摘 要:測(cè)定氟化物、氯化物、硝酸鹽和硫酸鹽在水中的含量時(shí),離子色譜法與傳統(tǒng)的檢驗(yàn)方法相比較,離子色譜法的選擇性較好,并且能夠?qū)Χ喾N離子進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)。離子色譜法是在對(duì)水樣采取過(guò)濾處理的前提下,利用離子色譜儀對(duì)各種離子進(jìn)行測(cè)定,靈敏度高,檢測(cè)方法簡(jiǎn)單,檢出限低,并且檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度高。
關(guān)鍵詞:地表水 氟化物測(cè)定 離子色譜法
氟(F)是人體必須的微量元素之一,缺氟易患齲齒病,飲水中含氟的適宜濃度為0.5-1.0mg/L(F-),當(dāng)長(zhǎng)期飲用含氟高于1.0-1.5mg/L的水時(shí),則易患斑齒病,若飲水中含氟量大于4mg/L時(shí),可導(dǎo)致氟骨病。地下水經(jīng)常直接作為飲用水,所以測(cè)定地下水、井水中的氟化物,并判斷其是否適合飲用,尤為重要。用離子色譜法測(cè)定地下水中的氟化物具有快速方便、樣品量少、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)。
1離子色譜法的實(shí)驗(yàn)原理
離子色譜法的實(shí)驗(yàn)原理是待測(cè)水樣中的陰離子隨著淋洗液進(jìn)入到準(zhǔn)備好的離子交換系統(tǒng)(離子交換系統(tǒng)由分離柱以及保護(hù)柱兩部分組成)中,然后根據(jù)各種陰離子與分離柱親和度的不同進(jìn)行陰離子的分離,被分離出來(lái)的陰離子在經(jīng)過(guò)抑制器系統(tǒng)或者陰離子交換柱時(shí)會(huì)被轉(zhuǎn)換為具有高電導(dǎo)性的強(qiáng)酸,然后利用電導(dǎo)檢測(cè)器對(duì)水中各陰離子所組成的不同的電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)量,使得檢測(cè)結(jié)果中時(shí)間的定性、峰高以及峰面積的定量得以保留。
2水質(zhì)樣品的采集保存對(duì)氟化物測(cè)定的影響
含氟化物的水樣采集時(shí)應(yīng)使用聚乙烯塑料瓶采集和貯存。采集后應(yīng)于2~5℃冷藏,可保存28d。操作過(guò)程中不要用玻璃瓶裝樣品。這是因?yàn)椴A恐泻泄?,氟與硅反應(yīng),會(huì)使樣品中的氟濃度降低。同時(shí)采集樣品的塑料瓶必須經(jīng)反復(fù)清洗,否則樣品瓶中的殘留對(duì)低濃度氟的樣品測(cè)定將產(chǎn)生較大的影響。
2.1水質(zhì)樣品所含成份對(duì)氟化物測(cè)定的影響
(1)水質(zhì)樣品中含有顆粒物,會(huì)玷污色譜柱子。所以樣品采集后需經(jīng)直徑25mm、0.45μm微孔濾膜過(guò)濾,濾液貯存于聚乙烯塑料瓶中,冷藏于冰箱中。使用前將水樣和淋洗液貯備液按99+1體積混合,以去除水負(fù)峰的干擾。
(2)樣品中氯化物濃度過(guò)高時(shí),會(huì)使色譜分析時(shí)氯的峰面積過(guò)大,影響氟化物的色譜峰,干擾測(cè)定。消除方法可于樣品預(yù)蒸餾前加入固體硫酸銀(每1mg氯化物可加入5mg硫酸銀固體),再進(jìn)行樣品預(yù)蒸餾。
(3)水質(zhì)中含有雜質(zhì)成份較多時(shí),需對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)蒸餾??捎盟魵庹麴s法和直接蒸餾法。前者是水樣中氟化物在含高氯酸(有機(jī)物含量高時(shí)改用硫酸,以防有機(jī)物與高氯酸發(fā)生作用產(chǎn)生爆炸)的溶液中通入水蒸氣,以氫氟酸或氟硅酸形式被蒸出;后者是水樣中氟化物在沸點(diǎn)較高的酸溶液中,以氫氟酸或氟硅酸形式被蒸出:從而與水中干擾物分離。預(yù)蒸餾的過(guò)程須確保氟化物的全部釋放和全部吸收,因而蒸餾裝置需嚴(yán)格密合。
2.2實(shí)驗(yàn)用水、試劑純度、實(shí)驗(yàn)器皿的影響
配制試劑用水電阻應(yīng)>2MΩ。配制淋洗液的碳酸鈉和碳酸氫鈉均需優(yōu)級(jí)純。以防帶入其它離子干擾測(cè)定。
2.3使用離子色譜儀測(cè)定過(guò)程對(duì)氟化物的影響
(1)水負(fù)峰的影響。在使用離子色譜儀測(cè)定水中氟化物時(shí),常用碳酸鈉-碳酸氫鈉作為淋洗液,可見(jiàn)有一個(gè)反方向的干擾峰,為水負(fù)峰。若待測(cè)離子的保留時(shí)間與此峰接近,就會(huì)受到干擾。消除負(fù)峰的方法是用淋洗液配制標(biāo)準(zhǔn)溶液和測(cè)定樣品,使標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品具有相同的淋洗液濃度。往往將水樣和淋洗液貯備液按99+1體積混合,以去除水負(fù)峰的干擾。
(2)某些陰離子的影響。在離子色譜分析中,若保留陰離子或不被保留的陰離子如CO3-、HCO3-、HCOO-、CH3COO-測(cè)定時(shí)保留時(shí)間與氟離子的保留時(shí)間很接近,色譜峰難于分離,很容易產(chǎn)生干擾。所以在測(cè)定以上離子樣品后,一定要反復(fù)清洗,再測(cè)定氟離子。如同一樣品中同時(shí)含有氟離子和這些離子,樣品需進(jìn)行預(yù)處理。而且水中CO3-、HCO3-、HCOO-、CH3-COO的濃度越高,對(duì)氟化物測(cè)定的干擾也越大。干擾程度與其濃度呈正相關(guān)。
(3)操作測(cè)定的影響。使用離子色譜儀分析樣品時(shí),先要檢測(cè)淋洗液是否足量,并檢查淋洗液管路是否插到容器底部,淋洗液出口要有溶液流出,系統(tǒng)才正常。測(cè)定進(jìn)樣時(shí),整個(gè)系統(tǒng)不要進(jìn)泡,不能讓氣泡進(jìn)入色譜柱和抑制器,否則會(huì)影響色譜分離效果。做校準(zhǔn)曲線和測(cè)定樣品應(yīng)在同一靈敏度下進(jìn)行,否則會(huì)產(chǎn)生誤差。自動(dòng)進(jìn)樣器進(jìn)樣瓶需徹底清洗干凈。
3小結(jié)
氟(F)是人體必須的微量元素之一,缺氟易患齲齒病。測(cè)定地下水、井水中的氟化物,并判斷其是否適合飲用,尤為重要。離子色譜法測(cè)定地表水中氟化物的影響因素是眾多的,針對(duì)每一影響因素,要切實(shí)采取措施,消除干擾,才能保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠。
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作者簡(jiǎn)介:崔梅(1977—),女,安徽濉溪人,本科,高級(jí)工程師,主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)與分析工作。