离子色谱法测定电厂水中的有机酸和无机阴离子

张勤，吴涛，刘春红

(1.浙江浙能技术研究院有限公司，杭州 310028； 2.连云港核电有限公司，江苏连云港 222042)

离子色谱法测定电厂水中的有机酸和无机阴离子

张勤1，吴涛2，刘春红1

(1.浙江浙能技术研究院有限公司，杭州 310028； 2.连云港核电有限公司，江苏连云港 222042)

建立离子色谱梯度淋洗抑制电导法测定电厂水中有机酸和无机阴离子的方法。选用IonPac AG11-HC(50 mm×4 mm)阴离子保护柱和IonPac AS11-HC(250 mm×4 mm)阴离子分析柱对样品进行分离，以氢氧化钾溶液梯度淋洗，自再生抑制电导检测器检测，同时测定电厂水中的有机酸和无机阴离子。F-，Cl-，NO2-，Br-，NO3-的线性范围为0.005～2 mg／L，CH3COO-，HCOO-，SO42-，PO43-的线性范围为0.01～5 mg／L，各组分线性相关系数为0.998 9～0.999 3,检出限为0.122～0.989 ng／mL，测定结果的相对标准偏差小于2.0% (n=7)，样品加标平均回收率为97.9%～101.7%。该方法操作简便，实用性强，可以用于电厂水中有机酸和无机阴离子的检测。

离子色谱法；梯度淋洗；电厂水；有机酸；无机阴离子

油田水是指油田区域与地下石油、天然气伴生在一起的水体，包括油层水和非油层水。油田水矿化度高，含有大量有机物、不溶性颗粒物等。了解和研究油田水，对于揭示地下水或储油介质和油气之间的物质、能量交换特征，以及油气起源和演化均有重要意义［1-2］。油田水中离子型化合物的测定是经典分析化学的主要内容。目前对阳离子的分析已有一些快速而灵敏的分析方法，如原子吸收法、等离子体发射光谱法、X射线荧光法等［3-5］；对于阴离子的分析长期以来缺乏快速灵敏的方法，一直采用常规化学分析方法如容量法、重量法和光度法等［6-8］。经典的化学滴定法已不能满足油田开发的要求，目前国外油田水阴阳离子的分析主要采用离子色谱法。因此采用离子色谱对油田水分析进行研究，对于油田开发具有重要意义［9］。

离子色谱主要用于阴、阳离子的分离，在有机酸分析方面取得了很大进展，是目前色谱领域发展较快的分析技术之一［10］。采用离子色谱法测定油、气田水中阴、阳离子已有报道，但对于油田水中有机酸和无机阴离子同时分离方面的研究国内文献少有报道。笔者采用离子色谱电导检测器检测［11］，通过优化淋洗条件，同时分析了油田水中的有机酸和无机阴离子，方法测定快速，结果准确。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

离子色谱仪：ICS-2100 型，配有RFIC 在线电解淋洗液(KOH)，连续再生捕获柱CR-TC，ASRS 300自动再生抑制器及电导检测器，Ds6电导检测器，Chromeleon 6.8色谱工作站，美国赛默飞世尔科技公司；

超纯水仪：Simplicity型，美国Millipore公司；

F-，CH3COO-，HCOO-，Cl-，NO2-，Br-，NO3-，SO42-，PO43-标准储备液：1 000 mg／L，上海计量测试技术科学院；

实验用水为二次去离子水，电阻率为18 MΩ·cm；

所有进样杯及定容器皿均经肥皂洗涤液浸泡后以二次去离子水洗净后使用。

1.2 离子色谱条件

阴离子保护柱：Dionex IonPac AG11-HC柱(50 mm×4 mm)，阴离子分析柱：Dionex IonPac AS11-HC柱(250 mm×4 mm)；流动相：氢氧化钾淋洗液发生器(EG)产生的氢氧化钾淋洗液：0～9 min，浓度为2 mmol／L，9～18 min，浓度为14 mmol／L，18～23 min，浓度为30 mmol／L，23～27 min，浓度为2 mmol／L，流速为1 mL／min；色谱柱温度：30℃；检测器：自再生抑制电导检测器；进样体积：25 μL。

1.3 样品处理

由于油田水中存在泥浆污染物以及地层中的一些固体颗粒，这些颗粒会影响实验效果，甚至导致色谱柱、抑制器失效，故在进样测定之前样品经高速离心机以除去不溶性颗粒物，用0.45 μm的过滤膜将样品过滤，去除固体颗粒；油田水成分复杂，其中含有石油等大分子有机物组分，实验过程中会影响色谱柱柱效，用C18预处理小柱处理，去除石油等大分子有机物。然后稀释一定倍数，并定容至所需体积，待测。

2 结果与讨论

2.1 淋洗液及淋洗方式

由于F-，CH3COO-，HCOO-，Cl-均为弱保留离子，若采用高浓度OH-等度淋洗，这些组分不能实现很好的分离；使用低浓度的OH-等度淋洗，则分析时间变长，且峰形变差。实验采用KOH梯度淋洗，先用低浓度的OH-分离F-，CH3COO-，HCOO-，Cl-，再使用高浓度的OH-分离强保留的离子，一次进样可同时检测有机酸和7种阴离子。

2.2 离子色谱分离图

在选择的实验条件下，对有机酸和7种阴离子混合标准溶液(F-，Cl-，NO2-，Br-，NO3-的质量浓度为1 mg／L，CH3COO-，SO42-，PO43-的质量浓度为2 mg／L，HCOO-的质量浓度为5 mg／L)进行分析，有机酸和7种阴离子在25 min内依次出峰，分离良好，峰形较佳，见图1。

图1 7种阴离子和有机酸的混合标准溶液色谱图

2.3 标准曲线与线性范围

利用7中阴离子的标准储备溶液，配制一系列含有有机酸和7种阴离子的标准品工作溶液，按照1.2色谱条件进样检测。以待测离子的质量浓度(X)为横坐标，峰面积(Y)为纵坐标绘制标准曲线，各阴离子的标准曲线方程、线性范围见表1。由表1可知，各待测离子的线性良好，线性相关系数为0.998 9～0.999 3。对标准溶液连续测定，以S／N=3计算检出限，各组分的检出限列于表1。

表1 线性方程、相关系数和检出限

2.4 精密度试验

吸取一定质量浓度的混合标准溶液，重复进样7次，峰面积测定结果及相对标准偏差见表2。由表2可知，被测离子测定结果的相对标准偏差小于2%，说明方法的重现性较好。

2.5 样品测定及回收试验

在选定的色谱条件下，用该方法检测1#～3#号电厂水中的有机酸和无机阴离子，测定结果见表3，1#样品色谱图见图2。由于油田水矿化度高，化学成分复杂，含有大量有机物，因此在谱图中除了待检测的离子外，还有其它离子的色谱峰。

表2 精密度试验结果

表3 实际样品测定结果 ng／mL

图2 样品离子色谱图

取1#样品进行CH3COO-，HCOO-，Cl-，Br-，SO42-的加标回收试验，结果见表4。由表4可以看出，样品的加标回收率为97.9%～101.7%，说明该方法对于电厂水中的无机阴离子和有机酸的测定结果可靠。

表4 加标回收率试验结果(n=3)

3 结语

采用离子色谱法测定电厂水中无机阴离子和有机酸，以氢氧化钾溶液对样品进行梯度淋洗，方法精密度良好，准确度高，能满足实验要求。该方法具有推广实用价值。

［1］ 胡锦英，赵丹，王浩然，等.离子色谱法测定中原油田水中的阴离子［J］.沈阳师范大学学报(自然科学版)，2010(3): 416-419.

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［5］ 熊启勇，王亚静，吕振华，等.离子色谱在油田开发中的应用［J］.现代科学仪器，2003(5): 60-63.

［6］ 陈磊，肖艳，朱红卫，等.离子色谱在油田水分析中的条件实验及在石化企业中的应用［J］.河南石油，2003(6): 31-33.

［7］ 张飞龙，向廷生.离子色谱在油田中的应用［J］.山东化工，2009，(6): 38-39.

［8］ 刘鹏，胥元刚.浅析油田水离子色谱分析技术在油田开发中的应用［J］.中国石油和化工标准与质量，2013(20): 142-146.

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［10］ Liu X，Jiang S X，Chen L R，et al. Determination of Inorganic ions in oil field waters by single-column ion chromatography［J］. Journal of Chromatography A，1997，789(1): 569-573.

聚光科技推出高分辨率电弧全谱直读光谱仪

聚光科技正式对外发布直读光谱仪家族的最新成员：E5000A型高分辨率电弧直读光谱仪，与E5000共用同一技术平台，把原有2 400 L／mm的光栅更换为3 600 L／mm，增大光谱仪色散，分辨率提高了30%，光谱半高全宽达到18pm。在样品分析过程中，能有效的避免元素间干扰，使其性能进一步提升，特别适合对Ag，B，Sn检测有较高要求的用户。

(仪器信息网)

Simultaneous Determination of Organic Acids and Inorganic Anions in Power Plant Water by Ion Chromatography

Zhang Qin1，Wu Tao2, Liu Chunhong1
(1. Zhejiang Energy Group R & D Co., Ltd., Hangzhou 310028， China; 2. Lianyungang Nuclear Co.,Ltd., Lianyungang 222042, China)

A method for the simultaneous determination of organic acids and inorganic anions in power plant water by ion chromatography with gradient elution and conductivity detection was established. The chromatographic separation was performed on AG11-HC (50 mm×4 mm) guard column and IonPac AS11-HC (250 mm×4 mm) analytical column by using potassium hydroxide solution as eluent with a self-regeneration suppressor. Organic acids and inorganic anionins in power plant water were detected. The linear range was 0.005-2 mg／L for F-，Cl-，NO2-，Br-，NO3-and 0.01-5 mg／L for CH3COO-，HCOO-，SO42-，PO43-. The correlation coefficients were 0.998 9-0.999 3， and the detection limits were 0.122-0.989 ng／mL. The relative standard deviations of detection results were less than 2.0% (n=7). The standard addtion recoveries were 97.9%-101.7%. The method is simple，practical，which can be used for simultaneous determination of organic acids in power plant water.

ion chromatography; gradient elution; power plant water; organic acid; inorganic anion

O657.7

：A

：1008-6145(2015)04-0078-03

10.3969／j.issn.1008-6145.2015.04.023

联系人：张勤；E-mail: 2858749716@qq.com

2015-04-12