自动进样器装样杯清洗方式对离子色谱测试结果的影响

赵翠仙，郑敏聪，赵炜

(国网安徽省电力公司电力科学研究院，合肥 230601)

为了提高工作效率，国网安徽省电力公司电力科学研究院实验室于2012年4月引进美国热电集团离子色谱自动进样器(AS–DV)一台，配合实验室现有ICS–2000型离子色谱仪使用。在自动进样器投入使用3个多月来，发现测试数据与往年同期相比偏高，且数据平行性较差。

与自动进样器安装之前相比较，装样杯是引起数据异常的主要原因。为了节约实验成本，实验室对装样杯进行循环使用，装样杯的清洗方式对测试结果的影响显得至关重要。笔者探讨了自动进样器装样杯清洗方式对离子色谱测试结果的影响。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

离子色谱仪：ICS–2000型，配有AS11分离柱、Chromeieon6工作站、自动进样器、5 mL装样杯及密封水帽：赛默飞世尔科技(中国)有限公司；

氯离子标准溶液：中国计量科学研究院；

超纯水机(电阻率18.2 MΩ·cm)。

1.2 色谱条件

淋洗液：25 mol／L KOH溶液；淋洗液来源：ICS–2000，CR–TC；流量：1.00 mL／min；进样体积：500μL；抑制器：ASRS 4 mm；柱温：30℃。

1.3 实验方法

在装样杯制作过程中，生产厂商可能会使用酸或碱对成品或半成品进行处理，或者在制备过程中，或者其它原因引起装样杯遭受离子污染。如果自动进样器的装样杯中残留有与检测对应的离子，会影响离子色谱检测结果的准确性。对新装样杯处理前后以及不同处理方式进行比较，对用过的装样杯(简称旧样杯)进行处理，研究其对测试结果的影响。实验中检测数据主要采用色谱峰面积表示，色谱峰面积与离子含量对应关系如表1所示。

离子色谱主要用于火电厂水汽系统中阴离子监测，其检测对象为氯离子和硫酸根离子，这两种离子普遍存在于人们生活中，例如人们手上会沾有氯离子和钠离子等，为保证测试结果的准确性，实验操作均戴一次性手套。

表1 不同色谱峰面积对应氯离子和硫酸根离子含量

2 结果与讨论

2.1 新装样杯未经处理的测试结果

随机取新装样杯6只，用高纯水润洗3～5次，装满高纯水，进行离子色谱分析。水帽也进行相同操作(下同)。测试结果见图1。

图1 未经任何处理装样杯中离子含量

所取的6只样杯中，除6号样杯未检测出氯离子外，其它样杯都检测出氯离子和硫酸根离子，其中3号样杯中氯离子、硫酸根离子含量最高，氯离子含量为1.89 μg／L，硫酸根离子为2.58 μg／L，这对日常测试中阴离子测定影响较大，适用于mg／L及以上阴离子含量的测定，如汽包炉炉水中阴离子含量的测定(参照GB 12145–2008执行，亚临界机组炉水采用固体碱化剂处理的氯离子控制在500 μg／L以内，炉水采用全挥发处理的要求小于300 μg／L)。

2.2 新装样杯经超声波清洗后的测试结果

取新装样杯6只，装满高纯水，用超声波清洗2～3次，每次清洗10 min，每结束一次清洗需换掉装样杯中高纯水，清洗后用高纯水润洗3～5次，装高纯水进行色谱分析，测试结果见图2。

对装样杯进行超声波清洗后，所取6个装样杯中，有一个未检出氯离子和硫酸根离子，剩余5个杯子虽检出氯离子和硫酸根离子，但含量较低。氯离子含量不大于0.17 μg／L，硫酸根离子含量不大于0.92 μg／L。

图2 新装样杯经超声波清洗，未经浸泡时离子含量

经超声波清洗的装样杯可用于含量不低于2μg／L水汽样中阴离子的测定，适用于亚临界机组热力系统阴离子查定。

2.3 经超声波清洗及高纯水浸泡24 h后新装样杯的测试结果

取新装样杯用超声波清洗2～3次，每次清洗10 min，结束后用高纯水浸泡24 h，浸泡过程中应避免灰尘等对装样杯的污染。试验前用高纯水润洗3～5次，装高纯水进行色谱分析，测试结果见图3。

图3 新装样杯经超声波清洗、高纯水浸泡后离子含量

经超声波清洗并浸泡24 h后，1，5，6号装样杯中检测出微量阴离子，离子含量最大为0.17μg／L，对超临界以及超超临界机组水汽样中阴离子监测影响较小。

2.4 旧装样杯的测试结果

新装样杯一经使用后称为旧装样杯。将旧装样杯拔掉水帽，倒尽残液后，装满高纯水超声波清洗2～3次，每次10 min，高纯水浸泡24 h。试验前用高纯水润洗3～5次，装高纯水进行色谱分析，结果见图4。

旧装样杯清洗后个体差异较大，1，6号装样杯离子含量较低，2，3号装样杯离子含量大，其中3号装样杯的离子含量是6号装样杯的4倍。残留液的吸附以及浸泡时离子释放对旧装样杯的清洗有较大影响。

图4 旧装样杯经超声波清洗、高纯水浸泡后离子含量

2.5 新、旧装样杯对测试结果的影响

将新装样杯以超声波清洗后再用高纯水浸泡24 h，并对其进行编号，拿测试水样润洗3～5次，装满测试水样，盖好水帽，进行离子色谱分析。分析结束后立即取出水帽，倒尽残留液体，以高纯水清洗2～3次，然后超声波清洗2～3次，高纯水浸泡24 h，按其编号装入相对应的水样，进行离子色谱分析。结果见图5、图6。“新”表示采用新装样杯时的测试数据，“旧”表示采用旧装样杯时的测试数据。本次测试采用的水样为某电厂(0723)3#,4#热力系统水汽样。

图5 新旧装样杯对某电厂热力系统水汽样(3#)测试结果的影响

图6 新旧装样杯对某电厂热力系统水汽样(4#)测试结果的影响

从图5中可以看出，测试水样中整体氯离子含量较小，10个水样中有7个采用新旧装样杯时测试结果相同。在图6中，10个水样中仅有2个测试结果相同，其余8个水样采用新旧装样杯对测试结果有一定影响，水样中硫酸根离子含量整体偏高，容易在测试过程中吸附于装样杯内壁，不利于清洗，对下次测试结果有一定的影响。

在对旧装样杯处理时应及时倒尽残留液体避免吸附；测试样品中离子含量较大时，应对其隔离处理，并对其标号，用于同类型离子测定。

3 结论与建议

（1）未经过任何处理的新装样杯可用于汽包炉炉水中阴离子查定。

（2）经过超声波清洗的新装样杯可以用于亚临界及以下机组热力系统阴离子查定。

（3）经超声波清洗及高纯水浸泡24 h，新装样杯适用于超临界及以上机组热力系统阴离子查定。

（4）旧装样杯清洗后，可直接用于汽包炉炉水中阴离子查定。

（5）由于硫酸根离子吸附能力较强，装样杯循环使用时应特别注意残留的硫酸根离子对测试结果的影响。

（6）配置专用超声波清洗器，对自动进样器装样杯以及配套水帽在浸泡前进行2～3次超声波清洗，每次清洗不得少于10 min，注意每次清洗后需及时更换装样杯中高纯水。

（7）为了测试结果的准确性，在实验过程中(如装样瓶清洗、装样，以及浸泡等)应戴一次性手套操作。在浸泡过程中保持容器的洁净性，容器应加盖密封。

（8）用过的装样杯清洗时要注意：做到及时清理，避免离子吸附；清洗时首先将其水帽取出，倒尽残液，用高纯水冲洗2～3次后放入超声波清洗2～3次，浸泡24 h，抽检合格后方可使用；清洗时要分类；所装样品离子含量较高时，应将其单独处理，避免交叉污染；对其进行编号，用于同一或者同类型水汽样的测定。

（9）如发现水帽密封不严现象，水帽和装样杯均不能循环利用，应直接做废弃处理。

［1］牟世芬，刘克纳，丁晓静.离子色谱方法及应用［M］.2版.北京：化学工业出版社，2005: 30.

［2］顾文奎，刘肖，刘京生.离子色谱自动进样器塑料小瓶残留离子的检测［J］.环境与健康杂志2006，23(6): 546–548.