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離子色譜法測定城市污水中硫酸鹽

[2013/3/8]

　　硫酸鹽，是由硫酸根離子(SO4)與其他金屬離子組成的化合物，都是電解質(zhì)，且大多數(shù)溶于水。硫酸鹽礦物是金屬元素陽離子(包括銨根)和硫酸根相化合而成的鹽類。由于硫是一種變價元素，在自然界它可以呈不同的價態(tài)形成不同的礦物。

　　12.3.1范圍

　　本章規(guī)定了用離子色譜法測定城市污水中硫酸鹽的方法。

　　12.3.1.1保留時間

　　不同的分離柱和不同的淋洗液強度、濃度、流速等都會影響硫酸鹽的保留時間。以碳酸鈉-碳酸氫鈉淋洗液為例，其大致保留時間為18.26min。

　　12.3.1.2測定范圍

　　硫酸鹽的最低檢出限和線性上限與所用儀器性能、淋洗液的強弱濃度等因素有關(guān)。

　　12.3.1.3干擾

　　任何與待測離子的保留時間相同的物質(zhì)均干擾測定，可通過選擇適當(dāng)?shù)姆蛛x柱和淋洗液來避免干擾。

　　保留時間相近的離子濃度相差太大時會產(chǎn)生干擾而不能定量，可通過適當(dāng)?shù)南♂尰蚣尤霕?biāo)準(zhǔn)的方法來避免干擾。

　　樣品中的懸浮固體和有機(jī)物等均會影響儀器的正常運行，所以要對每個樣品和試劑分別用0.45μm微孔濾膜過濾;樣品還需再經(jīng)SEP小柱，去除其中的懸浮固體和大部分有機(jī)物后再進(jìn)行測定。

　　12.3.2方法原理

　　當(dāng)淋洗液攜帶樣品進(jìn)入分離柱后，樣品離子便與離子交換功能基的平衡離子爭奪樹脂的離子交換位置。經(jīng)過多次競爭達(dá)到交換平衡。由于不同離子對樹脂固定相的親合力不同，通過淋洗液的不斷淋洗，各種離子便先后從色譜柱上被洗脫下來，實現(xiàn)了分離。通過抑制器大幅度降低淋洗液的電導(dǎo)值，即可經(jīng)檢測器檢測各種離子，得到一個個色譜峰，與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，根據(jù)保留時間定性，根據(jù)峰面積或峰高定量。

　　12.3.3試劑與材料

　　實驗用水均須二次蒸餾后再經(jīng)0.45μm微孔濾膜過濾，或采用電阻率不小于15MΩ·cm的超純水。所用試劑均為優(yōu)級純或色譜純。

　　12.3.3.1淋洗儲備液：0.18mol/LNa2CO3—0.17mol/LNaHCO3溶液

　　分別稱取19.1gNa2CO3和14.3gNaHCO3(均需在105℃烘2小時，干燥器中冷卻至室溫)置于燒杯內(nèi)，用去離子水溶解后轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶中定容，儲存于聚乙烯瓶中，于冰箱內(nèi)保存，6個月有效。

　　12.3.3.2淋洗使用液：0.0018mol/LNa2CO3—0.0017mol/LNaHCO3溶液

　　取10.00mL淋洗儲備液(12.3.3.1)置于1000mL容量瓶中，加去離子水定容后搖勻。

　　12.3.3.3再生液：0.0125mol/LH2SO4溶液

　　用移液管吸取0.7mL濃硫酸(ρ=1.84g/L)于盛有水的燒杯中，邊加邊攪拌，冷卻后移至1000mL的容量瓶中定容。

　　12.3.3.4鄰苯二甲酸氫鉀淋洗液(pH=6.5)

　　稱取0.1661g鄰苯二甲酸氫鉀(于105℃烘2h)溶于超純水，定容止1000mL，用固體氫氧化鋰(或氫氧化鉀)調(diào)節(jié)pH至6.5，然后用0.45μm微孔濾膜過濾，并脫氣，溶液貯于聚四氟乙烯瓶中。

　　12.3.3.5硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)貯備液：1000mg/L

　　稱取0.1479g硫酸鈉(于105℃烘2h)溶于水，用超純水定容至100mL，貯于聚四氟乙烯瓶中，冰箱內(nèi)保存，6個月有效。

　　12.3.4儀器

　　12.3.4.1離子色譜儀：具有分離柱和抑制柱。

　　12.3.4.2電化學(xué)檢測器。

　　12.3.4.3進(jìn)樣器。

　　12.3.4.4化學(xué)工作站和打印機(jī)或積分儀。

　　12.3.4.5淋洗液和再生液貯罐(聚四氟乙烯瓶)。

　　12.3.4.6超聲波振蕩器和真空抽濾器。

　　12.3.5樣品

　　12.3.5.1采樣

　　樣品經(jīng)過0.45μm微孔濾膜過濾后，再經(jīng)SEP小柱處理，收集于清潔的玻璃瓶或聚四氟乙烯瓶中。

　　12.3.5.2保存

　　樣品采集后一般不加保護(hù)劑，于4℃存放。樣品穩(wěn)定28天。

　　12.3.6分析步驟

　　12.3.6.1前處理

　　經(jīng)0.45μm微孔濾膜過濾、再經(jīng)SEP小柱處理后的樣品作為試料，如需測定保留時間較小的離子則要在試料中加入淋洗液。

　　12.3.6.2校準(zhǔn)曲線

　　12.3.6.2.1標(biāo)準(zhǔn)使用液的配制

　　根據(jù)被測試料大致的濃度范圍，使用硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)貯備液(12.3.3.5)配制4個不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，成為一個色譜校準(zhǔn)系列。

　　12.3.6.2.2校準(zhǔn)曲線的繪制

　　在給定的色譜條件下，對校準(zhǔn)系列按濃度由低到高的次序進(jìn)行色譜分析，以濃度為橫坐標(biāo)，峰面積或峰高為縱坐標(biāo)作圖，得到校準(zhǔn)曲線。

　　12.3.6.3測定

　　12.3.6.3.1色譜條件：

　　以碳酸鈉-碳酸氫鈉為淋洗液淋洗液流速：1.8mL/min

　　再生液流速：5mL/min

　　試料進(jìn)樣量：25μL(通過定量管進(jìn)樣)

　　以鄰苯二甲酸氫鉀為淋洗液

　　淋洗液流速：1.2mL/min

　　試料進(jìn)樣量：100μL(通過定量管進(jìn)樣)

　　12.3.6.3.2儀器操作應(yīng)嚴(yán)格按照制造商提供的操作手冊進(jìn)行。

　　12.3.6.3.3將試料經(jīng)適當(dāng)稀釋(或濃縮)后，用與校準(zhǔn)曲線繪制相同的條件進(jìn)行分析測定。

　　12.3.6.3.4定性分析：根據(jù)離子的出峰保留時間確定離子種類。

　　12.3.6.3.5定量分析：根據(jù)未知樣品中陰離子的峰面積或峰高，從校準(zhǔn)曲線上查得的濃度進(jìn)行定量。

　　12.3.7分析結(jié)果的表述

　　根據(jù)離子的出峰保留時間定性。根據(jù)陰離子的峰面積或峰高從校準(zhǔn)曲線上查得的濃度進(jìn)行定量，單位mg/L。

　　12.3.8注意事項

　　12.3.8.1對含有不溶性大顆粒物的樣品可用物理吸附、過濾的方法使大顆粒物滯留于濾紙上而被除去。

　　12.3.8.2對含有溶解性有機(jī)物和其他離子的樣品可利用特種樹脂的吸附交換特性，對其進(jìn)行處理。常用樹脂及其性能和使用方法如下：

　　吸附樹脂(40～100目)：可用來去除樣品中的溶解性有機(jī)物的干擾。使用前須將它用無水乙醇浸泡48h，以純水洗至無Cl-，濾凈水備用。

　　交換樹脂(100～150目)：可用于去除樣品中的重金屬等陽離子的干擾。使用前的處理方法同樹脂。如樣品中重金屬離子含量較低，可采用1g樹脂/柱。

　　樹脂：可用于測定低含量的氟化物、亞硝酸鹽、磷酸鹽時氯化物干擾的排除。使用前須用1000mL0.1%的AgNO3溶液緩慢淋洗70g樹脂，然后以純水洗至無NO-3后，濾凈水備用。

　　12.3.8.3前處理柱：

　　12.3.8.3.1Ⅰ型柱：用于測定陰離子的前處理：2g吸附樹脂 1g陽離子交換樹脂。

　　12.3.8..3.2Ⅱ型柱：用于測定高Cl-含量樣品中低含量陰離子的前處理：5g樹脂 2g吸附樹脂 1g陽離子交換樹脂。

　　12.3.8.4各種樣品的前處理方法

　　12.3.8.4.1一般處理

　　試料經(jīng)過濾紙過濾、Ⅰ型柱吸附、微孔濾膜過濾和適當(dāng)稀釋后進(jìn)樣分析。

　　12.3.8.4.2對氯化物含量高的樣品的前處理

　　試料經(jīng)過濾紙過濾、Ⅰ型柱吸附、Ⅱ型柱吸附、微孔濾膜過濾和適當(dāng)稀釋后進(jìn)樣分析。

　　12.3.9精密度和準(zhǔn)確度

　　3個實驗室分別對2.00mg/L、10.0mg/L、20.0mg/L三種不同濃度的硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行了18次測定，方法相對誤差置信范圍為(2.50±7.82)%。

　　3個實驗室以廢污水為本底進(jìn)行了加標(biāo)測定，回收率置信范圍為(103.6±3.7)%。