離子色譜法測定空氣環(huán)境中的氯化氫

金 梅 陳 琨 高庚申

(1.貴州省環(huán)境監(jiān)測中心站，貴陽 550081； 2.貴州省環(huán)境科學研究設計院，貴陽 550081)

空氣環(huán)境中的氯化氫對生活環(huán)境影響尤為重大，通常氯化氫在空氣中的含量特別低。如果周圍存在垃圾焚燒廠(PVC塑料，漂白紙)、氯堿工業(yè)、PVC生產(chǎn)企業(yè)及鹽酸生產(chǎn)和使用單位等，此時空氣中的氯化氫含量增加，當超過一定標準會對周圍環(huán)境中的生物和人類健康造成不良影響。氯化氫具有極大的刺激作用，不僅會傷害到人的呼吸道和黏膜，還會造成中毒現(xiàn)象，因此需要加強監(jiān)測。傳統(tǒng)的大氣監(jiān)測技術和系統(tǒng)無法準確監(jiān)測空氣環(huán)境中氯化氫含量，使用離子色譜技術可以科學精準的對空氣環(huán)境質(zhì)量進行檢測。目前，多數(shù)文獻限于對含量的測定，如孫金芳等[1]采用離子色譜法測定空氣環(huán)境中的氯化氫，取得了滿意的結(jié)果，但是對方法學的研究相對較少，本文通過使用離子色譜法檢測空氣環(huán)境中的氯化氫的方法檢出限、測定下限、精密度和準確度等，探討該方法的優(yōu)勢。

1 方法原理

用水吸收空氣環(huán)境中的氯化氫，形成含氯離子的試樣。離子色譜輸液泵將流動相以穩(wěn)定的流速輸送至分析體系[2]，在色譜柱之前通過進樣器將試樣導入，流動相將試樣帶入色譜柱，在色譜柱中各組分被分離，并依次隨流動相流至檢測器，在電導檢測器之前增加一個抑制系統(tǒng)，在抑制器中，流動相的背景電導被降低，然后將流出物導入電導檢測池，檢測到的信號送至數(shù)據(jù)系統(tǒng)記錄、處理和保存。根據(jù)保留時間定性，峰面積定量。

2 儀器和試劑

2.1 儀器

離子色譜儀：ICS-2100，美國戴安公司；

色譜柱:AS19陰離子色譜柱；

檢測器：電導檢測器；

自動進樣器:AS-DV自動進樣器,50個樣品位；

實驗用水: Milli-Q A10 超純水系統(tǒng)制取，電阻率18．2MΩ·cm。

2.2 試劑

標準溶液：氯化物標準溶液500 mg/L，批號：101813，環(huán)境保護部標準樣品研究所；

標準樣品：氯化物標準樣品，批號：201837，環(huán)境保護部標準樣品研究所。

3 實驗過程

3.1 色譜條件的選擇

離子色譜條件：淋洗液為20 mmol的氫氧化鉀溶液，流速1 mL/min，進樣體積25 μL，柱溫30℃，抑制器電流62 mA。

3.2 標準曲線的配制

分別移取0.00 mL、0.10 mL、0.20 mL、0.50 mL、2.00 mL、5.00 mL、10.00 mL、20.00 mL氯化物標準溶(50 mg/L)置于一組50 mL容量瓶中，用水定容至標線，搖勻。該標準系列中氯離子濃度分別0.00 mg/L、0.10 mg/L、0.20 mg/L、0.50 mg/L、2.00 mg/L、5.00 mg/L、10.0 mg/L、20.0 mg/L、50.0 mg/L。從低濃度到高濃度依次進樣，得到不同濃度氯離子的色譜圖。以氯離子的濃度為橫坐標，峰高或峰面積為縱坐標，繪制標準曲線。

3.3 樣品檢測

將采集好的試樣用少量水定容后注入離子色譜儀，按照與繪制標準曲線相同的色譜條件和步驟測定氯化氫含量。

4 結(jié)果與討論

4.1 樣品譜圖

由圖1可見，在預設的色譜條件下，氯化物出峰時間為5.59min，一個樣品需6min即完成測定。

圖1 色譜圖

4.2 標準樣品結(jié)果

標準曲線繪制完成后，對批號為201837的氯化物標準樣品進行檢測，實測值為：77.4 mg/L，標準樣品濃度區(qū)間為：74.8～79.8 mg/L，結(jié)果滿足標準樣品的相對擴展不確定度，說明繪制的標準曲線可靠。

4.3 檢出限和測定下限

根據(jù)國家標準《環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制修訂技術導則》HJ168-2010[3]附錄A，按照樣品分析的全部步驟，重復7次空白試驗，將各測定結(jié)果換算為樣品中的濃度或含量。按照以下公式計算檢出限和測定下限，結(jié)果見下表1。檢出限=3.143×n次平行測定的標準偏差，測定下限=4×檢出限；以采氣體積60 L(標準狀態(tài))，定容體積為10 mL，計算所得方法檢出限和測定下限分別為0.02 mg/m3，0.08 mg/m3。

表1 檢出限和測定下限測定結(jié)果

4.4 標準曲線

以氯離子的濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標，繪制標準曲線，見圖2。得到回歸方程為Y=0.314X-0.029，R=0.9998，線性關系良好。氯離子濃度線性范圍為0.10～50.0 mg/L。

圖2 標準曲線圖

4.5 精密度實驗

選取高、中、低三個濃度的樣品各測6次，計算相對標準偏差，結(jié)果見表2。三個濃度的樣品相對標準偏差為0.3%～2.1%，變異系數(shù)小，精密度好。

表2 精密度測定結(jié)果

4.6 加標回收率的測定

樣品1加標：加標量為0.25 mg/L，采氣體積60 L(標準狀態(tài))，定容體積為10 mL,換算為氣體中含量為0.086 mg/m3；樣品2加標：加標量為3.00 mg/L，換算為氣體中含量為1.03 mg/m3；樣品3加標：加標量為5.00 mg/L，換算為氣體中含量為1.71 mg/m3。測定結(jié)果見表3，表3顯示加標回收率92.2%～ 107%，回收率高，且在合理范圍內(nèi)，因此準確度好。

表3 準確度測定結(jié)果

五 結(jié)論

本實驗結(jié)果顯示：離子色譜測定空氣環(huán)境中的氯化氫線性關系R=0.9998,檢出限0.02 mg/m3,測定下限0.08 mg/m3,相對標準偏差0.3%～2.1%，加標回收率92.2%～107%。因此，該方法具有線性關系好、檢出限低、靈敏度高、準確度好的優(yōu)點；且樣品可在無人值守的情況下連續(xù)測定，所用試劑少，減少了二次污染，提高了實驗室的工作效率，所以該方法有一定的實用價值。