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安培检测器离子色谱法测定环境水样中痕量氰化物

2025-03-16 70 上传者：管理员

摘要：本文建立一种用脉冲安培检测器离子色谱法测定环境水样中痕量氰化物的测定方法，方法检出限为1.0μg/L，回收率为93.2%～101.2%，相对标准偏差（RSD）为0.8%～3.5%。该方法前处理简单，检测结果令人满意，适用于环境水样中痕量氰化物的检测。

关键词：
安培检测器
环境水样
环境水样痕量氰化物
离子色谱检测技术
离子色谱法
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氰化物特指带有氰基(CN)的化合物,常见的有氰化钾和氰化钠｡氰化物可分为无机氰化物和有机氰化物｡氰化物广泛应用于电镀､洗注､油漆､染料､橡胶等工业生产中｡氰化物是2006年国家颁布的《饮用水卫生标准》中常规必测的毒理学指标｡根据GB5749—2022《生活饮用水卫生标准》,氰化物的限值为0.05mg/L｡另外,GB/T14848—2017《地下水质量标准》规定氰化物标准限值为:Ⅰ类水≤0.001mg/L､Ⅱ类水≤0.01mg/L､Ⅲ类水≤0.05mg/L;GB3838—2002《地表水环境质量标准》规定氰化物标准限值为:Ⅰ类水≤0.005mg/L､Ⅱ类水≤0.05mg/L､Ⅲ类水≤0.2mg/L｡

测定氰化物的常用方法有:1)容量法和分光光度法｡容量法适用于生活污水和工业废水中氰化物的测定,测定下限为1.00mg/L,测定上限为100mg/L｡分光光度法适用于地表水､生活污水中氰化物的测定,测定下限为0.004mg/L,测定上限为0.45mg/L｡2)连续流动注射法｡连续流动注射分析仪是基于丹麦化学家鲁齐卡(RuzickaJ)和汉森(HansenEH)提出的流动注射概念设计的一种分析仪器｡该仪器结构简单紧凑,操作简便,易于实现自动化连续分析,能够显著缩短分析时间并提高效率｡其精密度高,分析频率可达60个样品/小时｡由于分析条件得到严格控制,相对标准偏差可控制在1%以内｡此外,试剂和试样用量少,减少了二次污染并节约了成本｡然而,该方法的缺点是对试剂纯度要求较高,且试剂配制过程较为烦琐｡在仪器运行过程中,取样结束后无法再添加样品,因此适用于大批量样品的分析｡

目前,上述方法均无法满足痕量环境水样(如地下水)中氰化物的检测需求｡经过近几十年的发展,离子色谱检测技术已在生产和生活的多个领域发挥了重要作用｡该技术具有灵敏度高､选择性好的特点,由于离子色谱(IC)的高选择性,样品处理过程更为简便,仅需稀释和过滤即可｡此外,IC分析柱稳定性好且容量高,其分离柱填料多采用苯乙烯/二乙烯基苯聚合物,具有优异的稳定性｡为避免抑制器对氰根离子产生干扰,并实现更低的检出限,本研究方法选用了灵敏度更高､检出限更低的脉冲安培检测器,其检出限可达µg/L级别｡

1、实验部分

1.1仪器与试剂

离子色谱仪配安培检测器+自动进样器(瑞士万通),型号940;试剂为50%氢氧化钠溶液,德国默克公司;乙二胺四乙酸(EDTA,优级纯);氢氧化钠,优级纯｡氰化物标准溶液为1000mg/L(生态环境部标准样品研究所)｡实验用水为去离子水,电阻≥18.2MΩ｡

1.2色谱条件

色谱柱为MetrosepASupp1250/4.6;淋洗液:NaOH溶液(100mmoL/L)+EDTA溶液(0.01mmoL/L);流速为0.9mL/min;柱温为30℃;进样体积为200µL｡此条件下的色谱图见图1｡

图1氰化物谱图

从色谱图中可以看出,氰根离子出峰时间在10min内,氰根离子在0.0~100.0µg/L范围内线性关系良好,R2≥0.999,满足环境水样中痕量氰化物检测的要求｡

1.3样品的采集与保存

采样容器和盛放容器都需要用所采水样荡涤2~3次,采样时应避免搅动环境底部的沉积物,并确保水面漂浮物不被采入样品瓶｡样品采集后必须立即加氢氧化钠固定,每升水样加0.5g固体氢氧化钠,使样品的pH>12｡采集的水样经0.22µm微孔滤膜过滤后取滤液,待离子色谱仪稳定后进行分析测试｡

2、结果与讨论

2.1色谱优化条件

本研究选用具有高分辨率且对氰根离子选择性较好的MetrosepASupp1作为氰化物测定的分离柱,并以MetrosepRP作为预处理保护柱｡通过考察淋洗液组分､检测器､浓度及流速､工作电压等色谱条件的变化对氰化物保留时间､色谱峰形及系统压力的影响,确定了优化条件:淋洗液为氢氧化钠溶液(100mmoL/L)+EDTA溶液(0.01mmoL/L),淋洗液流速为0.9mL/min,工作电压为80mV｡

2.2干扰物质的影响实验

在色谱优化条件下,氰根离子峰的保留时间为6.61min左右,而常见阴阳离子(如F-､CI-､NO3-､SO42-､Ca2+､Mg2+､K+､Na+)色谱峰的出峰时间全部在4.0min以前｡因此,水样成分中常见的阴阳离子对氰化物的检测没有影响｡本研究采用的是安培检测器,而安培检测器仅对具有电活性的物质有响应｡由于每种物质的电位不同,通过控制电极电压,检测器就具有极高的选择性｡

对银电极可能产生响应的物质主要有S2-､SCN-,色谱图上SCN未见有电极响应｡S2-对CN的影响,通过查阅资料可知,只有S2-的质量浓度高于20mg/L时,才能对氰化物的测定产生干扰,但实际环境水样中很少见到如此高的S2-浓度,所以S2-对氰化物的检测不产生干扰｡

2.3标准曲线与检出限

准确移取质量浓度为1000mg/L的氰化物标准储备液10.00mL于100mL容量瓶中,用2%氢氧化钠溶液定容至刻度,质量浓度为100.0mg/L;再移取质量浓度为100.0mg/L的氰化物标准中间液10.00mL于100mL容量瓶中,用2%氢氧化钠溶液定容至刻度,质量浓度为10.0mg/L｡将氰化物标准溶液配制成质量浓度分别为0.0､10.0､20.0､50.0､80.0､100.0µg/L的氰根标准溶液,然后进行色谱分析,绘制校准曲线为Y=0.5773X+0.433,相关系数r=0.9996｡

用纯水样品进行低浓度加标实验(加标量10.0µg/L),并进行7次重复测定,计算7次测定值的标准偏差,按下列公式计算方法检出限:

式中,t是自由度为n-1时的T的检验临界值,当n=7时,置信度为99%时,t=3.143;SD为7次平行测定的标准偏差｡

方法检出限为1.0µg/L,测定下限为4.0µg/L｡该方法弥补了现行国标中滴定法与分光光度法在环境水样检测中灵敏度和检出限的不足,能满足地下水､饮用水中氰化物的监测要求｡

2.4精密度与正确度

配制氰根离子质量浓度分别为20.0µg/L､50.0µg/L､80.0µg/L的溶液,按照2.2项的实验条件,重复进样6次,计算6次测定结果的相对标准偏差作为精密度,具体数据见表1｡

表1氰根离子精密度

由表1的数据可以看出,采用安培检测器离子色谱法测定氰根离子,在不同浓度水平上的相对标准偏差为0.8%~3.5%｡这表明该方法误差小､精密度高,能够满足环境监测的要求｡

取经0.22µm滤膜过滤的水样适量分成3份,分别加入质量浓度为20.0µg/L､50.0µg/L､80.0µg/L的加标样品,按上述方法进行测定,并计算回收率,结果见表2｡

表2正确度-加标回收率

2.5定性与定量分析

样品预处理:取水样适量,经0.22µm的滤膜过滤,待离子色谱仪稳定后,按照2.2项的优化色谱条件和步骤上机测定氰根离子质量浓度｡以保留时间进行定性分析,以峰面积进行定量分析,并用相同方法测定实验室空白｡

3、结束语

脉冲安培检测器离子色谱法测定环境水样中痕量氰根离子的线性范围为0.00~100.0µg/L,相关系数r大于0.999,线性关系良好｡方法检出限为1.0µg/L,按方法检出限的4倍计算测定下限为4.0µg/L｡与分光光度法相比,安培检测器离子色谱法在准确度､精密度和检出限方面均具有显著优势,是目前最直接简便､经济实用的检测方法｡实验结果表明,安培检测器离子色谱法测定环境水样中痕量氰根离子的方法自动化程度高､检出限更低､灵敏度更高,适用于饮用水､地下水､地表水中痕量氰化物检测,是一种易于广泛推广的新型环保检测方法｡

参考文献:

[1]张丽,张剑芳,屠梦琪,等.环境水样中氰化物分析方法研究[J].污染防治技术,2015,28(6):63-65.

[2]何俊,杜艳丽,邹静,等.连续流动分析法同时测定水中挥发酚､氰化物等6项指标[J].环境卫生杂质,2023,13(6):73-76.

[3]刘冰,刘金荣,王莹,等.双系统离子色谱法同时检测水中硫化物､氰化物､总磷和总氮[J].中国无机分析化学,2023,13(4):55-61.

[4]刘烁,刘亚梅,陶雪梅,等.固体废物氰化物总量和浸出毒性测定方法的比较[J].中国环境监测,2020,36(6):41-46.

[5]温维丽,张红,郭晶晶,等.离子色谱法测定水样中的氰化物[J].化学分析计量,2018,27(增刊1):54-56.

[6]郑戈.地表水采样质量保证探讨[J].低碳世界,2017,25(5):15-16.

[7]林冬,郭晶晶,王鑫.安培检测-离子色谱法测定固废中痕量氰根离子[J].广州化学,2017,45(18):95-97.

[8]郭晶晶,林冬,李旭冉.积分安培检测-离子色谱法测定水中痕量碘离子[J].广州化学,2016,44(16):128-130.

基金资助:江苏省环境监测科研基金资助项目(2120):连云港典型入海河口及滩涂抗生素污染特征及生态风险评估;

文章来源:张丽,庄娜,孙洁,等.安培检测器离子色谱法测定环境水样中痕量氰化物[J].品牌与标准化,2025,(02):32-34.