張勤，吳濤，劉春紅

(1.浙江浙能技術(shù)研究院有限公司，杭州 310028； 2.連云港核電有限公司，江蘇連云港 222042)

離子色譜法測定電廠水中的有機酸和無機陰離子

張勤1，吳濤2，劉春紅1

(1.浙江浙能技術(shù)研究院有限公司，杭州 310028； 2.連云港核電有限公司，江蘇連云港 222042)

建立離子色譜梯度淋洗抑制電導(dǎo)法測定電廠水中有機酸和無機陰離子的方法。選用IonPac AG11-HC(50 mm×4 mm)陰離子保護柱和IonPac AS11-HC(250 mm×4 mm)陰離子分析柱對樣品進行分離，以氫氧化鉀溶液梯度淋洗，自再生抑制電導(dǎo)檢測器檢測，同時測定電廠水中的有機酸和無機陰離子。F-，Cl-，NO2-，Br-，NO3-的線性范圍為0.005～2 mg／L，CH3COO-，HCOO-，SO42-，PO43-的線性范圍為0.01～5 mg／L，各組分線性相關(guān)系數(shù)為0.998 9～0.999 3,檢出限為0.122～0.989 ng／mL，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于2.0% (n=7)，樣品加標(biāo)平均回收率為97.9%～101.7%。該方法操作簡便，實用性強，可以用于電廠水中有機酸和無機陰離子的檢測。

離子色譜法；梯度淋洗；電廠水；有機酸；無機陰離子

油田水是指油田區(qū)域與地下石油、天然氣伴生在一起的水體，包括油層水和非油層水。油田水礦化度高，含有大量有機物、不溶性顆粒物等。了解和研究油田水，對于揭示地下水或儲油介質(zhì)和油氣之間的物質(zhì)、能量交換特征，以及油氣起源和演化均有重要意義［1-2］。油田水中離子型化合物的測定是經(jīng)典分析化學(xué)的主要內(nèi)容。目前對陽離子的分析已有一些快速而靈敏的分析方法，如原子吸收法、等離子體發(fā)射光譜法、X射線熒光法等［3-5］；對于陰離子的分析長期以來缺乏快速靈敏的方法，一直采用常規(guī)化學(xué)分析方法如容量法、重量法和光度法等［6-8］。經(jīng)典的化學(xué)滴定法已不能滿足油田開發(fā)的要求，目前國外油田水陰陽離子的分析主要采用離子色譜法。因此采用離子色譜對油田水分析進行研究，對于油田開發(fā)具有重要意義［9］。

離子色譜主要用于陰、陽離子的分離，在有機酸分析方面取得了很大進展，是目前色譜領(lǐng)域發(fā)展較快的分析技術(shù)之一［10］。采用離子色譜法測定油、氣田水中陰、陽離子已有報道，但對于油田水中有機酸和無機陰離子同時分離方面的研究國內(nèi)文獻少有報道。筆者采用離子色譜電導(dǎo)檢測器檢測［11］，通過優(yōu)化淋洗條件，同時分析了油田水中的有機酸和無機陰離子，方法測定快速，結(jié)果準(zhǔn)確。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

離子色譜儀：ICS-2100 型，配有RFIC 在線電解淋洗液(KOH)，連續(xù)再生捕獲柱CR-TC，ASRS 300自動再生抑制器及電導(dǎo)檢測器，Ds6電導(dǎo)檢測器，Chromeleon 6.8色譜工作站，美國賽默飛世爾科技公司；

超純水儀：Simplicity型，美國Millipore公司；

F-，CH3COO-，HCOO-，Cl-，NO2-，Br-，NO3-，SO42-，PO43-標(biāo)準(zhǔn)儲備液：1 000 mg／L，上海計量測試技術(shù)科學(xué)院；

實驗用水為二次去離子水，電阻率為18 MΩ·cm；

所有進樣杯及定容器皿均經(jīng)肥皂洗滌液浸泡后以二次去離子水洗凈后使用。

1.2 離子色譜條件

陰離子保護柱：Dionex IonPac AG11-HC柱(50 mm×4 mm)，陰離子分析柱：Dionex IonPac AS11-HC柱(250 mm×4 mm)；流動相：氫氧化鉀淋洗液發(fā)生器(EG)產(chǎn)生的氫氧化鉀淋洗液：0～9 min，濃度為2 mmol／L，9～18 min，濃度為14 mmol／L，18～23 min，濃度為30 mmol／L，23～27 min，濃度為2 mmol／L，流速為1 mL／min；色譜柱溫度：30℃；檢測器：自再生抑制電導(dǎo)檢測器；進樣體積：25 μL。

1.3 樣品處理

由于油田水中存在泥漿污染物以及地層中的一些固體顆粒，這些顆粒會影響實驗效果，甚至導(dǎo)致色譜柱、抑制器失效，故在進樣測定之前樣品經(jīng)高速離心機以除去不溶性顆粒物，用0.45 μm的過濾膜將樣品過濾，去除固體顆粒；油田水成分復(fù)雜，其中含有石油等大分子有機物組分，實驗過程中會影響色譜柱柱效，用C18預(yù)處理小柱處理，去除石油等大分子有機物。然后稀釋一定倍數(shù)，并定容至所需體積，待測。

2 結(jié)果與討論

2.1 淋洗液及淋洗方式

由于F-，CH3COO-，HCOO-，Cl-均為弱保留離子，若采用高濃度OH-等度淋洗，這些組分不能實現(xiàn)很好的分離；使用低濃度的OH-等度淋洗，則分析時間變長，且峰形變差。實驗采用KOH梯度淋洗，先用低濃度的OH-分離F-，CH3COO-，HCOO-，Cl-，再使用高濃度的OH-分離強保留的離子，一次進樣可同時檢測有機酸和7種陰離子。

2.2 離子色譜分離圖

在選擇的實驗條件下，對有機酸和7種陰離子混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(F-，Cl-，NO2-，Br-，NO3-的質(zhì)量濃度為1 mg／L，CH3COO-，SO42-，PO43-的質(zhì)量濃度為2 mg／L，HCOO-的質(zhì)量濃度為5 mg／L)進行分析，有機酸和7種陰離子在25 min內(nèi)依次出峰，分離良好，峰形較佳，見圖1。

圖1 7種陰離子和有機酸的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線與線性范圍

利用7中陰離子的標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，配制一系列含有有機酸和7種陰離子的標(biāo)準(zhǔn)品工作溶液，按照1.2色譜條件進樣檢測。以待測離子的質(zhì)量濃度(X)為橫坐標(biāo)，峰面積(Y)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，各陰離子的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程、線性范圍見表1。由表1可知，各待測離子的線性良好，線性相關(guān)系數(shù)為0.998 9～0.999 3。對標(biāo)準(zhǔn)溶液連續(xù)測定，以S／N=3計算檢出限，各組分的檢出限列于表1。

表1 線性方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限

2.4 精密度試驗

吸取一定質(zhì)量濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，重復(fù)進樣7次，峰面積測定結(jié)果及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差見表2。由表2可知，被測離子測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于2%，說明方法的重現(xiàn)性較好。

2.5 樣品測定及回收試驗

在選定的色譜條件下，用該方法檢測1#～3#號電廠水中的有機酸和無機陰離子，測定結(jié)果見表3，1#樣品色譜圖見圖2。由于油田水礦化度高，化學(xué)成分復(fù)雜，含有大量有機物，因此在譜圖中除了待檢測的離子外，還有其它離子的色譜峰。

表2 精密度試驗結(jié)果

表3 實際樣品測定結(jié)果 ng／mL

圖2 樣品離子色譜圖

取1#樣品進行CH3COO-，HCOO-，Cl-，Br-，SO42-的加標(biāo)回收試驗，結(jié)果見表4。由表4可以看出，樣品的加標(biāo)回收率為97.9%～101.7%，說明該方法對于電廠水中的無機陰離子和有機酸的測定結(jié)果可靠。

表4 加標(biāo)回收率試驗結(jié)果(n=3)

3 結(jié)語

采用離子色譜法測定電廠水中無機陰離子和有機酸，以氫氧化鉀溶液對樣品進行梯度淋洗，方法精密度良好，準(zhǔn)確度高，能滿足實驗要求。該方法具有推廣實用價值。

［1］ 胡錦英，趙丹，王浩然，等.離子色譜法測定中原油田水中的陰離子［J］.沈陽師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2010(3): 416-419.

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聚光科技推出高分辨率電弧全譜直讀光譜儀

聚光科技正式對外發(fā)布直讀光譜儀家族的最新成員：E5000A型高分辨率電弧直讀光譜儀，與E5000共用同一技術(shù)平臺，把原有2 400 L／mm的光柵更換為3 600 L／mm，增大光譜儀色散，分辨率提高了30%，光譜半高全寬達到18pm。在樣品分析過程中，能有效的避免元素間干擾，使其性能進一步提升，特別適合對Ag，B，Sn檢測有較高要求的用戶。

(儀器信息網(wǎng))

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

聯(lián)系人：張勤；E-mail: 2858749716@qq.com

2015-04-12