、高效的分析优点, 还具备可以同时对多种离子进行分析的优点, 尤其是它的使用对外界环境不会造成任何污染。传统的电厂水质分析采用的是将大量样品进行浓缩而进行水质检测, 这种方法浪费了大量的人力和财力, 并且检测结果也不准确。本文主要探讨了采用离子色谱法测定电厂水质中的钠离子、铵根离子、钾离子以及钙离子和镁离子这五种痕量阳离子的测量方法并简要介绍了运用离子色谱法测量过渡金属离子。

关键词：电厂,水质,痕量阳离子,离子色谱法,过渡金属离子

参考文献

[1]彭宁云, 于萍, 罗运柏.离子色谱法在电厂水质分析中的应用研究[J].工业水处理.2011, 01 (11) :9-10

[2]刘丽萍, 薛新望, 吕东华.离子色谱法在水质分析中的应用[J].海峡预防医学杂志.2010, 10 (31) :95-96

离子色谱测定水质 篇8

1材料

1.1主要仪器和设备

DIONEX ICS-2100离子色谱仪;Milli-Q超纯水机;Eppendorf移液器;容量瓶;0.22μm滤膜。

1.2主要试剂

KOH淋洗液;SO42-标准溶液(GBW(E)080266,0.7%,1000μg/m L)、NO3-标准溶液(GBW(E)080264,0.7%,1000μg/m L)、Cl-标准溶液(GSB04-2834-2011,0.7%,1000μg/m L)和F-标准溶液(GBW(E)080549,1%,1000μg/m L)实验用水为超纯水。

2方法

2.1色谱条件

阴离子保护柱:Ion Pac AG19(50mm×4 mm);阴离子分析柱:Ion Pac AG19(250 mm×4 mm);阴离子抑制器:ASRS-ULTRAⅡ型抑制器;抑制器电流:50 m A;淋洗液流速:1.0 m L/min;氢氧化钾浓度:20 mmol/L;检测器:电导检测器;定量环:25μL;柱温:30℃;池温:35℃。

2.2样品前处理

将水样经0.2μm滤膜过滤除去浑浊物质后,直接上机测试。

2.3标准溶液的配制

分别吸取已放置室温的SO42、NO3-、Cl-和F--标准溶液10.0、50.0、100.0、200.0、500.0μL于100 m L容量瓶中,用超纯水定容,摇匀,配制成四种阴离子浓度均为0.1、0.5、1.0、2.0、5.0 mg/L的混合标准使用溶液。

3结果与讨论

3.1标准溶液色谱图

取混合标准溶液,按实验色谱条件进样,色谱图如图1所示。由图1可知,在本实验条件下4种阴离子的检测信号都较强,色谱峰尖锐且峰形对称,且分离效果良好,色谱峰间相互无干扰,测定时间15min,不仅适合水中4种阴离子的检测,还可以大大提高样品测定效率。

3.2标准曲线制作

用超纯水将4种阴离子混合标准储备溶液稀释为标准系列工作溶液,各离子质量浓度为0.1、0.5、1.0、2.0mg/L和5.0 mg/L,按2.1中的色谱条件进行测定,以峰面积(A)为纵坐标,质量浓度(c)为横坐标进行线性拟合,计算得线性方程。结果如表1所示。由表1可知,这4种阴离子标准曲线线性相关系数R2均达到0.9990以上,具有良好的线性范围。

3.3测定低限及精密度实验

使用适宜浓度m的标液连续测量6次,得出峰高平均值H,进空白溶剂测出基线噪声N,根据检测低限的计算公式D=3m N/H,计算出仪器的测定低限,并计算变异系数(变异系数=标准偏差/平均值×100%),结果见表2。由表2可知,各阴离子变异系数较小,检出限均低于国家标准中生活饮用水标准(GB/T 5750.5-2006)检测方法[5]及饮用天然矿泉水标准(GB/T 8538-2008)检验方法[6]的检出限要求,可以满足实验室检测要求。

3.4加标回收实验

以某品牌的天然矿泉水为样品,对其进行加标回收实验,结果见表3。由表3可知,该方法回收率在90%~110%,满足实验室检测要求。

4结论

应用DIONEX ICS-2100离子色谱仪,采用AS19分析柱、电导检测器、KOH淋洗液建立了同时测定水中4种阴离子(SO42-、NO3-、Cl-和F-)的方法。该方法快速、高效、准确、检出限低、重现性好,可以适应水中阴离子的大批量检测,满足目前实验室进行水质批量检测的需求,有较强的实用性。

参考文献

[1]郭占景,苏振军,范尉尉,等.石家庄市农村饮用水中氟化物健康风险评估[J].中国环境监测,2013,29(3):72-73.

[2]郭一凡.浅谈亚硝酸盐的危害[J].微量元素与健康研究,2013,29(6):73-74.

[3]延利军.水中硝酸盐污染现状、危害及脱除技术[J].能源环境保护,2013,27(3):40-41.

[4]李红敏,赵爽,王静.离子色谱法同时测定饮用水中7种无机阴离子[J].农产品加工,2015,384(5):38-40.

[5]中华人民共和国卫生部.生活饮用水标准检验方法无机非金属指标(GB/T 5750.5-2006)[S].北京:中国标准出版社,2006.

离子色谱测定水质 篇9

1 实验部分

1.1 仪器

Dionex ICS-2100离子色谱仪 (美国戴安公司) , EGⅢ淋洗液自动发生器, Ion Pac AS19分析柱 (4 mm*250 mm) , Ion Pac AG19型保护柱 (4 mm*50 mm) , ERS dionex AERS 500 4mm阴离子抑制器。

1.2 试剂

氟离子、氯离子、硫酸根离子、硝酸盐 (氮) 标准溶液GBW (E) 080549、GBW (E) 080268、GBW (E) 080266、BW3058, 浓度均为1000mg·L-1, 中国计量科学研究院;实验用水为超纯水, 电阻率为18.2MΩ·cm。样品进离子色谱仪均经过0.2μm微孔滤膜过滤。

1.3 色谱条件

色谱柱:AS19交换柱 (4×250mm, 美国) , AG19保护柱 (4×50mm, 美国) , 抑制器电流:50 m A;淋洗液:ECGⅢKOH;淋洗液流速:1m L·min-1;进样体积:25μL;柱温:30℃

1.4 实验方法

1.4.1 标准曲线绘制

(1) 氟化物标准中间溶液 (ρ (F-) =10 mg·L-1) :吸取1 m L氟化物标准储备液[ρ (F-) =1000 mg·L-1]于100m L容量瓶中, 用超纯水稀释至刻度。4℃条件下冰箱保存备用。

(2) 硝酸盐标准中间溶液 (ρ (NO3-) =10 mg·L-1) :吸取10 m L氟化物标准储备液[ (ρ (NO3-) =100 mg·L-1) ]于100 m L容量瓶中, 用超纯水稀释至刻度。4℃条件下冰箱保存备用。

(3) 混合阴离子标准溶液:分别吸取10 m L氟化物标准中间液、2m L氯化物标准储备液、15 m L硫酸盐标准储备液、5 m L硝酸盐标准中间溶液于50 m L容量瓶中, 加超纯水至刻度, 得到含F-2 mg·L-1, Cl-200 mg·L-1, NO3--N 10 mg·L-1, SO42-300 mg·L-1。

(4) 混合阴离子标准曲线绘制。分别吸取0.50、1.00、2.00、5.00 m L上述混标于10 m L容量瓶中, 用超纯水定容至刻度。

1.4.2 模拟水样测定

将水样经0.2μm微孔滤膜过滤器过滤。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线绘制

以峰面积 (Y) 对溶液浓度 (X) 进行直线回归处理, 绘制F-、Cl-、NO3--N、SO42-标准曲线, 结果如下图1。

结果表明, F-、Cl-、NO3--N、SO42-质量浓度分别在0.2~2、10~200、0.5~10、15~300 mg·L-1范围内, 均具有良好线性相关性, 相关系数分别为R2=0.9998。

2.2 准确度和精密度分析

采用此方法测定加入体积为1 m L的超纯水加标样品进行批内平行测定, 分别测定样品含量并计算其标准偏差、相对标准偏差 (RSD, n=11) 为0.20%~2.93%, 结果见表3。

2.3 实际水样测定结果及方法的加标回收率

采用本实验方法对某自来水及矿泉水样品进行了检测。为考察方法的可靠性, 对水样进行了加标回收率实验, 得到回收率值均在80%~120%之间, 结果见表4。

3结语

本文建立了一种测定水中F-、Cl-、SO42-、NO3--N的离子色谱方法, 以ECGⅢKOH在线淋洗液, Dionex Ion Pac AS19阴离子交换柱, 等度测量。分别在质量浓度范围内有良好的的线性相关性, 相关系数R2=0.9998以上, 低、中、高加标回收率分别为加标回收率分别在113.8%-115.6%、94.8%-107.0%、80.2%-97.9%、85.9%-104.7%之间, 平均相对标准偏差分别为2.9%、0.61%、0.20%、0.24%, 具有较高的准确度和较好的精密度, 能够满足测定饮用水中的常规阴离子的分析要求, 具有良好的实用价值。

摘要：本文建立了一种测定水中F-、Cl-、SO42-、NO3--N的离子色谱方法。分别在质量浓度范围内有良好的的线性相关性, 相关系数R2=0.9998以上, 低、中、高加标回收率分别为加标回收率分别在113.8%-115.6%、94.8%-107.0%、80.2%-97.9%、85.9%-104.7%之间, 平均相对标准偏差分别为2.9%、0.61%、0.20%、0.24%, 无显著性差异。该测定方法具有较高的准确度和较好的精密度, 可很好的测定饮用水中的常规阴离子。

关键词：ICS-2100,离子色谱法,氟化物,氯化物,硫酸盐,硝酸盐

参考文献

[1]钱立省, 周玉村, 罗俊.新疆农村饮用水中硫酸盐的监测及评价[J].环境与健康, 2008, 24 (4) :363-366.

[2]杨春, 康宏, 马超.新疆主要城市集中引用水源地水质评价[J].干旱环境监测, 2008, 22 (3) :140-148.

[3]田慧琼.离子色谱法在测定水质中的应用研究[J].中国化工贸易, 2014 (1) :255-256.

离子色谱法测定降水中的阳离子 篇10

1 实验部分

1.1 主要仪器及试剂

Dionex-1500型离子色谱仪,附Dionex Ion Pac CS12A(4mm×250mm)分析柱,CG12A保护柱(4mm×50mm),Dionex CSRS 300mm阳离子抑制器,电导检测器(DS6),自动进样器(AS40),Chromeleon工作站,milli-Q超纯水机(超纯水电导率为18.2MΩ·cm-1),0.45μm水性过滤头。

Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+标准储备液为Dionex公司提供的混合标准溶液,浓度分别为200、250、500、250、500mg·L-1。

1.2 色谱条件

柱温:30℃;电导池温度:35℃;抑制器电流:80mA;进样体积:50μL;柱流速:1.00mL·min-1;淋洗液浓度:20mmol·L-1甲基磺酸溶液(自配);电导检测,外标法以峰面积定量。

2 结果与讨论

2.1 校准曲线

配制不同浓度的混合标准溶液,见表1。由峰面积对浓度作校准曲线,得到各组分的校准曲线回归方程,见表2。降水样品的阳离子色谱图见图1,由图中可看出,各种离子的分离效果良好,仅需14min即可完成5种离子的测定。

2.2 样品前处理

所取降水样品经0.45μm微孔滤膜过滤,滤液直接上机分析。

2.3 精密度实验

配制低浓度和高浓度混合标准溶液重复测定6次,测定结果见表3。

2.4 准确度实验

对国家有证物质进行测定,检验本方法的准确度,测定结果见表4。

2.5 加标回收实验

对降水样品进行加标回收实验来确定方法的可靠性,同时客观反映实际样品中复杂的基体效应和化学干扰对测试方法的影响。加标回收实验结果见表5。

3 结论

采用离子色谱法测定降水中的阳离子,各项质量控制指标均符合分析测定要求,测定时间在14min左右,具有快速、简便、准确、分离效果好等特点。如配置阳离子淋洗液发生器,提高离子色谱系统的自动化,可以进一步简化实验步骤,避免手工配制淋洗液所带来的误差,使分析结果更加准确。

参考文献

[1]国家环境保护局.空气和废气监测分析方法(第四版)[M].北京:中国环境科学出版社,2003.

[2]於岳峰.离子色谱法测定降水中的阳离子[J].干旱环境监测,2002,16(1):15-49.