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摘要:对离子色谱电导检测法测定丁基黄原酸的测定步骤进行优化。选用IonPac AS20(2mmx250mm)阴离子交换色谱柱,以淋洗液自动发生装置产生20mmol/L的KOH进行等度洗脱,阴离子干扰实验发现常见阴离子不影响丁基黄原酸的测定。优化后的色谱柱温度为30℃,流速为0.25mL/min,采用电导检测器,在15min内即可完成丁基黄原酸的测定,所得曲线线性范围是0.002-2mg/L。在样品测定时讨论不同滤膜的影响,选用混合纤维微孔滤膜,对水源地水质样品添加3个标准质量浓度水平所得回收率范围在95%~11O%之间。优化测定后发现该种方法灵敏度高,抗干扰能力强,在水源地水质丁基黄原酸的测定中有一定优势。
关键词:丁基黄原酸;离子色谱;电导检测;常见阴离子;混合纤维微孔滤膜
文献标志码:A
文章编号:1674-5124(2015)04-0036-03
0 引言
丁基黄原酸是地表水环境质量标准中的限制项目之一,限值要求为0.005mg/L。这种物质可用于对有色金属硫化矿的混合浮选,捕集能力较强;但浮选过程中很有可能随废水排出,对环境造成污染,威胁人畜健康。因此,需建立一种简便快捷检测丁基黄原酸的力珐。目前检测丁基黄原酸的方法有铜试剂亚铜分光光度法,萃取比色法,紫外分光光度法,离子选择电极法,离子色谱法,吹扫捕集气相色谱质谱法等。其中,离子色谱法以设备廉价且操作简便得到监测实验人员的推崇。方黎等啦用该方法测定了地表水中的丁基黄原酸,但对实验条件的讨论尚不完整;本文在此基础上对该方法进行了进一步探讨,同样对地表水及水源水中的丁基黄原酸进行测定。
1 实验部分
1.1 仪器和试剂
DIONEX ICS2000型离子色谱仪(美国戴安公司),配淋洗液自动发生器;Milli Q超纯水系统。
丁基黄原酸钾(日本东京化成,分析纯);氢氧化钠(国药,分析纯)。
1.2 色谱条件
IonPac AG19(4mmx50mm)阴离子保护柱;IonPacAS19(4mmx250mm)阴离子分离柱(美国戴安公司);IonPac AG20(2mmx50mm)阴离子保护柱;IonPac AS20(2mmx250mm)阴离子分离柱(美国戴安公司);PROD.COL.IP AG16(2mmx50mm)阴离子保护柱,PROD.COL.IP AS16(2mmx250mm)阴离子分离柱(美国戴安公司);ASRS-300(4mm)型阴离子抑制器,抑制电流100mA;淋洗液KOH,物质量浓度20mmol/L,流速0.25mL/min;进样量lmL,柱温为室温,电导检测器(以峰面积定量)。
1.3 样品处理
用棕色瓶采样,充满后调水样至弱碱性,密封冷藏,带回实验室经过0.22μm滤膜过滤后立即分析。
2 结果与讨论
2.1 色谱柱的选择
不同型号的阴离子色谱柱亲水性不同,对有机阴离子响应的信号值也不同。本实验比较了3种型号的阴离子分离柱(AS16,AS19,AS20)及相配套的保护柱。对1mg/L的标准溶液,在淋洗液相同的情况下,3种柱响应的峰面积分别是0.0260,0.0293,1.4403,其中AS16柱的柱残留严重,易引起干扰;对同质量浓度的丁基黄原酸溶液,AS19的响应信号明显高于AS20的响应信号,且没有柱残留,故最终选用AS20的阴离子分离柱。
2.2 柱温对测定灵敏度的影响
基于DIONEX ICS2000离子色谱仪柱温箱的特性,针对两种质量浓度的标准溶液,在室温-50℃范围内改变柱温,结果如表l所示,可以看出,柱温的改变对两质量浓度水平标准溶液的峰面积影响不大,相对偏差分别是14.7%和5.2%。但柱温升高保留时间后延,室温下测得保留时间最短,但温度稳定性差,故最终选择30℃柱温。2.3 淋洗液物质量浓度的选择
淋洗液的物质量浓度直接影响峰的强度和出峰时间,在样品测定时还会影响回收率。表2为2mg/L的标准溶液在不同淋洗液物质量浓度下所对应的出峰时间和峰面积。
可见淋洗液物质量浓度降低,出峰时间后延。但峰面积在淋洗液低于40mmol/L后变化不大,故在保证测定效率和避免干扰离子的前提下,本实验最终选择淋洗液物质量浓度为20mmol/L。
2.4 阴离子干扰实验
F-、cl-、N03-、S042-、S2-等常见阴离子在测定丁基黄原酸时同样有响应,由图l可以看出,以20mmol/L的KOH作淋洗液,在0.5mg/L的丁基黄原酸溶液中,这些离子能在lOmin内洗脱出来,丁基黄原酸根在llmin附近有响应。可见常见阴离子对丁基黄原酸的测定并不产生干扰。且S2-是铜试剂亚铜分光光度法测定丁基黄原酸的主要干扰物,可见离子色谱法克服了该弊端。
2.5 不同滤膜对回收率的影响
水样进入流动相前需经微孔滤膜过滤,但滤膜材质不同会对测定产生影响。故使用0.005,0.1mg/L两个质量浓度的丁基黄原酸标准溶液分别过4种不同材质的13mm、0.22μm针式微孔滤膜,依次是混合纤维、聚醚砜、尼龙和PTFE,过膜后进离子色谱进行两次平行测定,与未过膜标准溶液比较,结果如表3所示。
可以看出,经两次平行测定,混合纤维、聚醚砜和PTFE这3种膜得到的峰面积接近,对丁基黄原酸的测定影响不大。但尼龙微孔滤膜两次测定得到的峰面积差异较大,且在这之后进的纯水在原保留时间处也出现了响应信号,如0.005mg/L的标液过尼龙滤膜后纯水在原保留时间处响应的峰面积是0.0427,这说明尼龙微孔滤膜会对测定结果产生干扰,不适用于丁基黄原酸的测定。混合纤维、聚醚砜为水系膜,PTFE为有机膜。水溶液通过PTFE的速度很慢,聚醚砜相对混合纤维材质的成本又较高,故本实验最终选用混合纤维针式微孔滤膜用于实际样品测定。
2.6 方法线性范围.检出限和精密度
2.7 样品测定
应用最佳方法对两种实际水样(样品1是实验室自来水,样品2是某水源地水)进行了加标回收实验。进样前先调水样pH至弱碱性,静置后取上清液进行加标回收实验。加入的标准有0.005,0.02,0.1mg/L.3个质量浓度水平。进样前用13mm、0.22μm针式微孔滤膜过滤,结果如表4所示,每个样品平行测定两次,用平均值计算回收率,其中加标量为0.005,0.02mg/L的两个样品的回收率计算使用低质量浓度点对应的标准曲线;加标量为0.1mg/L的样品,其回收率使用高质量浓度点对应的标准曲线进行计算。由表4可以看出,在进行水源水测定时样品回收率在95%-110%之间,其中实验室自来水样加低质量浓度标准(0.005. 0.02mg/L)时回收率较低,仅为60%和75%,而当加标量为0.1mg/L时回收率为107%。究其原因可能是自来水中含有活性氯等氧化性物质,使少量丁基黄原酸被氧化或分解,故自来水样品的低质量浓度加标回收率偏低。因此该方法对地表水源水中丁基黄原酸的测定存在一定优势。
3 结束语
对离子色谱电导检测法测定丁基黄原酸的整个过程进行了全面分析,包括色谱柱型号、柱温、淋洗液浓度、常见阴离子干扰及滤膜材质的影响。使用最佳的实验条件对实际地表水及饮用水样品进行加标回收实验,结果表明本方法抗干扰能力较强,灵敏度高,适用性良好。但目前应用该方法进行的样品测试较少,今后还应当增加测试样品数量,拓宽该方法的适用范围。
关键词:丁基黄原酸;离子色谱;电导检测;常见阴离子;混合纤维微孔滤膜
文献标志码:A
文章编号:1674-5124(2015)04-0036-03
0 引言
丁基黄原酸是地表水环境质量标准中的限制项目之一,限值要求为0.005mg/L。这种物质可用于对有色金属硫化矿的混合浮选,捕集能力较强;但浮选过程中很有可能随废水排出,对环境造成污染,威胁人畜健康。因此,需建立一种简便快捷检测丁基黄原酸的力珐。目前检测丁基黄原酸的方法有铜试剂亚铜分光光度法,萃取比色法,紫外分光光度法,离子选择电极法,离子色谱法,吹扫捕集气相色谱质谱法等。其中,离子色谱法以设备廉价且操作简便得到监测实验人员的推崇。方黎等啦用该方法测定了地表水中的丁基黄原酸,但对实验条件的讨论尚不完整;本文在此基础上对该方法进行了进一步探讨,同样对地表水及水源水中的丁基黄原酸进行测定。
1 实验部分
1.1 仪器和试剂
DIONEX ICS2000型离子色谱仪(美国戴安公司),配淋洗液自动发生器;Milli Q超纯水系统。
丁基黄原酸钾(日本东京化成,分析纯);氢氧化钠(国药,分析纯)。
1.2 色谱条件
IonPac AG19(4mmx50mm)阴离子保护柱;IonPacAS19(4mmx250mm)阴离子分离柱(美国戴安公司);IonPac AG20(2mmx50mm)阴离子保护柱;IonPac AS20(2mmx250mm)阴离子分离柱(美国戴安公司);PROD.COL.IP AG16(2mmx50mm)阴离子保护柱,PROD.COL.IP AS16(2mmx250mm)阴离子分离柱(美国戴安公司);ASRS-300(4mm)型阴离子抑制器,抑制电流100mA;淋洗液KOH,物质量浓度20mmol/L,流速0.25mL/min;进样量lmL,柱温为室温,电导检测器(以峰面积定量)。
1.3 样品处理
用棕色瓶采样,充满后调水样至弱碱性,密封冷藏,带回实验室经过0.22μm滤膜过滤后立即分析。
2 结果与讨论
2.1 色谱柱的选择
不同型号的阴离子色谱柱亲水性不同,对有机阴离子响应的信号值也不同。本实验比较了3种型号的阴离子分离柱(AS16,AS19,AS20)及相配套的保护柱。对1mg/L的标准溶液,在淋洗液相同的情况下,3种柱响应的峰面积分别是0.0260,0.0293,1.4403,其中AS16柱的柱残留严重,易引起干扰;对同质量浓度的丁基黄原酸溶液,AS19的响应信号明显高于AS20的响应信号,且没有柱残留,故最终选用AS20的阴离子分离柱。
2.2 柱温对测定灵敏度的影响
基于DIONEX ICS2000离子色谱仪柱温箱的特性,针对两种质量浓度的标准溶液,在室温-50℃范围内改变柱温,结果如表l所示,可以看出,柱温的改变对两质量浓度水平标准溶液的峰面积影响不大,相对偏差分别是14.7%和5.2%。但柱温升高保留时间后延,室温下测得保留时间最短,但温度稳定性差,故最终选择30℃柱温。2.3 淋洗液物质量浓度的选择
淋洗液的物质量浓度直接影响峰的强度和出峰时间,在样品测定时还会影响回收率。表2为2mg/L的标准溶液在不同淋洗液物质量浓度下所对应的出峰时间和峰面积。
可见淋洗液物质量浓度降低,出峰时间后延。但峰面积在淋洗液低于40mmol/L后变化不大,故在保证测定效率和避免干扰离子的前提下,本实验最终选择淋洗液物质量浓度为20mmol/L。
2.4 阴离子干扰实验
F-、cl-、N03-、S042-、S2-等常见阴离子在测定丁基黄原酸时同样有响应,由图l可以看出,以20mmol/L的KOH作淋洗液,在0.5mg/L的丁基黄原酸溶液中,这些离子能在lOmin内洗脱出来,丁基黄原酸根在llmin附近有响应。可见常见阴离子对丁基黄原酸的测定并不产生干扰。且S2-是铜试剂亚铜分光光度法测定丁基黄原酸的主要干扰物,可见离子色谱法克服了该弊端。
2.5 不同滤膜对回收率的影响
水样进入流动相前需经微孔滤膜过滤,但滤膜材质不同会对测定产生影响。故使用0.005,0.1mg/L两个质量浓度的丁基黄原酸标准溶液分别过4种不同材质的13mm、0.22μm针式微孔滤膜,依次是混合纤维、聚醚砜、尼龙和PTFE,过膜后进离子色谱进行两次平行测定,与未过膜标准溶液比较,结果如表3所示。
可以看出,经两次平行测定,混合纤维、聚醚砜和PTFE这3种膜得到的峰面积接近,对丁基黄原酸的测定影响不大。但尼龙微孔滤膜两次测定得到的峰面积差异较大,且在这之后进的纯水在原保留时间处也出现了响应信号,如0.005mg/L的标液过尼龙滤膜后纯水在原保留时间处响应的峰面积是0.0427,这说明尼龙微孔滤膜会对测定结果产生干扰,不适用于丁基黄原酸的测定。混合纤维、聚醚砜为水系膜,PTFE为有机膜。水溶液通过PTFE的速度很慢,聚醚砜相对混合纤维材质的成本又较高,故本实验最终选用混合纤维针式微孔滤膜用于实际样品测定。
2.6 方法线性范围.检出限和精密度
2.7 样品测定
应用最佳方法对两种实际水样(样品1是实验室自来水,样品2是某水源地水)进行了加标回收实验。进样前先调水样pH至弱碱性,静置后取上清液进行加标回收实验。加入的标准有0.005,0.02,0.1mg/L.3个质量浓度水平。进样前用13mm、0.22μm针式微孔滤膜过滤,结果如表4所示,每个样品平行测定两次,用平均值计算回收率,其中加标量为0.005,0.02mg/L的两个样品的回收率计算使用低质量浓度点对应的标准曲线;加标量为0.1mg/L的样品,其回收率使用高质量浓度点对应的标准曲线进行计算。由表4可以看出,在进行水源水测定时样品回收率在95%-110%之间,其中实验室自来水样加低质量浓度标准(0.005. 0.02mg/L)时回收率较低,仅为60%和75%,而当加标量为0.1mg/L时回收率为107%。究其原因可能是自来水中含有活性氯等氧化性物质,使少量丁基黄原酸被氧化或分解,故自来水样品的低质量浓度加标回收率偏低。因此该方法对地表水源水中丁基黄原酸的测定存在一定优势。
3 结束语
对离子色谱电导检测法测定丁基黄原酸的整个过程进行了全面分析,包括色谱柱型号、柱温、淋洗液浓度、常见阴离子干扰及滤膜材质的影响。使用最佳的实验条件对实际地表水及饮用水样品进行加标回收实验,结果表明本方法抗干扰能力较强,灵敏度高,适用性良好。但目前应用该方法进行的样品测试较少,今后还应当增加测试样品数量,拓宽该方法的适用范围。