离子色谱法测定大气降雪及降雨中的五种阴离子

时间:2022-08-27 10:31:37

摘 要:该文利用离子色谱法对大气降水中的阴离子进行测定,结果表明相关系数均>0.999,检出限在均

关键词:离子色谱 降雪 降雨 阴离子

中图分类号:F205 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)01(a)-00-02

降水监测的目的是准确、及时地了解全国或某一个区域的酸雨污染现状和发展趋势,确定酸雨污染的范围和程度。掌握其主要污染组分和特征,为控制酸雨污染提供科学依据。降水监测项目中阴离子主要有F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-等[1],通常用重量法、比色法、电极法和离子交换色谱法测定,以上方法操作繁琐,干扰消除困难,准确度不高[2]。

离子色谱目前已成为分析化学领域中发展最快的分析方法之一,具有操作简单、快速、选择性好、以及灵敏度高,能同时测定多组分的优点,被广泛用于食品安全,大气监测,水质控制,药物分析等方面。

离子色谱目前已成为阴离子的首选方法[3]。该文采用ICS-2000离子色谱/电导检测器方式,对降雪和降雨中的阴离子进行研究,建立了用离子色谱仪对降雪和降雨中五种无机阴离子检测方法。

1 材料与方法

1.1 材料

仪器:Dionex公司ICS-2000离子色谱仪,配EG40电导检测器和Chromeleon色谱工作站,AS自动进样器,KOH自动淋洗液装置(EGC-Ⅱ-KOH);梅特勒-托利多XS分析天平;60 mm 0.2 ?m水性滤膜;ELGA超纯水机;干燥箱,聚乙烯塑料桶,聚乙烯塑料容器。试剂:氟化钠(优级纯),氯化钠(优级纯),亚硝酸钠(优级纯),硝酸钠(优级纯),硫酸钾(优级纯);分析和测定用水均为超纯水(电阻率≥18.2 mΩ・cm);标准样品:F-保证值为0.524±0.051 mg/L,Cl-保证值为5.02±0.27 mg/L,NO2-保证值为0.307±0.020 mg/L,NO3-保证值为9.0±0.31 mg/L。

1.2 离子色谱分析条件

分析条件:Dionex IonPac AS19分析柱+AG19保护柱;抑制器ASRS 300,4 mm;抑制器电流50 mA;抑制模式:自循环再生;流速:1 ml/min;

样品进样体积(定量环):100?l;检测器:Dionex电导检测器;柱温:30 ℃;电导池温度:35 ℃,淋洗液:氢氧化钾自动淋洗液,梯度淋洗程序为0~11 min,氢氧化钾浓度为4 mmol/L;11.1~20 min,氢氧化钾浓度为10 mmol/L;20.1~42 min,氢氧化钾浓度为20 mmol/L;分析时间:42 min。用外标法以峰面积定量。

1.3 样品实验

按照国家环境保护总局《空气和废气监测分析方法》编委会编制的《空气和废气监测分析方法》(第四版增补版)中的采样点布置、降水采样及保存与处理,对本市的冬季和夏季的降水中采集降雪和降雨样品,每个样品测定2次平行进样,取平均值计算。

1.4 样品的采集与前处理[1]

样品的采集,降水样品采用手工方法采集,采点设在四楼楼顶,雨水样品采集使用聚乙烯塑料桶,上口直径30 cm,高度≥30 cm,雪水样品采集使用聚乙烯塑料容器,上口直径>50 cm,高度≥50 cm。

雪水样品采集后放置实验室内待其自然融化完全后,样品过60 mm 0.2 ?m水性滤膜过滤,除去降水中尘埃颗粒物、微生物体。雨水样品采集后直接过60 mm 0.2 ?m水性滤膜过滤,除去降水中尘埃颗粒物、微生物体。

2 结果与分析

2.1 标准曲线

分别称取氟化钠(105 ℃烘2h)2.2100 g、氯化钠(105 ℃烘2h)1.6485 g、亚硝酸钠(干燥2h)1.4997 g、

硝酸钠(105 ℃烘2 h)1.3780 g、硫酸钾(105 ℃烘2 h)1.8142,用高纯水定容至1000 ml,配置浓度为1000 mg/L的F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-单个溶液标准储备液[1]。最终配置F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-含量分别为0、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、1.0、2.0、5.0、8.0、10.0、20、25 mg/L混合标准溶液系列,进行色谱分析,以浓度(y)对峰面积(x)绘制标准曲线,得出线性回归方程及相关系数[4];分别取浓度为0.1 mg/L、5.0 mg/L的标准溶液,连续测定11次,得出相对标准偏差;以2倍信噪比计算的最小检出浓度[5]。线性方程、相关系数、线性范围、相对标准偏差见表1。

结果表明,各离子标准曲线的线性回归方程相关系数r均>0.999,检出限均≤0.0011 mg・L-,相对标准偏差为0.352%~0.921%之间。说明该方法灵敏度高,精密度好。

2.2 标准样品分析

通过分析F-、Cl-、NO2-、NO3-标准样品,分析准确度。标准样品中F-测定值为0.5125 mg/L;Cl- 5.1007 mg/L;NO2-测定值为0.2998 mg/L;NO3-测定值为9.1989 mg/L。标准样品的测定值均在保证值范围内,表明分析的准确

度高。

2.3 回收率[6]

为了验证方法的准确性,测定降雪和降雨原样及加标样的五种离子含量,抽取原样加标样按1.4处理后对五种阴离子含量进行测定,并计算测定结果的平均值和平均回收率,大气降雪和降雨五种阴离子加标回收实验结果见表2。由表2知实样加标回收率为96.89~100.91%,结果表明方法的准确度较高。

3 结语

采用ICS-2000离子色谱/电导检测器方式,同时检测降雨和降雪中F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-五种阴离子含量。该方法各离子标准曲线的线性回归方程相关系数r均>0.999,检出限均≤0.0011 mg・L-1,相对标准偏差为0.352 %~0.921%之间;标准样品的测定值均在保证值范围内,说明该方法快速、灵敏、准确,操作简便易推广。

参考文献

[1] 空气和废气监测分析方法.4版(增补版).国家环境保护总局空气和废气监测分析方法编委会,中国环境科学出版社,284-295.

[2] 谢显珍,黄兰芳,谢建伟,等.离子色谱法测定大气降雨中的阴离子[J],光谱实验室,2011,28(3):1272-1275.

[3] 张宁.离子色谱法对气溶胶中水溶性离子的分析和应用研究进展[M].首届中国中西部地区色谱学术交流会,2006.

[4] 袁英贤,张岩.离子色谱法测定降水中钾、钠、铵[J].平顶山工学院学报,2002,11(4):44-45.

[5] 屠锦河.离子色谱法测定大气降水中阴离子[J].仪器仪表与分析监测,2003(3):27-28.

[6] 袁挺侠.离子色谱法测定显示降水中的阴、阳离子[M].现代科学仪器,2002:23-24.

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