一、離子色譜法
可吸附有機(jī)鹵素(aox)指在本方法規(guī)定的條件下,可被活性炭吸附的結(jié)合在有機(jī)化合物上的鹵族元素(包括氟、氯和溴)的總量(以cl計(jì))。
可吸附有機(jī)氯(aoci)指在本方法規(guī)定的條件下,可被活性炭吸附的結(jié)合在有機(jī)化合物上的氯元素的總量。
可吸附有機(jī)氟(aof)指在本方法規(guī)定的條件下,可被活性炭吸附的結(jié)合在有機(jī)化合物上的氟元素的總量。
可吸附有機(jī)溴(aobr)指在本方法規(guī)定的條件下,可被活性炭吸附的結(jié)合在有機(jī)化合物上的溴元素的總量。
1.方法原理
用活性炭吸附水中的有機(jī)鹵素化合物,然后將吸附上有機(jī)物的活性炭放入高溫爐中燃燒、分解,轉(zhuǎn)化為鹵化氫(氟、氯和溴的氫化物),經(jīng)堿性水溶液吸收,用離子色譜法分離測(cè)定。
2.干擾及消除
①水中的無(wú)機(jī)鹵素離子,在樣品富集過(guò)程中,也能部分殘留在活性炭上,干擾測(cè)定。用20 ml酸性硝酸鈉洗滌液淋洗活性炭吸附柱,可*去除其干擾。
②水樣中存在難溶的氯化物、生物細(xì)胞(如微生物、藻類(lèi))等時(shí),使測(cè)定結(jié)果偏高,用硝酸調(diào)節(jié)水樣的ph值在1.5~2.0之間,放置8 h后分析。
③當(dāng)水樣中存在活性氯時(shí),aocl的測(cè)定結(jié)果偏高。采樣后立即在100 ml水樣中加入5 ml亞硫酸鈉溶液。
3.方法的適用范圍
當(dāng)取樣體積為50~200 ml時(shí),可測(cè)定水中可吸附有機(jī)氯(aoci)的濃度范圍為15~600 μg/l,可吸附有機(jī)氟(aof)的濃度范圍為5~300 μg/l,可吸附有機(jī)澳(aobr)的濃度范圍為9~1200 μg/l。
4.試劑
除非有說(shuō)明,分析時(shí)均使用不含有機(jī)物的蒸餾水和符合標(biāo)準(zhǔn)的分析純?cè)噭?br>(1)不含有機(jī)物的蒸餾水:經(jīng)去離子水過(guò)活性炭柱后用全玻璃蒸餾器蒸餾,臨用前現(xiàn)蒸餾。
(2)活性炭:分析純,20~60 目。
(3)吸附用純化活性炭。
(4)氧氣(o2):純度99.9%;高純氮(n2):純度99.99%
(5)5%*溶液;10%氫氧化鈉溶液;亞硫酸鈉溶液,c=0.2 mol/l。
(6)(1+1)硝酸(hno3);硝酸溶液,c=1 mol/l。
(7)硝酸鈉(nano3)貯備液,17 g/l:稱(chēng)17 g硝酸鈉溶于水中,加入25 ml硝酸溶液,移入1000 ml容量瓶中并用水稀釋至標(biāo)線。
(8)硝酸鈉洗滌液:將硝酸鈉貯備液用水稀釋20倍。
(9)離子色譜淋洗貯備液,c(na2co3)=0.18 mol/l,c(nahco3)=0.7 mol/l。
(10)離子色譜淋洗使用液,c(na2co3)=0.0018mol/l,c(nahco3)=0.0017mol/l。
(11)氟離子標(biāo)準(zhǔn)貯備液,含氟量1000 mg/l:稱(chēng)取2.2100 g氟化鈉(105 ℃烘2 h)溶于水,移入1000 ml容量瓶中,加入10.0 ml離子色譜淋洗貯備液并用水稀釋至標(biāo)線。貯于聚乙烯瓶中,在冰箱中冷藏。
(12)氯離子標(biāo)準(zhǔn)貯備液,含氯量1000 mg/l:稱(chēng)取1.6484 g氯化鈉(105 ℃烘2 h)溶于水,移入1000 ml容量瓶中,加入10.0 ml離子色譜淋洗貯備液并用水稀釋至標(biāo)線。貯于聚乙烯瓶中,在冰箱中冷藏。
(13)溴離子標(biāo)準(zhǔn)貯備液,含溴量1000 mg/l:稱(chēng)取1.2879 g*(105 ℃烘2 h)溶于水,移入1000 ml容量瓶中,加入10.0 ml離子色譜淋洗貯備液并用水稀釋至標(biāo)線。貯于聚乙烯瓶中,在冰箱中冷藏。
(14)混合標(biāo)準(zhǔn)使用液:根據(jù)被測(cè)離子的濃度范圍配制混合標(biāo)準(zhǔn)使用液。如分別取氯離子標(biāo)準(zhǔn)貯備液5.00 ml、氟離子標(biāo)準(zhǔn)貯備液2.50 ml和溴離子標(biāo)準(zhǔn)貯備液10.0 ml于500 ml容量瓶中,加入5.00 ml離子色譜淋洗貯備液,用水稀釋至標(biāo)線。比溶液中氯、氟和溴離子的濃度分別為10.0、5.0和20.0 mg/l。
(15)硼砂吸收液,c(na2b4o7) =0.0025 mol/l。
(16)對(duì)氯*校準(zhǔn)溶液:
①對(duì)氯*校準(zhǔn)貯備液,含氯量20.0 mg/l:用水溶解72.5 mg對(duì)氯*于1000 ml容量瓶中。
②對(duì)氯*校準(zhǔn)使用液,含氯量0.5 mg/l:臨用時(shí)將對(duì)氯*校準(zhǔn)貯備液用水稀釋40倍。
5.儀器
(1)離子色譜儀。
(2)燃燒裝置。
①管式爐:可加熱至1000 ℃,在500~1000 ℃范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié),溫控誤差小于滿量程的2%。
②燃燒管:由石英套管、高純氧化鋁和樣品輸入裝置三部分組成。
(3)氧氣凈化裝置:一個(gè)內(nèi)裝50 ml 5%*溶液與兩個(gè)內(nèi)裝50 ml 10%氫氧化鈉溶液的氣泡式洗氣瓶依次串聯(lián)。
(4)吸附裝置。
①氮?dú)饧訅何窖b置:吸附裝置由活性炭吸附柱和樣品管兩部分組成?;钚蕴课街鶠殚L(zhǎng)40~50 mm、內(nèi)徑2.0~3.0 mm的玻璃管。出口端內(nèi)徑稍細(xì)0.9~1.0 mm,內(nèi)裝40~50 mg吸附用純化活性炭,兩端塞少許石英棉。樣品管為體積110~120 ml的玻璃管。吸附柱入口端與樣品管的出口端連接,樣品管進(jìn)氣口與氮?dú)馄肯噙B。靠調(diào)節(jié)氮?dú)鈮毫刂扑魉俣取?br>②簡(jiǎn)易吸附裝置:由活性炭吸附柱、用一段膠管套在吸附柱上的硅膠塞和帶9號(hào)針頭的25 ml或50 ml玻璃注射器組成。
(5)過(guò)濾裝置:微孔濾膜過(guò)濾器包括微孔濾膜,孔徑為0.45 μm;水抽泵或真空泵。
(6)氣泡式吸收管,5 ml;多孔玻板吸收瓶,50 ml;氣泡式洗氣瓶。
(7)平頂針頭,外徑0.9 mm,長(zhǎng)7~8 cm。
6.樣品采集與保存
①采樣、運(yùn)輸和貯存樣品時(shí)均使用玻璃器皿。樣品瓶?jī)?nèi)應(yīng)裝滿水樣不得留有氣泡。
②采樣后應(yīng)盡快分析。如必須貯存,用硝酸調(diào)節(jié)水樣的ph值在1.5~2.0之間,于冰箱中冷藏。不得超過(guò)3 d。
7.步驟
(1)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
見(jiàn)表1。
表1 cl-、f-和br-標(biāo)準(zhǔn)系列
管號(hào) 1 2 3 4 5 6 7
混合標(biāo)準(zhǔn)使用液(ml) 0 0.50 1.00 2.00 5.00 7.00 10.00
離子色譜淋洗使用液(ml) 10.00 9.50 9.00 8.00 5.00 3.00 0
cl-濃度(mg/l) 0 0.50 1.00 2.00 5.00 7.00 10.00
f-濃度(mg/l) 0 0.25 0.50 1.00 2.50 3.50 5.00
br-濃度(mg/l) 0 1.00 2.00 4.00 10.0 14.0 20.0
各管混勻,用離子色譜儀分離各組分,測(cè)量不同濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液的峰高,以峰高對(duì)應(yīng)濃度(mg/l),分別繪制cl-、f-和br-的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
(2)樣品測(cè)定
①揮發(fā)性有機(jī)鹵素的測(cè)定。若樣品中揮發(fā)性有機(jī)鹵素化合物的含量少于有機(jī)鹵素化合物總量的50%,該步驟可以忽略。
先將燃燒爐升溫,并保持在950 ℃ ± 10 ℃。連接內(nèi)裝3.00 ml硼砂吸收液的氣泡式吸收管于燃燒管出口端,用石棉布包裹連接處,防止結(jié)露。
取50 ml水樣于多孔玻板吸收瓶中,連接氧氣到該吸收瓶的進(jìn)氣口端,連接該吸收瓶的出氣口端到燃燒管外套管的氧氣入口端,調(diào)節(jié)氧氣壓力和流量計(jì),使向燃燒管內(nèi)套管吹氧的速度為40~60 ml/min,向外管吹氧的速度為150 ml/min。從洗氣瓶進(jìn)氣口端通氧氣進(jìn)入已預(yù)熱至950 ℃ ± 10℃的燃燒室中,至少吹氣10 min。
從燃燒系統(tǒng)上一并取下吸收管和連接管,用吸耳球從吸收管出口端輕輕吹氣(注意勿將吸收液從瓶中吹出)并反復(fù)吹,使吸收管入口端和連接管中的霧滴進(jìn)入吸收管中。用離子色譜測(cè)定吸收瓶中的cl-、f-和br-的含量。
②可吸附有機(jī)鹵素的測(cè)定。
(i)吸附:將活性炭吸附柱連接到吸附裝置上,根據(jù)樣品中有機(jī)物的含量取1.0~100 ml水樣于吸附裝置的樣品管中,若取樣體積少,則至少補(bǔ)加水至50 ml,每100 ml水樣中加入5 ml硝酸鈉貯備液。此時(shí)水樣的ph值應(yīng)小于2,否則加硝酸調(diào)節(jié),加蓋密封,調(diào)節(jié)氮?dú)鈮毫?,使水樣?~3 ml/min的速度流過(guò)吸附柱。然后加20 ml硝酸鈉洗滌液,以2~3 ml/min的流速洗滌吸附柱。若樣品濃度較高,取樣量少,也可用簡(jiǎn)易吸附裝置替代上述操作。
(ii)燃燒:預(yù)先將燃燒爐升溫,并保持在950 ℃ ± 10 ℃。調(diào)節(jié)氧氣壓力和流量計(jì),使向燃燒管內(nèi)套管吹氧的速度為120~150 ml/min,向外管吹氧的速度為4~60 ml/min。連接內(nèi)裝3.00 ml硼砂吸收液的氣泡式吸收管于燃燒管出口端,用石棉布包裹連接處,防止結(jié)露。
打開(kāi)燃燒管樣品入口的硅膠塞,用平頂針頭將活性炭吸附柱內(nèi)吸附了樣品的濕活性炭全部移入氧化鋁舟中,加塞。將氧化鋁舟推入燃燒管預(yù)熱區(qū)(爐口處),停留2 min,然后慢慢將氧化鋁舟推入高溫區(qū),3 min后將其拉出到樣品入口。繼續(xù)吹氧4~5 min。
(iii)測(cè)量:從燃燒系統(tǒng)上一并取下吸收管和連接管,用吸耳球從吸收管出口端輕輕吹氣(注意勿將吸收液從管中吹出),并反復(fù)吹,使吸收管入口端和連接管中的霧滴進(jìn)入吸收管中。用離子色譜測(cè)量吸收管中的cl-、f-和br-的含量。
③全程序空白樣品的測(cè)定:用蒸餾水代替樣品,按與樣品測(cè)定相同步驟做全程序空白試驗(yàn)。
④全分析步驟的驗(yàn)證:分別取50 ml對(duì)氯*校準(zhǔn)工作液,按與測(cè)定樣品相同步驟,測(cè)定校準(zhǔn)樣品的濃度。
8.計(jì)算
①水中可吸附有機(jī)氯(aocl)濃度計(jì)算:
式中:c(aocl)——水樣中可吸附有機(jī)氯(aocl)的濃度(μg/l);ccl——由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的樣品中cl-的濃度(mg/l);c0cl——由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的空白樣品中cl-的濃度(mg/l);v1——吸附水樣的體積(l);v2——吸收管中吸收液的總體積(ml);d——吸附前水樣的稀釋倍數(shù)。
②水中可吸附有機(jī)氟(aof)濃度的計(jì)算:
式中:c(aof)——水樣中可吸附有機(jī)氟(aof)的濃度(μg/l);cf——由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的樣品中f-的濃度(mg/l);c0f——由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的空白樣品中f-的濃度(mg/l)。
③水中可吸附有機(jī)溴(aobr)濃度的計(jì)算:
式中:c(aobr)——水樣中可吸附有機(jī)溴(aobr)的濃度(μg/l);cbr——由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的樣品中br-的濃度(mg/l);c0br——由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的空白樣品中br-的濃度(mg/l)。
④水中可吸附有機(jī)鹵素(aox)濃度計(jì)算:
式中:c(aox)——水中可吸附有機(jī)鹵素的濃度(以氯計(jì),μg/l);1.866——從氟元素?fù)Q算為氯元素的系數(shù);0.444——從溴元素?fù)Q算為氯元素的系數(shù)。
9.精密度和準(zhǔn)確度
六個(gè)實(shí)驗(yàn)室分別測(cè)定四個(gè)濃度的統(tǒng)一樣品(重復(fù)測(cè)定次數(shù)n=4),得到方法的精密度和準(zhǔn)確度。
六個(gè)實(shí)驗(yàn)室分別測(cè)定了飲用水、地表水或廢水兩種不同濃度范圍的實(shí)際水樣和加標(biāo)回收率。aocl的平均回收率在79%~102%之間,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于15.2%。aof實(shí)際樣品的平均加標(biāo)回收率在62%~79%之間,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于14%。aobr的平均加標(biāo)回收率在84%~101%之間,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于12%。
10.注意事項(xiàng)
①純化后的活性炭開(kāi)封后,*當(dāng)日使用,否則須經(jīng)純化處理。
純化活性炭的制備方法:研磨篩取孔網(wǎng)直徑為125~154 μm(100~120 目)分析純活性炭,用1 mol/l硝酸溶液浸泡12 h以上,移入微孔濾膜過(guò)濾器中,用水洗滌至無(wú)硝酸根離子(用二苯胺的硫酸溶液檢查至無(wú)深藍(lán)色物質(zhì)生成),烘干,在氮?dú)饬鞅Wo(hù)下,于450~500 ℃加熱3 h以上,冷卻至室溫。在清潔且無(wú)有機(jī)鹵素化合物污染的室內(nèi),篩取直徑為88~125 μm(120~170 目)的純化活性炭,分別取當(dāng)天用量裝至2~5 ml玻璃瓶中,密封保存。臨用前拆封。
純度檢驗(yàn)方法:按本方法規(guī)定的步驟,測(cè)定純化處理后活性炭的全程序空白值,可吸附有機(jī)氯(aocl)測(cè)定值小于35 μg/l,四個(gè)實(shí)驗(yàn)室重復(fù)測(cè)定(m=4,n=4)的批內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5 μg/l。aof的全程序空白值小于11μg/l;六個(gè)實(shí)驗(yàn)室重復(fù)測(cè)定(m=4,n=4)的批內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于2μg/l。aobr的全程序空白測(cè)定值為零。
②普通氧和醫(yī)用氧氣中含有微量雜質(zhì),干擾測(cè)定,使全程序空白值偏高且不穩(wěn)定,必須通過(guò)凈化裝置凈化后方可使用。
③每批樣品至少做兩個(gè)全程序空白實(shí)驗(yàn)和分析步驟的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)??晌接袡C(jī)氯(aocl)的回收值與標(biāo)準(zhǔn)值之差不應(yīng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值的 ±15%。否則檢查水、試劑、燃燒系統(tǒng)及整個(gè)分析步驟。
④用氮?dú)饧訅何窖b置吸附水樣時(shí),應(yīng)先打開(kāi)排氣閥調(diào)節(jié)氮?dú)饬髁繛?.1~0.2 ml/min,待氣流平穩(wěn)后再關(guān)閉排氣閥給水樣加壓。避免壓力過(guò)高,吸附管脫落。
⑤用活性炭吸附未知濃度的水樣時(shí),可取不同體積的水樣(例如:50 ml和100 ml)分別吸附,檢查吸附是否*。若體積較小的樣品的實(shí)測(cè)濃度值比體積較大的樣品高15%以上,應(yīng)將水樣適當(dāng)稀釋后,重新吸附。
⑥使用過(guò)的氣泡式吸收管,須用(1+2)硝酸浸飽過(guò)夜,用水沖洗,用去離子水清洗凈后方可使用。
文章來(lái)源:ewg1990儀器學(xué)習(xí)網(wǎng)