離子色譜法測定深層地下水中的溴離子含量

1、離子色譜法測定深層地下水中的溴離子含量許淑霞，劉翔 成都理工大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)院，成都，610059， xushux摘要：以離子色譜電導(dǎo)法為基礎(chǔ)，采用電化學(xué)自動(dòng)再生抑制器，對地下水中Br-、NO3-兩種離子進(jìn)行了有效的分離和測定。通過實(shí)驗(yàn)確定最佳色譜條件為：淋洗液濃度1.9 mmol/L Na2CO3 +3.0 mmol/L NaHCO3，流速：0.8 mL/min，對混合標(biāo)準(zhǔn)溶液測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）<5%，測定時(shí)間為7分鐘。對13種深層地下水樣品中Br-含量進(jìn)行測定，并對樣品進(jìn)行加標(biāo)回收率測定，回收率為90.9%-110%。本方法與常規(guī)的方法相比較，具有分析系統(tǒng)穩(wěn)定、快速、節(jié)

2、省試劑、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，有較高的實(shí)用價(jià)值。 關(guān)鍵詞：制抑型離子色譜，測定，地下水，陰離子 1 引言 在原油和天然氣的勘探和生產(chǎn)中，水樣的分析非常重要，油和氣的儲(chǔ)存常伴有結(jié)構(gòu)水的存在，這些深層地下水中一般含有高濃度的鹽，其組成與地質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)，主要成分為氯化鈉，一般還含有維持生命所必須的元素，如溴，碘，氮以及鎂，胺，鐵。對勘探中水質(zhì)的分析可以了解結(jié)構(gòu)水中是否有回流發(fā)生，觀察注入水或者勘探泥漿對結(jié)構(gòu)水的影響等，也可以通過對水質(zhì)的分析來對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。用IC法測定結(jié)構(gòu)水中的陰離子的主要問題是大量的氯離子存在的情況下其他痕量陰離子的分析1。 氟化物、硝酸鹽和硫酸鹽均為水質(zhì)檢驗(yàn)項(xiàng)目，而地下水溴離子濃度

3、檢測對于石油的勘測分析具有重要意義，這些陰離子的檢測方法通常為化學(xué)法，均需逐個(gè)測定、操作繁瑣、工作量大和檢測周期長，檢測結(jié)果受實(shí)驗(yàn)室條件及人工操作等因素的影響較大。離子色譜法具有操作簡單，多組分可同時(shí)測定，操作成本低等優(yōu)點(diǎn)2。用離子色譜測定水樣已有很多報(bào)道3、4，但是對于地下水的報(bào)道甚少。 本研究采用化學(xué)抑制的792 Basic IC 離子色譜儀對地下水中的溴離子進(jìn)行測定，選擇了最佳淋洗液濃度和流速等，通過精密度和回收率實(shí)驗(yàn)證明了本方法用于測定地下水中多種陰離子是很有效的，同時(shí)本試驗(yàn)選定的色譜條件和樣品處理方法也同樣適合其它水樣陰離子的測定。 本實(shí)驗(yàn)沒有采用陽離子小柱作為樣品的前處理手段，而是

4、采用了化學(xué)方法來對樣品進(jìn)行前處理，即用淋洗液沉淀、離心分離陽離子的方法，方法簡單，成本低。以求消除陽離子（主要是Mg2+， Ca2+）對陰離子交換柱和測定的影響。 2. 實(shí)驗(yàn)部分 2.1儀器與試劑 儀器：化學(xué)抑制的792 Basic IC 離子色譜儀（瑞士萬通）、792 Basic IC 軟件、超聲波清洗器（上海瑞勝）、真空抽濾泵（上海摩速）、0.45 m 微孔濾膜（瑞士萬通）、移液槍（長春博盛量子科技）。 試劑：溴化鉀（成都化學(xué)試劑廠)、硝酸鈉（成都化學(xué)試劑廠）、碳酸鈉（成都科龍化工試劑廠）、碳酸氫鈉（成都市科龍化工試劑廠）、硫酸（成都市科龍化工試劑廠）、超純水、深層地下水（采集于川西某地地

5、下一千多米處的水）。 2.2色譜條件 Anion dual 2陰離子分離柱（瑞士萬通）、保護(hù)柱（瑞士萬通），淋洗液1.9 mmoL / L Na2CO33.0 mmoL / L NaHCO3、流速：0.80 mL / min；進(jìn)樣量：10 L，化學(xué)抑制，電導(dǎo)檢測。 2.3.樣品前處理 本實(shí)驗(yàn)采用化學(xué)方法進(jìn)行樣品前處理：用移液槍吸取水樣1 mL于15 mL試管中，取淋洗液儲(chǔ)備液將水樣稀釋10倍，進(jìn)離心機(jī)離心10 min，靜置6 h后取上層清液待用。 3結(jié)果與討論3.1色譜條件選擇 3.1.1淋洗液濃度的選擇 淋洗液的濃度對陰離子的分離效果和保留時(shí)間都有影響，當(dāng)淋洗液的濃度增加時(shí)，出峰時(shí)間會(huì)提前，

6、全部陰離子的保留時(shí)間也會(huì)大大減小，但當(dāng)淋洗液濃度太大時(shí)，分離效果變差，峰與峰之間會(huì)出現(xiàn)重疊，陰離子之間不能完全分開，故選擇一個(gè)合適的淋洗液濃度對分析樣品的濃度相當(dāng)重要。 在相同流速下0.8 ml/min，不改變淋洗液濃度比，即淋洗液pH不變，分別選擇濃度0.7 mmol / L Na2CO3 +1.0 mmol /L NaHCO3、1.0 mmol / L Na2CO3 +1.5 mmol/L NaHCO3、1.3 mmol / L Na2CO3 +2.0 mmol /L NaHCO3、1.9 mmol/ LNa2CO3+3.0 mmol/ L NaHCO3等4種淋洗液進(jìn)行測試。 當(dāng)選擇濃度1

7、.9 mmol/LNa2CO3 +3.0 mmol/ L NaHCO3作為淋洗液時(shí)，如圖1所示，出峰時(shí)間提前，保留時(shí)間為7分鐘，NO3-與Br-完全分開，各峰之間分離度也很好，所以本實(shí)驗(yàn)選擇淋洗液濃度為1.9 mmol/ L Na2CO3 +3.0 mmol/ L NaHCO3。 3.2標(biāo)準(zhǔn)曲線線性 配制一系列不同濃度的Br-標(biāo)準(zhǔn)溶液， 在上述選定色譜條件下，分別進(jìn)樣，測定不同濃度點(diǎn)的色譜峰面積和保留時(shí)間，然后以峰面積為縱坐標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為橫坐標(biāo)，其數(shù)據(jù)如表1。在1.005.00 mg/L 的濃度范圍內(nèi)，線性相關(guān)性大于0.999，線性相關(guān)性良好。3.3精密度實(shí)驗(yàn) 以淋洗液1.9 mmol

8、/ L Na2CO3 +3.0 mmol /L NaHCO3，流速為0.8 mL / min為色譜條件，測定陰離子1mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，連續(xù)進(jìn)樣8次，Br離子RSD為2.64，NO3 RSD為3.01，說明本方法的精密度很好。 3.4樣品分析 用淋洗液1.9 mmol / L Na2CO3+3.0 mmol / L NaHCO3，流速為0.8 mL / min，對經(jīng)過前處理的樣品進(jìn)行測定。一般水樣樣品的前處理是先通過0.45 m微孔濾膜過濾6。因?yàn)樗畼悠分泻嘘栯x子，如Ca2+、mg2+等會(huì)和流動(dòng)相中的碳酸根反應(yīng)生成碳酸鈣、碳酸鎂沉淀，沉積在陰離子分析柱中，所以本實(shí)驗(yàn)采用化學(xué)方法處理樣

9、品，對水樣進(jìn)行過濾，以除去陽離子。即用淋洗液沉淀、離心分離陽離子的方法，以求消除陽離子（主要是Mg2+， Ca2+）對陰離子交換柱和測定的影響。對樣品濃度高于線性范圍的樣品溶液進(jìn)行適當(dāng)稀釋，取靜置后的樣品上層清液1 mL于試管中，再加入超純水稀釋5倍，使之濃度在線性范圍內(nèi)，進(jìn)樣測定。樣品所測濃度如表2。 3.5回收率實(shí)驗(yàn) 分別取每種已知濃度的樣品各加入陰離子標(biāo)準(zhǔn)溶液，對樣品中含有的陰離子進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，根據(jù)回收率公式，測出加標(biāo)樣品濃度值，計(jì)算回收率，樣品回收率值在90.9-110%，說明本方法準(zhǔn)確度很高，其測定結(jié)果見表2。4 結(jié)論 本文詳細(xì)介紹了離子色譜的原理、測定深層地下水中陰離子含量的意

10、義、離子色譜樣品前處理的方法和離子色譜的應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)建立了抑制型離子色譜法同時(shí)測定地下水中Br-、NO3-兩種陰離子的方法，選出了最佳的色譜條件，從上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，本方法具有靈敏度高、準(zhǔn)確性高、操作簡便、分離效果好、可同時(shí)測定多種陰離子等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)這種方法可推廣到其他水樣的測定。 參考文獻(xiàn)： 1 AppLication Note No 3MDionex Corporation, SunnyvaLe，CA198752-55 2 許淑霞, 劉麗梅, 張勇, 汪雋, 韓寶武, 馬小童.化妝品中7種陰離子的固相萃取-離子色譜測定法J.環(huán)境與健康雜志. 2008, 25 155-158. 3 杜秀娥，張君花.離子色譜在水質(zhì)分析中的應(yīng)用J河北地質(zhì)礦產(chǎn)信息1999，4：15-18 4 Xiumei Geng，Sufang Zhang，Qian Wang，Zongbao（Kent）ZhaoShort communication Determin