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        淺談離子色譜法在地表水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

        2013-11-07 09:05:58鄒敏
        資源節(jié)約與環(huán)保 2013年3期
        關(guān)鍵詞:色譜儀陰離子無(wú)機(jī)

        鄒敏

        (重慶市大渡口區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站重慶400084)

        近年來(lái)我國(guó)水資源的污染排放是一個(gè)突出的問(wèn)題,據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明,當(dāng)前,每年廢水排放總量高達(dá)620億噸,據(jù)中國(guó)環(huán)保部最新發(fā)布的環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)表明,我國(guó)有將近四分之一的地表水目前仍處于污染狀態(tài),僅有不到二分之一的地表水可以作為飲用水[1]。因此加強(qiáng)對(duì)水質(zhì)的監(jiān)測(cè)非常重要。采用離子色譜法可以有效檢測(cè)地表水中的無(wú)機(jī)陰離子,從而監(jiān)控水的質(zhì)量。這種方法對(duì)監(jiān)控地表水的質(zhì)量以及沿河排污具有重要意義。

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑

        儀器選擇:本次實(shí)驗(yàn)選取了青島普仁儀器公司生產(chǎn)的PIC—8型離子色譜儀,主要有三部分,分別是平流泵、離子色譜主機(jī)以及HW—2000色譜分析工作站,同時(shí)還選取了上海醫(yī)藥玻璃總廠(chǎng)生產(chǎn)的M—50型微孔膜過(guò)濾器[2]。試劑選擇:0.0030moL/LNaHCO3與0.0024moL/LNa2CO3淋洗液,F(xiàn)-、CL-、N、S、N、P-濃度分別為 3mg/L、4mg/L、10mg/L、50mg/L、30mg/L、50mg/L 的混合陰離子標(biāo)準(zhǔn)使用液,CL-的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度自行配制,一般為380 ug/L,F(xiàn)-、N、CL-、S采用混合標(biāo)樣,即符合國(guó)家環(huán)境保護(hù)局標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所的樣品規(guī)定[3]。實(shí)驗(yàn)室用水選用電導(dǎo)率不超過(guò)0.5us/cm的二次去離子水,并且須經(jīng)0.45um的微孔濾膜以及脫水裝置脫氣。

        1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

        標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制(來(lái)源于國(guó)家環(huán)境保護(hù)局標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所):進(jìn)口分析純標(biāo)準(zhǔn)NaOH;Cl-標(biāo)準(zhǔn)溶液 (1000 mg/L),F(xiàn)-標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000 mg/L),N標(biāo)準(zhǔn)溶液 (100 mg/L),N標(biāo)準(zhǔn)溶液 (100 mg/L),P標(biāo)準(zhǔn)溶液(500 mg/L),S標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000 mg/L)[4]。其中溶液全部采用電阻超過(guò)18.2MΩ超純水進(jìn)行配制,過(guò)濾膜選用Autoscience 0.45μm的水系膜。淋洗液的配制:根據(jù)需要,配制一定準(zhǔn)確濃度的淋洗液。標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:直接選用標(biāo)準(zhǔn)離子濃度為1000mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液配制實(shí)驗(yàn)所需濃度。

        1.3 工作條件

        無(wú)機(jī)離子分析柱設(shè)置:流動(dòng)相是0.0030moL/LNaHCO3與0.0024moL/LNa2CO3溶液,流速確定為1.5mL/min,進(jìn)樣量為1mL,抑制器為電滲析抑制器,抑制電流為65mA。

        1.4 分析方法

        1.4.1 樣品的采集和保存

        由于離子色譜法測(cè)定樣品中的上述6種無(wú)機(jī)陰離子不可以添加酸作為保護(hù)劑,因此通常是隨時(shí)采隨時(shí)測(cè),值得注意的是,盛放樣品的容器以密封性好、硬質(zhì)的聚乙烯瓶為最佳選擇。選擇聚乙烯瓶的主要原因是:聚乙烯這種材質(zhì)相對(duì)大部分的水溶液而言,無(wú)明顯的吸附作用與浸析作用,對(duì)樣品的保存極好。本次采集的水樣為觀(guān)音山水庫(kù)。

        1.4.2 樣品的預(yù)處理

        一般來(lái)說(shuō),清澈無(wú)色的地表水可以直接過(guò)濾進(jìn)樣,假如水樣出現(xiàn)顏色或者較渾濁,則須經(jīng)過(guò)離心沉淀和0.45μs濾膜過(guò)濾方可進(jìn)樣。比如:某些特殊的地面水,包括工廠(chǎng)排污口下游的河水、生活垃圾排放下游的河水等,由于受到一定程度的污染,其水樣往往比較渾濁,處理該種水樣則可先用Al(OH)3絮凝沉淀后,再進(jìn)行活性炭吸附脫色,接著用0.22wm微孔濾膜過(guò)濾,最后才施以干凈地表水的處理方法,如此則可進(jìn)樣分析[6]。

        2 結(jié)果分析

        2.1 檢測(cè)無(wú)機(jī)陰離子的方法

        檢測(cè)地表水中6種無(wú)機(jī)陰離子要按規(guī)定的程序進(jìn)行,具體方法為:首先要配制濃度不一樣的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(具體見(jiàn)表1);然后將離子色譜儀切換至陰離子系統(tǒng),啟動(dòng)離子色譜儀,待儀器穩(wěn)定30min之后,再進(jìn)行儀器工作條件的設(shè)置,分別采集每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖,接著在一樣條件的色譜條件下進(jìn)行色譜面積以及保留時(shí)間的測(cè)定,最后根據(jù)峰面積對(duì)離子濃度繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),并在同樣的條件下進(jìn)行樣品含量的測(cè)定[7]。

        表1 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的6種無(wú)機(jī)陰離子濃度(mg/L)

        2.2 色譜條件的選擇

        2.2.1 淋洗液的選擇

        本次實(shí)驗(yàn)選用的是強(qiáng)堿NaOH作為淋洗液。若淋洗液的濃度過(guò)高,會(huì)引起較大背景電導(dǎo);過(guò)低,則會(huì)引起離子洗脫不完全。淋洗液濃度增大時(shí),保留時(shí)間會(huì)相應(yīng)減小,如果濃度太大,則會(huì)出現(xiàn)脫尾峰,分離結(jié)果會(huì)變差。經(jīng)多次改變淋洗液濃度實(shí)驗(yàn)后,確定淋洗液濃度為20mmol/L。

        2.2.2 流速的選擇

        在離子的洗脫過(guò)程中也要謹(jǐn)慎把握淋洗液的流速。若流速過(guò)低,會(huì)使檢出時(shí)間變長(zhǎng);流速過(guò)高,則會(huì)使保留時(shí)間變短。在此實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)流速分別為 1.50,1.30,1.00,0.80,0.60mL/min時(shí),分離效果均較好,而當(dāng)流速升至1.80mL/min時(shí),柱壓則過(guò)大[8]。因此,綜合考慮分離性能及保留時(shí)間兩因素,確定流速為1.00mL/min。

        2.3 樣品測(cè)定及計(jì)算方法

        ①定量法,即多點(diǎn)校準(zhǔn)曲線(xiàn)法;②定性法,即保留時(shí)間性的方法。具體步驟為:吸取50mL的經(jīng)預(yù)處理水樣置于容量瓶中,用淋洗液稀釋至標(biāo)線(xiàn)并搖勻,再吸取1mL稀釋后的水樣注入色譜儀中進(jìn)行檢測(cè)分析,最后用校準(zhǔn)曲線(xiàn)對(duì)定性定量進(jìn)行測(cè)定,用標(biāo)準(zhǔn)公式算出其結(jié)果。

        2.4 方法檢出限及其回歸方程

        把配制好的6種無(wú)機(jī)陰離子混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行逐一進(jìn)樣,其中進(jìn)樣濃度為橫坐標(biāo),色譜峰值為縱坐標(biāo),如此進(jìn)行線(xiàn)性回歸,把空白溶液注入到離子色譜儀,采集即可獲得空白溶液基線(xiàn)的色譜圖[9]。接著根據(jù)3倍信噪比,即S/N=3的方法計(jì)算出各種離子的檢出限。方法的檢出限(進(jìn)樣量為25μL)、回歸方程(也稱(chēng)校準(zhǔn)曲線(xiàn)方程)以及相關(guān)系數(shù)具體見(jiàn)表2。

        離子名稱(chēng)

        回歸方程

        表2 方法的回歸方程、相關(guān)系數(shù)、線(xiàn)性范圍、檢出限

        從表2中看出,方法所得相關(guān)系數(shù)均在20%以?xún)?nèi),檢出限均不超過(guò)0.7mg.L-1。

        2.5 精密度實(shí)驗(yàn)

        在同樣色譜條件下平行測(cè)定3次,方法的精密度用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)表示,結(jié)果得出RSD不超出2.5%,見(jiàn)表3。

        表3 方法的精密度(%)

        從表中可以看出,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于2.5%,證明精密度極高。

        2.6 方法的準(zhǔn)確度

        選取不同水質(zhì)的水樣,先測(cè)出其基礎(chǔ)值,再添加規(guī)定濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液及其樣品予以相同處理,重復(fù)進(jìn)行6次測(cè)定,再加入不同樣品的平均濃度進(jìn)行回收率計(jì)算。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,6種無(wú)機(jī)陰離子的回收率全在90%至110%的范圍內(nèi),由此確定,準(zhǔn)確性較高,加標(biāo)回收率情況見(jiàn)表4。

        表4 飲用水中6種無(wú)機(jī)陰離子加標(biāo)回收率情況

        2.7實(shí)際樣品的測(cè)定

        按照文中所講的樣品預(yù)處理以及色譜條件進(jìn)行樣品分析,最后測(cè)定結(jié)果顯示實(shí)際樣品中有部分未能測(cè)出,實(shí)際樣品測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5。

        表5 實(shí)際樣品測(cè)定結(jié)果情況

        3 結(jié)論

        [1]張青春.離子色譜法在地表水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].化學(xué)工程與裝備,2010,30(11):168-170.

        [2]李文娟,陳井影,王志暢.離子色譜法測(cè)定地表水中六種無(wú)機(jī)陰離子[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,33(03):289-289.

        [3]翟家驥.離子色譜技術(shù)在污水監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)[J].化學(xué)分析計(jì)量,2010,19(1):87-90.

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