趙翠仙，鄭敏聰，趙煒

(國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司電力科學(xué)研究院，合肥 230601)

為了提高工作效率，國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司電力科學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)室于2012年4月引進(jìn)美國(guó)熱電集團(tuán)離子色譜自動(dòng)進(jìn)樣器(AS–DV)一臺(tái)，配合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有ICS–2000型離子色譜儀使用。在自動(dòng)進(jìn)樣器投入使用3個(gè)多月來，發(fā)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)與往年同期相比偏高，且數(shù)據(jù)平行性較差。

與自動(dòng)進(jìn)樣器安裝之前相比較，裝樣杯是引起數(shù)據(jù)異常的主要原因。為了節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，實(shí)驗(yàn)室對(duì)裝樣杯進(jìn)行循環(huán)使用，裝樣杯的清洗方式對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響顯得至關(guān)重要。筆者探討了自動(dòng)進(jìn)樣器裝樣杯清洗方式對(duì)離子色譜測(cè)試結(jié)果的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

離子色譜儀：ICS–2000型，配有AS11分離柱、Chromeieon6工作站、自動(dòng)進(jìn)樣器、5 mL裝樣杯及密封水帽：賽默飛世爾科技(中國(guó))有限公司；

氯離子標(biāo)準(zhǔn)溶液：中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院；

超純水機(jī)(電阻率18.2 MΩ·cm)。

1.2 色譜條件

淋洗液：25 mol／L KOH溶液；淋洗液來源：ICS–2000，CR–TC；流量：1.00 mL／min；進(jìn)樣體積：500μL；抑制器：ASRS 4 mm；柱溫：30℃。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

在裝樣杯制作過程中，生產(chǎn)廠商可能會(huì)使用酸或堿對(duì)成品或半成品進(jìn)行處理，或者在制備過程中，或者其它原因引起裝樣杯遭受離子污染。如果自動(dòng)進(jìn)樣器的裝樣杯中殘留有與檢測(cè)對(duì)應(yīng)的離子，會(huì)影響離子色譜檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)新裝樣杯處理前后以及不同處理方式進(jìn)行比較，對(duì)用過的裝樣杯(簡(jiǎn)稱舊樣杯)進(jìn)行處理，研究其對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)數(shù)據(jù)主要采用色譜峰面積表示，色譜峰面積與離子含量對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。

離子色譜主要用于火電廠水汽系統(tǒng)中陰離子監(jiān)測(cè)，其檢測(cè)對(duì)象為氯離子和硫酸根離子，這兩種離子普遍存在于人們生活中，例如人們手上會(huì)沾有氯離子和鈉離子等，為保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)操作均戴一次性手套。

表1 不同色譜峰面積對(duì)應(yīng)氯離子和硫酸根離子含量

2 結(jié)果與討論

2.1 新裝樣杯未經(jīng)處理的測(cè)試結(jié)果

隨機(jī)取新裝樣杯6只，用高純水潤(rùn)洗3～5次，裝滿高純水，進(jìn)行離子色譜分析。水帽也進(jìn)行相同操作(下同)。測(cè)試結(jié)果見圖1。

圖1 未經(jīng)任何處理裝樣杯中離子含量

所取的6只樣杯中，除6號(hào)樣杯未檢測(cè)出氯離子外，其它樣杯都檢測(cè)出氯離子和硫酸根離子，其中3號(hào)樣杯中氯離子、硫酸根離子含量最高，氯離子含量為1.89 μg／L，硫酸根離子為2.58 μg／L，這對(duì)日常測(cè)試中陰離子測(cè)定影響較大，適用于mg／L及以上陰離子含量的測(cè)定，如汽包爐爐水中陰離子含量的測(cè)定(參照GB 12145–2008執(zhí)行，亞臨界機(jī)組爐水采用固體堿化劑處理的氯離子控制在500 μg／L以內(nèi)，爐水采用全揮發(fā)處理的要求小于300 μg／L)。

2.2 新裝樣杯經(jīng)超聲波清洗后的測(cè)試結(jié)果

取新裝樣杯6只，裝滿高純水，用超聲波清洗2～3次，每次清洗10 min，每結(jié)束一次清洗需換掉裝樣杯中高純水，清洗后用高純水潤(rùn)洗3～5次，裝高純水進(jìn)行色譜分析，測(cè)試結(jié)果見圖2。

對(duì)裝樣杯進(jìn)行超聲波清洗后，所取6個(gè)裝樣杯中，有一個(gè)未檢出氯離子和硫酸根離子，剩余5個(gè)杯子雖檢出氯離子和硫酸根離子，但含量較低。氯離子含量不大于0.17 μg／L，硫酸根離子含量不大于0.92 μg／L。

圖2 新裝樣杯經(jīng)超聲波清洗，未經(jīng)浸泡時(shí)離子含量

經(jīng)超聲波清洗的裝樣杯可用于含量不低于2μg／L水汽樣中陰離子的測(cè)定，適用于亞臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)陰離子查定。

2.3 經(jīng)超聲波清洗及高純水浸泡24 h后新裝樣杯的測(cè)試結(jié)果

取新裝樣杯用超聲波清洗2～3次，每次清洗10 min，結(jié)束后用高純水浸泡24 h，浸泡過程中應(yīng)避免灰塵等對(duì)裝樣杯的污染。試驗(yàn)前用高純水潤(rùn)洗3～5次，裝高純水進(jìn)行色譜分析，測(cè)試結(jié)果見圖3。

圖3 新裝樣杯經(jīng)超聲波清洗、高純水浸泡后離子含量

經(jīng)超聲波清洗并浸泡24 h后，1，5，6號(hào)裝樣杯中檢測(cè)出微量陰離子，離子含量最大為0.17μg／L，對(duì)超臨界以及超超臨界機(jī)組水汽樣中陰離子監(jiān)測(cè)影響較小。

2.4 舊裝樣杯的測(cè)試結(jié)果

新裝樣杯一經(jīng)使用后稱為舊裝樣杯。將舊裝樣杯拔掉水帽，倒盡殘液后，裝滿高純水超聲波清洗2～3次，每次10 min，高純水浸泡24 h。試驗(yàn)前用高純水潤(rùn)洗3～5次，裝高純水進(jìn)行色譜分析，結(jié)果見圖4。

舊裝樣杯清洗后個(gè)體差異較大，1，6號(hào)裝樣杯離子含量較低，2，3號(hào)裝樣杯離子含量大，其中3號(hào)裝樣杯的離子含量是6號(hào)裝樣杯的4倍。殘留液的吸附以及浸泡時(shí)離子釋放對(duì)舊裝樣杯的清洗有較大影響。

圖4 舊裝樣杯經(jīng)超聲波清洗、高純水浸泡后離子含量

2.5 新、舊裝樣杯對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響

將新裝樣杯以超聲波清洗后再用高純水浸泡24 h，并對(duì)其進(jìn)行編號(hào)，拿測(cè)試水樣潤(rùn)洗3～5次，裝滿測(cè)試水樣，蓋好水帽，進(jìn)行離子色譜分析。分析結(jié)束后立即取出水帽，倒盡殘留液體，以高純水清洗2～3次，然后超聲波清洗2～3次，高純水浸泡24 h，按其編號(hào)裝入相對(duì)應(yīng)的水樣，進(jìn)行離子色譜分析。結(jié)果見圖5、圖6?！靶隆北硎静捎眯卵b樣杯時(shí)的測(cè)試數(shù)據(jù)，“舊”表示采用舊裝樣杯時(shí)的測(cè)試數(shù)據(jù)。本次測(cè)試采用的水樣為某電廠(0723)3#,4#熱力系統(tǒng)水汽樣。

圖5 新舊裝樣杯對(duì)某電廠熱力系統(tǒng)水汽樣(3#)測(cè)試結(jié)果的影響

圖6 新舊裝樣杯對(duì)某電廠熱力系統(tǒng)水汽樣(4#)測(cè)試結(jié)果的影響

從圖5中可以看出，測(cè)試水樣中整體氯離子含量較小，10個(gè)水樣中有7個(gè)采用新舊裝樣杯時(shí)測(cè)試結(jié)果相同。在圖6中，10個(gè)水樣中僅有2個(gè)測(cè)試結(jié)果相同，其余8個(gè)水樣采用新舊裝樣杯對(duì)測(cè)試結(jié)果有一定影響，水樣中硫酸根離子含量整體偏高，容易在測(cè)試過程中吸附于裝樣杯內(nèi)壁，不利于清洗，對(duì)下次測(cè)試結(jié)果有一定的影響。

在對(duì)舊裝樣杯處理時(shí)應(yīng)及時(shí)倒盡殘留液體避免吸附；測(cè)試樣品中離子含量較大時(shí)，應(yīng)對(duì)其隔離處理，并對(duì)其標(biāo)號(hào)，用于同類型離子測(cè)定。

3 結(jié)論與建議

（1）未經(jīng)過任何處理的新裝樣杯可用于汽包爐爐水中陰離子查定。

（2）經(jīng)過超聲波清洗的新裝樣杯可以用于亞臨界及以下機(jī)組熱力系統(tǒng)陰離子查定。

（3）經(jīng)超聲波清洗及高純水浸泡24 h，新裝樣杯適用于超臨界及以上機(jī)組熱力系統(tǒng)陰離子查定。

（4）舊裝樣杯清洗后，可直接用于汽包爐爐水中陰離子查定。

（5）由于硫酸根離子吸附能力較強(qiáng)，裝樣杯循環(huán)使用時(shí)應(yīng)特別注意殘留的硫酸根離子對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。

（6）配置專用超聲波清洗器，對(duì)自動(dòng)進(jìn)樣器裝樣杯以及配套水帽在浸泡前進(jìn)行2～3次超聲波清洗，每次清洗不得少于10 min，注意每次清洗后需及時(shí)更換裝樣杯中高純水。

（7）為了測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，在實(shí)驗(yàn)過程中(如裝樣瓶清洗、裝樣，以及浸泡等)應(yīng)戴一次性手套操作。在浸泡過程中保持容器的潔凈性，容器應(yīng)加蓋密封。

（8）用過的裝樣杯清洗時(shí)要注意：做到及時(shí)清理，避免離子吸附；清洗時(shí)首先將其水帽取出，倒盡殘液，用高純水沖洗2～3次后放入超聲波清洗2～3次，浸泡24 h，抽檢合格后方可使用；清洗時(shí)要分類；所裝樣品離子含量較高時(shí)，應(yīng)將其單獨(dú)處理，避免交叉污染；對(duì)其進(jìn)行編號(hào)，用于同一或者同類型水汽樣的測(cè)定。

（9）如發(fā)現(xiàn)水帽密封不嚴(yán)現(xiàn)象，水帽和裝樣杯均不能循環(huán)利用，應(yīng)直接做廢棄處理。

［1］牟世芬，劉克納，丁曉靜.離子色譜方法及應(yīng)用［M］.2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005: 30.

［2］顧文奎，劉肖，劉京生.離子色譜自動(dòng)進(jìn)樣器塑料小瓶殘留離子的檢測(cè)［J］.環(huán)境與健康雜志2006，23(6): 546–548.