離子色譜法測定廢氣中硫酸霧實驗探究

2016-08-31 05:26:38吳香姣

中國科技信息 2016年1期

關鍵詞：實驗

吳香姣

離子色譜法測定廢氣中硫酸霧實驗探究

吳香姣

本文為了用離子色譜法測定廢氣中硫酸霧的實驗，提前準備好抽濾樣品用的0.22μm微孔濾膜和預處理柱，采取陰離子色譜柱分離與電導檢測器進行檢測，將4.5mmol/L 的碳酸鈉和0.8mmol/L 的碳酸氫鈉混合溶液當流動相，以1.0ml/min的流速進行測試，從而保證時間的定性。而定量的標準以峰面積為準，此方法要在特定的范圍內，即為0.50～50mg/m3。這種實驗方法與鉻酸鋇分光光度法實驗比對之后并無差異。且該方法具有顯著的優點：操作簡捷、準度較高、測定范圍廣、實用性強。該方法在環境樣品的分析得到了廣泛的應用。

硫化氫、硫酸霧與二氧化硫是氣體中主要的硫化物，而空氣中的二氧化硫氣體可被氧化成為三氧化硫，三氧化硫與空氣中的水分結合即生成硫酸霧。硫酸霧對人體有一定的傷害，會刺激呼吸道，若吸入大量的硫酸霧會引起肺水腫，長時間工作在含有硫酸霧的環境中會導致人體肺氣腫、肺硬化與支氣管擴張等疾病。硫酸霧的測定方法在目前有以下幾種：氯化鋇比濁分光光度法、二乙胺比色法、鉻酸鋇分光光度法等。而這些方法都具有實驗過程耗時很長、方法檢出限高、實驗試劑消耗量大等缺陷。本文采用玻璃纖維濾筒進行等速采樣，用水浸取，利用預處理柱除去金屬陽離子，將待測樣品注入離子色譜儀進行測定。用離子色譜法測定廢氣中的硫酸霧，具有前處理過程簡單、靈敏度高、測定范圍廣、實用性強等優勢。本文對離子色譜法分析廢氣中的硫酸霧進行了新的試驗與化學法進行比對，其試驗的結果得到了很好的論證。

測定的材料與方法

儀器與試劑

測定的主要儀器有以下幾種：美國戴安ICS-900型離子色譜儀，配備 AG23保護柱、Ion Pac AS23陰離子分離柱、ASRS300 4-mm自動再生抑制器（制電流 25MA）、Chromeleon色譜工作站與電導檢測器。

測定的試劑有以下幾種：0.22μm微孔濾膜與H柱（商品預處理柱）；硫酸鹽標準溶液：500mg/L，環保部標樣所；淋洗液：4.5mmol/L 的碳酸鈉（基準級）和0.8mmol/L 的碳酸氫鈉（優級純）混合溶液。

色譜分析條件

檢測器測量范圍為0～500μs；柱溫為室溫；以碳酸鈉（4.5mmol/L，基準級）和碳酸氫鈉（0.8mmol/L，優級純）混合溶液作為淋洗液；淋洗液流速為1.00ml/ min；進樣體積為100μL。

實驗分析步驟

1.試樣制備：加熱浸出法。將待測樣品（濾筒）撕碎后放入250ml錐形瓶中，加入100ml去離子水浸沒濾筒，在瓶口上放一個玻璃漏斗，再放到電熱板進行加熱至沸騰，大約到30min后可以取下，等到冷卻之后將浸出液用中速定量濾紙濾入250ml容量瓶中，并將濾筒上的殘渣及錐形瓶用去離子水清洗3～4次，將洗滌液并入上述容量瓶中，加氫氧化鈉溶液（0.10或1.0mol/L）中和至溶液pH7～9（用PH試紙試驗），最后用去離子水稀釋定容至標線。

2.空白試樣制備。取2至3個與待測樣品同批次的空白濾筒，撕碎后放入錐形瓶中按以上試樣制備步驟進行空白濾筒溶液的制備。

3.標準曲線繪制。配制質量濃度分別為：0、0.50、2.50、5.00、10.0、25.0mg/L的6個硫酸鹽標準溶液系列。按濃度從低到高的順序將標液注入離子色譜儀進行測試，記錄峰面積與保留時間，以峰面積為對SO42-的質量濃度繪制標準曲線。

4.試樣測定。先將預處理柱用去離子水洗滌，然后加入上述制備好的試樣進行交換處理，去除樣品溶液中的陽離子，棄去最初流出的30ml溶液，然后用0.22μm微孔濾膜過濾濾液，得到試料。最后在離子色譜儀上注入先前制作好的試料，用與繪制標準曲線相同的條件和步驟進行測定。

5.空白試樣測定。測定空白濾筒溶液，用與樣品溶液測定相同的方法進行測定，并計算每個空白濾筒的硫酸根離子含量。

6.結果計算。固定污染源廢氣中硫酸霧的質量濃度計算公式如下：

公式中的C1和C0分別代表待測試樣中SO的質量濃度和空白試樣中SO42-質量濃度，mg/L。

實驗討論

確定檢出限

對檢測限濃度進行確定，通過連續7個接近其濃度的加標樣品，計算檢出限標準偏差S。，若對7個樣品連續分析之后，置信區為99%，7個值均相同，則。其中：是置信度99%、自由度n-1時的t值。n是分析樣品的數量。加標樣品進行測定后，其平均值與MDL的比值一般要求在3至5之間，只有保持在這樣數值之間，才能說明MDL的初次加標樣品較合適，若它們的比值不在要求范圍之內，則需要改變加標濃度，重新測定，直至比值達到3至5之間，并以此作為該化合物的MDL 。測定結果見表1。

表1　檢出限測定結果表

測定準確度和精密度

對硫酸鹽有證標準物質進行7次平行測定，準確度和精密度測定結果見表2。

表2　精密度和準確度測定結果

實際樣品離子色譜法與分光光度法比對實驗結果

實驗比對

對7個實際廢氣樣品中的硫酸霧用離子色譜法和鉻酸鋇分光光度法分別進行測定，比對試驗結果見表3。

實驗評定方式

對實驗結果的評定，分為滿意與不滿意兩種評定標準：實驗室的檢測結果是根據實驗室內各分析方法測定的平均值及其A類不確定度作為評定比對結果。在進行結果驗證時，若：（其中：代表方法a的測定結果；代表方法b的測定結果；代表方法a的A類不確定度；UX2代表方法b的A類不確定度），則可確定實驗室的測量是否達到標準，即是否滿意。

表3　實際樣品比對試驗測定結果

實驗評定結果

對硫酸鹽有證標準樣品用離子色譜法和鉻酸鋇分光光度法分別進行測定，測定結果見表4。

表4　有證標樣測定結果

實驗結果的評定依據（見表5）

表5　兩種方法的測定分析表

通過兩者實驗比對，廢氣中的硫酸霧樣品通過離子色譜法進行分析證明，其操作簡捷、準度較高、實用性強。與鉻酸鋇分光光度法的實驗進行比較，兩者間的結果差異無統計學意義，這種實驗分析方法適用于日常樣品，達到了相關行業的限值要求。

測定下限的確定

表6　測定下限的測定

在一般情況下，定量濃度的下限是以檢出限的4倍為測定方法的測定下限，若用去離子水將定容樣品進行稀釋，采樣量在200L時，檢出濃度的最低值為0.05mg/m3。測定結果見表6。

表7　樣品加標回收率測定結果

樣品分析

依據上述分析步驟測定預處理后的樣品溶液，并進行加標回收試驗，最后的結果顯示硫酸根的加標回收率在94.4%至98.1%之間，通過此分析證明該方法適用于實際樣品的分析。加標回收試驗結果見表7。

結束語

通過對離子色譜法測定廢氣中硫酸霧的實驗探究、并與鉻酸鋇分光光度法進行比對實驗。實驗結果表明：離子色譜法測定廢氣中硫酸霧的檢出限為0.12mg/L，精密度為0.61%，加標回收率在94.0%～98.1%之間。離子色譜法與鉻酸鋇分光光度法測定廢氣中硫酸霧的比對試驗結果之間的差異無統計學意義。用離子色譜法對廢氣中的硫酸霧樣品進行分析測定，適用于日常樣品，達到了相關行業的標準限值要求。具有操作簡捷、準度較高、測定范圍廣、實用性強等優點，也因此而得到了廣泛應用。