离子色谱法测定废气中硫酸雾实验探究

2016-08-31吴香姣

中国科技信息 2016年1期

吴香姣

离子色谱法测定废气中硫酸雾实验探究

吴香姣

本文为了用离子色谱法测定废气中硫酸雾的实验，提前准备好抽滤样品用的0.22µm微孔滤膜和预处理柱，采取阴离子色谱柱分离与电导检测器进行检测，将4.5mmol/L 的碳酸钠和0.8mmol/L 的碳酸氢钠混合溶液当流动相，以1.0ml/min的流速进行测试，从而保证时间的定性。而定量的标准以峰面积为准，此方法要在特定的范围内，即为0.50～50mg/m3。这种实验方法与铬酸钡分光光度法实验比对之后并无差异。且该方法具有显著的优点：操作简捷、准度较高、测定范围广、实用性强。该方法在环境样品的分析得到了广泛的应用。

硫化氢、硫酸雾与二氧化硫是气体中主要的硫化物，而空气中的二氧化硫气体可被氧化成为三氧化硫，三氧化硫与空气中的水分结合即生成硫酸雾。硫酸雾对人体有一定的伤害，会刺激呼吸道，若吸入大量的硫酸雾会引起肺水肿，长时间工作在含有硫酸雾的环境中会导致人体肺气肿、肺硬化与支气管扩张等疾病。硫酸雾的测定方法在目前有以下几种：氯化钡比浊分光光度法、二乙胺比色法、铬酸钡分光光度法等。而这些方法都具有实验过程耗时很长、方法检出限高、实验试剂消耗量大等缺陷。本文采用玻璃纤维滤筒进行等速采样，用水浸取，利用预处理柱除去金属阳离子，将待测样品注入离子色谱仪进行测定。用离子色谱法测定废气中的硫酸雾，具有前处理过程简单、灵敏度高、测定范围广、实用性强等优势。本文对离子色谱法分析废气中的硫酸雾进行了新的试验与化学法进行比对，其试验的结果得到了很好的论证。

测定的材料与方法

仪器与试剂

测定的主要仪器有以下几种：美国戴安ICS-900型离子色谱仪，配备 AG23保护柱、Ion Pac AS23阴离子分离柱、ASRS300 4-mm自动再生抑制器（制电流 25MA）、Chromeleon色谱工作站与电导检测器。

测定的试剂有以下几种：0.22µm微孔滤膜与H柱（商品预处理柱）；硫酸盐标准溶液：500mg/L，环保部标样所；淋洗液：4.5mmol/L 的碳酸钠（基准级）和0.8mmol/L 的碳酸氢钠（优级纯）混合溶液。

色谱分析条件

检测器测量范围为0～500µs；柱温为室温；以碳酸钠（4.5mmol/L，基准级）和碳酸氢钠（0.8mmol/L，优级纯）混合溶液作为淋洗液；淋洗液流速为1.00ml/ min；进样体积为100µL。

实验分析步骤

1.试样制备：加热浸出法。将待测样品（滤筒）撕碎后放入250ml锥形瓶中，加入100ml去离子水浸没滤筒，在瓶口上放一个玻璃漏斗，再放到电热板进行加热至沸腾，大约到30min后可以取下，等到冷却之后将浸出液用中速定量滤纸滤入250ml容量瓶中，并将滤筒上的残渣及锥形瓶用去离子水清洗3～4次，将洗涤液并入上述容量瓶中，加氢氧化钠溶液（0.10或1.0mol/L）中和至溶液pH7～9（用PH试纸试验），最后用去离子水稀释定容至标线。

2.空白试样制备。取2至3个与待测样品同批次的空白滤筒，撕碎后放入锥形瓶中按以上试样制备步骤进行空白滤筒溶液的制备。

3.标准曲线绘制。配制质量浓度分别为：0、0.50、2.50、5.00、10.0、25.0mg/L的6个硫酸盐标准溶液系列。按浓度从低到高的顺序将标液注入离子色谱仪进行测试，记录峰面积与保留时间，以峰面积为对SO42-的质量浓度绘制标准曲线。

4.试样测定。先将预处理柱用去离子水洗涤，然后加入上述制备好的试样进行交换处理，去除样品溶液中的阳离子，弃去最初流出的30ml溶液，然后用0.22µm微孔滤膜过滤滤液，得到试料。最后在离子色谱仪上注入先前制作好的试料，用与绘制标准曲线相同的条件和步骤进行测定。

5.空白试样测定。测定空白滤筒溶液，用与样品溶液测定相同的方法进行测定，并计算每个空白滤筒的硫酸根离子含量。

6.结果计算。固定污染源废气中硫酸雾的质量浓度计算公式如下：

公式中的C1和C0分别代表待测试样中SO的质量浓度和空白试样中SO42-质量浓度，mg/L。

实验讨论

确定检出限

对检测限浓度进行确定，通过连续7个接近其浓度的加标样品，计算检出限标准偏差S。，若对7个样品连续分析之后，置信区为99%，7个值均相同，则。其中：是置信度99%、自由度n-1时的t值。n是分析样品的数量。加标样品进行测定后，其平均值与MDL的比值一般要求在3至5之间，只有保持在这样数值之间，才能说明MDL的初次加标样品较合适，若它们的比值不在要求范围之内，则需要改变加标浓度，重新测定，直至比值达到3至5之间，并以此作为该化合物的MDL 。测定结果见表1。

表1　检出限测定结果表

测定准确度和精密度

对硫酸盐有证标准物质进行7次平行测定，准确度和精密度测定结果见表2。

表2　精密度和准确度测定结果

实际样品离子色谱法与分光光度法比对实验结果

实验比对

对7个实际废气样品中的硫酸雾用离子色谱法和铬酸钡分光光度法分别进行测定，比对试验结果见表3。

实验评定方式

对实验结果的评定，分为满意与不满意两种评定标准：实验室的检测结果是根据实验室内各分析方法测定的平均值及其A类不确定度作为评定比对结果。在进行结果验证时，若：（其中：代表方法a的测定结果；代表方法b的测定结果；代表方法a的A类不确定度；UX2代表方法b的A类不确定度），则可确定实验室的测量是否达到标准，即是否满意。

表3　实际样品比对试验测定结果

实验评定结果

对硫酸盐有证标准样品用离子色谱法和铬酸钡分光光度法分别进行测定，测定结果见表4。

表4　有证标样测定结果

实验结果的评定依据（见表5）

表5　两种方法的测定分析表

通过两者实验比对，废气中的硫酸雾样品通过离子色谱法进行分析证明，其操作简捷、准度较高、实用性强。与铬酸钡分光光度法的实验进行比较，两者间的结果差异无统计学意义，这种实验分析方法适用于日常样品，达到了相关行业的限值要求。

测定下限的确定

表6　测定下限的测定

在一般情况下，定量浓度的下限是以检出限的4倍为测定方法的测定下限，若用去离子水将定容样品进行稀释，采样量在200L时，检出浓度的最低值为0.05mg/m3。测定结果见表6。

表7　样品加标回收率测定结果

样品分析

依据上述分析步骤测定预处理后的样品溶液，并进行加标回收试验，最后的结果显示硫酸根的加标回收率在94.4%至98.1%之间，通过此分析证明该方法适用于实际样品的分析。加标回收试验结果见表7。

结束语

通过对离子色谱法测定废气中硫酸雾的实验探究、并与铬酸钡分光光度法进行比对实验。实验结果表明：离子色谱法测定废气中硫酸雾的检出限为0.12mg/L，精密度为0.61%，加标回收率在94.0%～98.1%之间。离子色谱法与铬酸钡分光光度法测定废气中硫酸雾的比对试验结果之间的差异无统计学意义。用离子色谱法对废气中的硫酸雾样品进行分析测定，适用于日常样品，达到了相关行业的标准限值要求。具有操作简捷、准度较高、测定范围广、实用性强等优点，也因此而得到了广泛应用。