硫酸铝氟离子（共4篇）
硫酸铝氟离子 篇1
氟是人体必需的微量元素之一, 饮水中适量的氟 (0.5～1.0 mg/L) 是维持骨骼和牙齿发育必不可少的[1]。然而, 长期饮用含氟量高于1.5 mg/L的高氟水会对人体有负面影响[2]。饮用水型地方性氟中毒在我国除了上海和海南以外的其他省、市、自治区 (香港和澳门除外) 均有不同程度的发生, 是我国分布最广的地方病, 其分布与高氟水的分布是一致的。目前, 全国约有7 700万人仍在饮用高氟水, 主要分布在西北、东北等的边远地区和农村地区, 其中饮用水氟含量最高可达18.8 mg/L[3]。根据国务院批准的《全国农村饮用水安全工程“十一五”规划》, 在“十一五”期间, 全国要重点解决1.6亿农村人口饮用高氟、高砷、苦咸、污染及微生物病害的饮用水安全问题, 以及部分地区的严重缺水问题[4]。因此, 研究高氟饮用水除氟方法具有重要意义。
聚合硫酸铁 (PFS) 是一种新型无机高分子絮凝净水剂, 有极强的混凝能力, 沉淀速度快, 适用pH范围广, 腐蚀性小, 净水效果好;同时投药量少, 费用低, 处理后水质优良, 无毒, 不产生铝污染, 故具有良好的发展前景[5,6]。
本文选用聚合硫酸铁作为净水剂, 对高氟水进行除氟试验, 研究聚合硫酸铁除氟的作用特征, 探讨了pH值、聚合硫酸铁投加量、氟离子初始浓度对除氟效果的影响。
1 材料和方法
1.1 试验药品
氟化钠 (NaF) (分析纯) , 氢氧化钠 (NaOH) (分析纯) , 盐酸 (HCl) (优级纯) , 去离子水, 聚合硫酸铁 ([Fe2 (OH) n (SO4) 3-n/2]m) 。
1.2 仪器设备
DX-120阴离子色谱仪 (美国DIONEX戴安公司) , HY-4调速多用振荡仪, PHS-3C型酸度计, 电子天平, 电热鼓风干燥箱, 0.45μm孔径的滤膜, 注射器。
1.3 试验方法
试验用高氟水由氟化钠和去离子水配置而成。
用500 mg/L氟离子标准液配制不同浓度的氟离子溶液, 在溶液中加入一定量的聚合硫酸铁, 调节溶液pH值后移入带盖塑料瓶中, 中速振荡30 min, 静置2 h后取上清液用0.45 μm孔径的滤膜过滤, 稀释适当倍数, 用DX-120阴离子色谱仪进行检测, 得出溶液中氟离子残余浓度, 并计算除氟率, 分析试验结果。
2 结果与分析
2.1 pH值对除氟效果的影响
按氟离子初始浓度Co=10 mg/L和Co=20 mg/L配制两组各10个样品, 按照2 g/L的量投加聚合硫酸铁, 每组样品分别调节pH值为:4.0, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 9.0, 10.0。将两组样品中速振荡30 min, 静置2 h, 上清液用0.45 μm孔径的滤膜过滤, 检测氟离子残余含量Ce, 计算氟离子去除率η, 结果如图1所示。
由以上结果可知, pH值对于聚合硫酸铁的除氟效果的影响很大, 从处理后氟离子的除氟率来说, 最佳的pH值范围为5.5～6.5, 在此范围内除氟的效果变化不大, 其中以pH=6时除氟的效果最好。在此范围之外, 不管pH值是降低还是升高, 氟的去除率都会降低。
当pH值偏低时, 聚合硫酸铁难以进行水解-络合-沉淀反应, 絮凝反应不完全, 絮体不明显, 絮体较少, 且呈胶状而难以沉淀, 这样就降低了在絮体形成过程中卷扫水中的氟离子的量和絮体形成后对氟离子的物理吸附、化学吸附和交换吸附量, 从而导致氟的去除率降低。此外, pH值较低时, 水中氟离子含量减少, 而以HF形式存在, 由于HF不带电, 因而不能通过静电引力被絮凝胶体所吸附, 也使得氟的去除率有所降低。
随着pH值得升高, 水解-聚合反应逐渐完全, 絮体逐渐增多, 水中高凝聚力的高正价多核络合离子如[Fe (H2O) 6]3+、[Fe2 (H2O) 8 (OH) 2]4+、[Fe3 (H2O) 5 (OH) 4]5+逐渐增多, 这些带高价正电荷的多核络合离子对氟离子有强烈的吸引力, 在吸引氟离子的同时, 正离子本身电荷被中和, 进一步结合成大的絮团, 从而达到除氟的效果。由于絮体的增多, 这些絮体有较大的比表面积, 对氟离子有较大的吸附作用, 同时达到除氟的目的。
但当pH值偏高时, 可以看出去除率急剧降低, 这是由于随着pH值得进一步升高, 水中的高凝聚力的高正价和多核络合离子如[Fe (H2O) 6]3+、[Fe2 (H2O) 8 (OH) 2]4+、[Fe3 (H2O) 5 (OH) 4]5+的量则相应减少, 而最终形成Fe (OH) 3沉淀, 从而减少了对氟离子的静电吸引以及产生的吸附、架桥交联等作用。而且随着pH值的增大, 絮体表面积减小, 絮体表面的正电荷减少, 絮体对于氟离子的吸附减少。同时溶液中的OH-浓度增大, 与氟离子发生竞争吸附, 也会造成氟的吸附减少, 去除率降低。
2.2 聚合硫酸铁投加量对除氟效果的影响
按氟离子初始浓度Co=10 mg/L和Co=20 mg/L配制两组各10个样品, 每组样品聚合硫酸铁的投加量分别为:0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0 g/L, pH值都调至6, 将两组样品中速振荡30 min, 静置2 h, 上清液用0.45 μm孔径的滤膜过滤, 检测氟含量Ce, 计算氟离子去除率η, 结果如图2所示。
由以上结果可以看出, 当氟离子初始浓度Co一定时, 聚合硫酸铁的投加量增加, 处理后氟离子残余浓度Ce降低, 除氟率η升高, 但是单位聚合硫酸铁除氟量减小。当聚铁的投加量较小时, 投加量增大, 除氟率η急剧增大, 但随着投加量的增大, 除氟率η的增大速率在逐渐减小。
当氟离子初始浓度Co=10.0 mg/L时, 当投加量达到3 g/L后, 去除率就变化不大, 这时为较适宜的投加量。即使增大投加量, 对于除氟的贡献也不大。而当Co=20.0 mg/L时, 投加量达到2 g/L时, 去除率的的增长速度就突然减小, 虽然随投加量的增大, 去除率有所增加, 但变化不大。
2.3 絮体吸附与絮凝沉淀对比
配置4组样品。两组样品为絮体吸附试验样品, 每组样品氟离子初始浓度Co分别为5.0、10.0、15.0、20.0 mg/L, 并投加预先制备的聚合硫酸铁絮体, 两组投放量分别为相当于1.0 g/L和2.0 g/L的聚合硫酸铁。两组样品为絮凝沉淀试验样品, 每组样品氟离子初始浓度Co分别为5.0、10.0、15.0、20.0 mg/L, 两组样品各按1.0 g/L和2.0 g/L投加聚合硫酸铁。pH值都调至6, 中速振荡30 min, 静置2 h, 上清液用0.45 μm孔径的滤膜过滤, 检测氟含量Ce, 计算氟离子去除率η, 结果如图3和图4所示。
由以上结果可知:聚铁本身形成的絮体吸附除氟与絮凝沉淀除氟的效果趋势相似, 但是, 当聚铁的投加量相同、氟离子初始浓度Co相同时, 絮体吸附除氟残余氟离子浓度Ce要大于沉淀除氟时的Ce, 即絮体吸附除氟的效果要差于絮凝沉淀。这表明, 絮凝沉淀过程中除絮体的物理化学吸附和交换吸附和外, 尚有其他作用机理 (包括在聚合硫酸铁絮凝形成絮体的过程中, 大量高凝聚力的高正价和多核络合离子如[Fe (H2O) 6]3+、[Fe2 (H2O) 8 (OH) 2]4+、[Fe3 (H2O) 5 (OH) 4]5+等对F-的静电吸引, 以及带高价正电荷的多核络合离子在形成絮体的过程中的吸附架桥和沉淀网捕作用) 。
但是, 从结果中也可以发现, 絮体吸附与絮凝沉淀除氟的效果的差别并不大, 相同初始氟离子浓度, 相同的投加量时, 絮体吸附除氟率是絮凝沉淀除氟率的88.6%～98.5%。这表明, 絮体的吸附是絮凝沉淀除氟的主要作用方式。
絮体吸附除氟效果差于絮凝沉淀除氟的原因可以归纳为:①絮凝沉淀除氟过程中, 除絮体的吸附外, 还有其他的作用机理, 如:网捕, 架桥交联, 卷扫作用等;②絮凝沉淀时形成的絮体表面积比起预先制备的絮体要大得多, 对于氟离子的吸附量更大。预先形成的絮体对氟离子的吸附去除实际上包含了物理吸附、化学吸附和交换吸附等多种机理。
2.4 初始氟离子浓度对除氟效果的影响
配置氟离子初始浓度Co分别为2.5、5.0、7.5、10.0、12.5、15.0、17.5、20.0、22.5、25.0、27.5、30.0 mg/L的一组样品, 按照2 g/L的量投加聚合硫酸铁, pH值都调至6, 中速振荡30 min, 静置2 h, 上清液用0.45 μm孔径的滤膜过滤, 检测氟含量Ce。结果如表1所示。可以看出, 水中氟离子初始浓度越高, 平衡时吸附量 (单位聚合硫酸铁除氟量) 越大, 且呈一定的线性关系。
3 结 语
(1) 聚合硫酸铁除氟效果与pH值密切相关, 在pH值为5.5～6.5的微酸条件下除氟的效果最佳, pH值增大或减小都会使氟的去除率降低。
(2) 氟的去除率η随聚合硫酸铁的投加量增加而升高, 单位除氟量qe随聚铁的投加量增加而减小。当聚铁投加量较小时, 去除率随着投加量的增加而急剧升高, 但当投加量超过某一数值后, 去除率基本保持不变。
(3) 絮体吸附与絮凝沉淀除氟的效果的差别并不大, 说明絮体吸附是絮凝沉淀除氟主要的作用机理。絮体吸附除氟的效果略差于絮凝沉淀的除氟效果, 絮凝沉淀除氟过程除絮体吸附外, 尚有其他作用机理 (如絮体形成过程中的网捕, 架桥交联, 卷扫作用) 。
(4) 聚合硫酸铁除氟量与水中氟离子初始浓度呈正比。
摘要：地方性氟中毒是我国分布最广的地方病, 尤其在依赖地下水为饮用水的农村地区较为常见, 全国约有7700万人仍在饮用高氟水, 健康受到严重威胁。通过絮凝沉淀除氟、絮体吸附除氟等试验考察了聚合硫酸铁除氟的作用特征, 研究了pH值、聚合硫酸铁投加量、氟离子初始浓度等因素对于除氟效果的影响。结果表明, 聚合硫酸铁除氟效果与pH值密切相关, 在pH为5.56.5条件下除氟效果最佳;氟离子去除率随聚合硫酸铁投加量的增加而升高, 单位除氟量随聚铁的投加量增加而减小;聚合硫酸铁投加量一定时, 除氟量与氟离子初始浓度呈正比;絮体吸附除氟效果为絮凝沉淀的88.6%98.5%, 絮体的吸附为聚合硫酸铁除氟的主要作用机理。
关键词：聚合硫酸铁 (PFS) ,氟,饮用水
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硫酸铝氟离子 篇2
目前检测氟的主要方法包括离子选择电极法、比色法、分光光度法、液相色谱法、气相色谱法、离子色谱法等[3,4,5,6,7,8,9,10,11],而离子色谱法作为目前最常见的阴离子检测手段,广泛应用于各个检测领域中氟含量的测定。由于茶叶的基体比较复杂,常见的阴离子如:氯离子、硫酸盐、硝酸盐由于分子量大,一般在色谱柱上保留时间比较长,且干扰比较少,所以比较容易测定。而测定其中痕量氟离子一直是困扰色谱检测工作者的难题,因为茶叶中含有大量的有机酸,在进行色谱分离时它们干扰氟离子的测定。所以要测定样品中的阴离子必须先解决氟离子的测定。
微波消解技术是一种高效、节能的新技术,为样品预处理方法带来许多新的发展机遇,具有很强的发展潜力和广阔的发展前景。它具有样品分析的快速和准确,准确度和精密度高。传统的熔融、干法灰化和湿法灰化等样品预处理方法已经不能很好的适应这一要求,经典的样品溶解方法越来越受到新方法,新仪器的挑战,微波消解技术就应运而生。本文通过对茶叶不同前处理方法——碱熔法、微波消解法和水溶解法的比较,确定微波消解的仪器条件,并确定该方法的色谱条件。
1 实验部分
1.1 仪器设备与试剂
ICS-2000离子色谱仪:带有淋洗液自动发生装置,带Chromeleon 6.8中文版色谱工作站,ASRS-ULTRAⅡ抑制器,电导检测器,美国戴安公司;VWD3100紫外检测器:带有PEEK检测池美国戴安公司;0.45μm滤膜,美国;OnGuard RP柱,美国戴安公司;OnGuard Ag/H柱,美国戴安公司;电子天平:感量0.001g德国;高速离心机:3K15,德国;超声波振荡器:KQ-250E,中国;BERGHOF MWS-3+微波消解仪带DAP60/80消化罐,德国;马弗炉SX8,中国。
甲醇:色谱纯,美国;乙腈:色谱纯,美国;纯水机:MilliPORE,美国;NaOH:分析纯,北京化学试剂厂;双氧水(30%):分析纯,北京化学试剂厂;盐酸:分析纯,北京化学试剂厂;水中氟离子标准储备液(1000 mg/L):国家标准物质中心。
1.2 样品前处理方法
1.2.1 碱熔法[12]
称取0.20～0.50 g茶叶于镍坩埚中,加约1.00 g氢氧化钠固体,使其均匀覆盖于样品表面,在200℃炭化1h,后移入500℃马弗炉灰化4h后,取出放冷。向坩埚中加10 mL二次水溶解试样,将此溶液转移至200 mL容量瓶中,用二次水多次洗涤坩埚,并入容量瓶中定容至刻度,静置后取上清液10 mL过0.45μm微孔过滤膜、OnGuard RP柱和OnGuard Ag/H柱,弃去前6 mL滤液,收集后4 mL进行离子色谱测定。
1.2.2 微波消解法
称取0.10～0.15 g茶叶于DAP60/80消化罐中,加5 mL双氧水按表1程序运行,使样品在双氧水的作用下消解茶叶中的有机物,消解完毕,冷至室温,再加入5 mL双氧水并用同样的运行程序将样品进行第二次消解,冷却至室温后,用二次水定容至25 mL进行离子色谱测定。茶叶样品微波消解程序(见表1)。
1.2.3 去离子水提取
称取1.00g的茶叶样品置于100mL三角瓶中,加入100mL去离子水,在75℃水中超声15min,静置后取上清液10mL过0.45μm微孔过滤膜和OnGuard RP柱,弃去前6mL滤液,收集后4 mL进行离子色谱测定。
2 实验条件的选择
2.1 前处理方法及色谱柱的选择
本实验对3种前处理方法及常用的IonPac AS11-HC分析柱、IonPac AS15及IonPac AS18分析柱进行比较。
碱熔后的样品含有大约0.25 mol/L氢氧化钠,不能直接进入IC分析。一方面是溶液中溶解固体的浓度很高,另一方面高浓度氢氧化钠将起淋洗液的作用,使色谱峰的保留时间发生改变。高浓度的氢氧化钠会使水负峰变成一个巨大的正峰,而且大的色谱峰将掩盖待测离子的色谱峰。由于IonPac AS11-HC氟离子保留时间和巨大正峰的出峰时间很近,掩盖氟离子的色谱峰。使用IonPac AS15及IonPac AS18分析柱也存在相同的问题。这种情况在不使用特殊处理方法时是无法消除的。本实验采用戴安OnGuard Ag/H柱来中和过量的氢氧化钠,同时除去样品中的氯离子。因为碱熔法样品空白值高、重现性不好,所以不采用。图1为碱熔时实际样品色谱图。
去离子水提取茶叶中的氟离子,使用IonPac AS11-HC分析时,采用相同的梯度条件,氟离子与水负峰的出峰时间很近,有可能定量不准。IonPac AS15能将氟离子和小分子有机酸分离开,由于开始KOH浓度不高,氟离子出峰时间较晚,这时茶叶中的基体对氟离子干扰很小,但是峰形比较宽,基线不平滑,不好定量。图2为茶叶去离子水提取色谱图。使用IonPac AS18色谱柱对氟离子的保留相对较强,能很好的将氟离子和水负峰分开。但是去离子水提取时,样品有颜色,对色谱柱影响较大,容易毁坏柱子。故本试验不考虑去离子水提取。
在理论上微波消解时3种色谱柱均可使用,但IonPac AS18色谱柱在设计上的静态容量为285ueq/column,动态容量大约为95 ueq/column,比IonPac AS 11-HC和IonPac AS 15容量大,所以在检测茶叶样品(有机酸含量较高)时,就显示出柱容量高的优势,不会造成过载,另外对氟离子的保留相对较强,能很好的将氟离子和水负峰分开。
综合以上分析,本方法的色谱条件:色谱柱:阴离子分析柱Dionex IonPac AS 18和阴离子保护柱IonPac AG 18;ASRS ULIRAⅡ阴离子抑制器,抑制电流为130 mA;淋洗液流速为1.00 mL/min,柱温30℃;进样体积25μL;流动相为KOH梯度淋洗。表2为KOH梯度淋洗程序。图3为该梯度条件下氟离子标准溶液溶液色谱图。
2.2 微波消解前处理选择
因为使用离子色谱法测定阴离子,所以常规加酸的消解方法不能用。而双氧水在微波消解时分解产生的高能态活性氧对有机物质的破坏特别有利,可以加入双氧水进行样品的消化。本实验采用BERGHOF MWS-3+微波消解仪对样品进行消解。图4为该条件下微波消解时平行样品色谱图。由图4可知:微波消解样品重现性好,样品干扰少。同时双氧水的氧化能力随介质的酸度增加而增加[11],所以还可用双氧水加0.10 mL盐酸消解样品,过OnGuard Ag/H柱除去氯离子,采用该方法只需微波消解一次,测定结果与不加盐酸结果相近。在采用该方法时双氧水不要超过7.00 mL,否则可能损坏设备。图5为微波消解与微波消解加盐酸0.10mL色谱图比较。
3 结果与讨论
3.1 线性、重现性和检出限
配制氟离子质量浓度为0.05mg/L、0.10mg/L、0.30mg/L、0.60mg/L、1.00mg/L的系列标准品溶液制作标准曲线,以标准品质量浓度作为横坐标(X),以峰面积作为纵坐标(Y),得标准曲线线性系数为0.9996。在0.05～1.0 mg/L范围内标准品质量浓度与峰面积均具有良好的线性关系,线性方程为Y=0.6349 X-0.0244。对处理后的样品连续7次进样,氟离子重复性好,其保留时间、测定值的相对标准偏差分别为:2.44%、3.72%。将标准品溶液稀释进样,以信噪比为3 (S/N=3)计算,氟离子电导检测的检出限为3μg/L,按1.3中样品处理方法,茶叶中氟离子最低检出限为0.30 mg/kg。
3.2 回收率实验
对同一茶叶样品(GBW10016),微波消解处理,3种不同水平加标,3次平行测定。测定茶叶中氟离子的回收率,所有测定结果取平均值(见表3)。
4 结论
碱熔法测定氟离子和标准物质参考值相符,但空白值高,而且高浓度的碱在水负峰位置出现一个巨大正峰,从而使氟离子定量变得困难。同时该法样品消耗量大,样品重现性不好。
去离子水提取时,提取时间长、提取效率比较低、费时费力,并且样品有颜色,对色谱柱影响较大,容易毁坏柱子。
采用微波消解法有快速、溶剂用量少、节省能源、易于实现自动化,空白值低、实验结果稳定性好等优点、用该法氟离子测定值与标准物质标准值相符,精密度和准确度实验结果均较好。
经过比较得出:微波消解处理样品具有空白值低、试剂使用量少、操作简便、安全、省时省力、灵敏度高、检测限低。微波消解-离子色谱法测适合于测定茶叶中痕量氟离子。
摘要：通过微波消解法、碱熔法和去离子水提取3种前处理方法相比较,确定微波消解的前处理条件;并对色谱柱条件进行优化,建立微波消解-离子色谱检测茶叶中的痕量氟的方法。本方法最低检出限为0.30mg/kg,线性系数为0.9996,测定值相对标准偏差为3.72％,回收率范围为80％～110％。该法与碱熔法和去离子水提取法相比具有空白值低、操作简便、准确性好、灵敏度高、检测限低等优点。
关键词：微波消解-离子色谱法,茶叶,氟离子,碱熔法,去离子水提取
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硫酸铝氟离子 篇3
1测量方法
按照中华人民共和国国家标准GB/T 5750.5-2006 (3.2离子色谱法) [2]操作。
1.1氟标准系列溶液配制
水中氟标准 (上海计量测试技术研究院) :SBO 20101批号2008.01, 1.000g/L (k=2, ρ=95%) 。稀释液:自制超纯水, 电阻率为18.0MΨ/cm。见表1。
1.2测定仪器
IS0-90离子色谱仪带自动进样器
1.3仪器操作条件
色谱柱:IonPacASll-HC型阴离子分离柱 (4mm×250mm) ;预柱:IonPacAGll-HC型保护柱 (4mm×50mm) ;淋洗液:0.48g/L碳酸钠;流速:1.0ml/min;进样量:50μl。
2数学模型
2.1标准系列溶液浓度 (μg/ml) =
2.2标准曲线y=bx+a
2.3样液浓度
3分析不确定度的来源及方差合成
式中:urel (1) —标准溶液配制产生的相对不确定度;urel (2) —工作曲线拟合产生的相对不确定度;urel (3) —样品重复性测定产生的相对不确定度;urel (4) —样品定容时产生的相对不确定度。
4不确定度分量评定[3]
4.1标准溶液配制引起的相对不确定度
4.1.1氟标准溶液, 由国家标准物质中心提供, 证书给出的相对不确定度为1%, k=2。
则
则5ml吸管合成体积标准不确定度
4.1.3 10ml移液管MPE为±0.02,
重复测量10次的不确定度U2=0.005ml
温度:设温度范围为 (20±5) ℃, 设为均匀分布, 查手册水的膨胀系数是2.1×10-4ml/℃。
则水的温差效应引入的标准不确定度
则10ml移液管合成体积标准不确定度
4.1.4 100ml容量瓶的允许误差为±0.10ml, 故
重复测量10次的不确定度U2=0.07ml
温度:设温度范围为 (20±5) ℃, 设为均匀分布, 查手册水的膨胀系数是2.1×10-4ml/℃。
则水的温差效应引入的标准不确定度
100ml容量瓶的合成标准不确定度
则氟标准溶液配制引起的相对不确定度:
4.2工作曲线拟合产生的不确定分量Urel (2) 的评定用离子色谱法对标准溶液系列测定的数据结果见表2。
由表中数据进行数据拟合得如下直线方程
4.3样品重复性测定产生的相对不确定分量urel (3) 的评定见表3。
n=6, x=0.890mg/L, s=0.019, urel (3) =s/x=0.019/0.890=0.021
4.4样品定容引起的不确定度的评定
4.4.1使用编号128 10mlA级单标线吸管, 允许差MPE=±0.020ml, 按均匀分布评定:u1 (V10) =0.020/3=0.012ml
4.4.2重复性试验, 按统计数据得u2 (V10) =s (x) =0.004ml
4.4.3液温变化带入的不确定度;实验时液温 (20±s) ℃, 设为均匀分布, 查手册水的膨胀系数是2.1×104ml/℃
则水的温差效应引入的标准不确定度
4.4.7样品定容引起的合成不确定度
5相对不确定度分量
不同来源相对不确定度的合成相对不确定度见表4。
合成相对不确定度:urel=u2rel (1) +u2rel (2) +u2rel (3) +u2rel (4) =0.042
6扩展不确定度计算
扩展相对不确定度:Urel=0.042×2=8.4% (k=2)
扩展不确定度:U=0.890mg/L×8.4%=0.075 (k=2)
7报告
水中氟的含量:C= (0.890±0.075) mg/l (k=2)
8结果讨论
由上述分析 (表4) 可知, 离子色谱法测定的误差影响最主要的是标准曲线的拟合及样品的重复性。故通常在实验中要注意仪器的灵敏度, 且离子色谱分析的速度较慢, 通常情况下, 样品测量时采用标准曲线校正法, 测量溶液的浓度应在标准曲线的线性范围内。所以实验室要取得准确的检测结果, 则要注意每个检测环节, 减少测量误差, 确保监测结果的的准确, 提供技术保障。
参考文献
[1]倪育才.实用测量不确定度评定.2版.北京:中国计量出版社, 2008.
[2]GB/T5750.5-2006.生活饮用水标准检验方法无机非金属指标.
离子色谱法测定地下水中的氟离子 篇4
关键词：离子色谱,F-,地下水
氟广泛存在于自然水体中, 人体各组织中都含有氟, 但主要积聚在牙齿和骨筋中。适当的氟是人体所必需的, 过量的氟对人体有危害, 氟化钠对人的致死量为6~12g, 饮用水含2.4~5mg/L升则可出现氟骨症, 我国规定饮用水中氟浓度小于1.0mg/L, 适宜浓度为2.4~5mg/L, 我市大部分地区以地下水作为饮用水, 加强对其中含有的氟离子进行监测是非常必要的。
氟化物的测定方法有氟试剂比色法、茜素磺酸锆目视比色法和离子选择电极法、离子色谱法等。各种分析方法各有其优势, 比较而言, 离子色谱法测定灵敏度更高, 测定误差更小, 目前环境监测机构多采用此法。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
CIC 200离子色谱仪;0.45um滤膜过滤装置;自动进样器;KQ-50B超声仪;
Na CI、KCI、Na2C03、Ca C03 (均为优级纯) ;试剂用水为18.2MΩ二次去离子水。
1.2 色谱条件
NJ-SA-4A阴离子分离柱 (250mm×4.6mm, 柱温33℃) ;流动相为0.4mmol.l-1草酸 (流速1.0ml.min-) ;HT300A自动进样器;电导检测器 (检测池温度40℃) 。
1.3 样品处理方法
水样采集后立即置于聚乙烯瓶中, 于4℃下避光密闭保存, 尽快分析测定。由于地下水中含有一部分有机物及重金属离子, 这些物质通过色谱柱以后会对柱子造成很大的损害, 所以需要对水样进行前处理, 除去绝大部分的有机物及重金属离子, 然后经过0.45微米水系滤膜过滤后方可进样。
2 结果与讨论
2.1 色谱条件的选择优化
本方法的主要目的就是检测地下水中氟离子的含量, 我们选择武汉天虹公司为测定水中的阴离子专门开发的低容量薄壳型离子交换树脂, 在高压下填充制成, 色谱柱型号NJ-SA-4A, 实验表明NJ-SA-4A色谱柱对氟阴离子有很好的分离性能。
注:0.35mmol.l-1 Na2C03+0.05mmol.l-1Na HC03淋洗液体系, 流速1.5ml.min-1
通过选择比较不同的淋洗液体系, 发现Na2C03+Na HC03淋洗液体系能够很好的分离氟离子, 不会出现峰拖尾, 鬼峰以及其他峰不完全分离的情况, 经过不同的浓度选择, 本方法选择0.35mmol.l-1 Na2C03+0.05mmol.l-1Na HC03淋洗液作为分离体系, F-离子在4分钟内完全出峰 (图1) 。
2.2 方法的精密度、线性关系和检出限
配制浓度为0.1、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0 mg/L的氟化物标准溶液, 每个浓度测定6次峰面积响应值, RSD在0.96%~1.79%之间.分别测定不同浓度的氟化物标准溶液的吸光度值, 氟化物浓度在0.1~6 mg/L范围内与峰面积值呈良好线性关系, 线性回归方程为ΔS=1.07×10-4C+0.344, 相关系数为0.9998, 方法检出限为0.03mg/L.
2.3 实际样品测定
我们对某地下水样进行了监测, 测定其中含有的F-离子, 见表1。
方法的相对标准偏差为 (RSD) 在2.3%~4.1%之间, 同时做回收率实验, 加标回收率为97.6%~101.3%。
3 小结
通过对实际水样的测定, 本方法可以同时进样快速、准确地测定地下水中不同浓度范围的F-阴离子, 操作简便可满足饮用水安全保障预警体系中对水质预警性检测的要求。
【参考文献】