離子色譜法測定空氣環(huán)境中的氯化氫

金 梅 陳 琨 高庚申

(1.貴州省環(huán)境監(jiān)測中心站，貴陽 550081； 2.貴州省環(huán)境科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，貴陽 550081)

空氣環(huán)境中的氯化氫對(duì)生活環(huán)境影響尤為重大，通常氯化氫在空氣中的含量特別低。如果周圍存在垃圾焚燒廠(PVC塑料，漂白紙)、氯堿工業(yè)、PVC生產(chǎn)企業(yè)及鹽酸生產(chǎn)和使用單位等，此時(shí)空氣中的氯化氫含量增加，當(dāng)超過一定標(biāo)準(zhǔn)會(huì)對(duì)周圍環(huán)境中的生物和人類健康造成不良影響。氯化氫具有極大的刺激作用，不僅會(huì)傷害到人的呼吸道和黏膜，還會(huì)造成中毒現(xiàn)象，因此需要加強(qiáng)監(jiān)測。傳統(tǒng)的大氣監(jiān)測技術(shù)和系統(tǒng)無法準(zhǔn)確監(jiān)測空氣環(huán)境中氯化氫含量，使用離子色譜技術(shù)可以科學(xué)精準(zhǔn)的對(duì)空氣環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行檢測。目前，多數(shù)文獻(xiàn)限于對(duì)含量的測定，如孫金芳等[1]采用離子色譜法測定空氣環(huán)境中的氯化氫，取得了滿意的結(jié)果，但是對(duì)方法學(xué)的研究相對(duì)較少，本文通過使用離子色譜法檢測空氣環(huán)境中的氯化氫的方法檢出限、測定下限、精密度和準(zhǔn)確度等，探討該方法的優(yōu)勢。

1 方法原理

用水吸收空氣環(huán)境中的氯化氫，形成含氯離子的試樣。離子色譜輸液泵將流動(dòng)相以穩(wěn)定的流速輸送至分析體系[2]，在色譜柱之前通過進(jìn)樣器將試樣導(dǎo)入，流動(dòng)相將試樣帶入色譜柱，在色譜柱中各組分被分離，并依次隨流動(dòng)相流至檢測器，在電導(dǎo)檢測器之前增加一個(gè)抑制系統(tǒng)，在抑制器中，流動(dòng)相的背景電導(dǎo)被降低，然后將流出物導(dǎo)入電導(dǎo)檢測池，檢測到的信號(hào)送至數(shù)據(jù)系統(tǒng)記錄、處理和保存。根據(jù)保留時(shí)間定性，峰面積定量。

2 儀器和試劑

2.1 儀器

離子色譜儀：ICS-2100，美國戴安公司；

色譜柱:AS19陰離子色譜柱；

檢測器：電導(dǎo)檢測器；

自動(dòng)進(jìn)樣器:AS-DV自動(dòng)進(jìn)樣器,50個(gè)樣品位；

實(shí)驗(yàn)用水: Milli-Q A10 超純水系統(tǒng)制取，電阻率18．2MΩ·cm。

2.2 試劑

標(biāo)準(zhǔn)溶液：氯化物標(biāo)準(zhǔn)溶液500 mg/L，批號(hào)：101813，環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所；

標(biāo)準(zhǔn)樣品：氯化物標(biāo)準(zhǔn)樣品，批號(hào)：201837，環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所。

3 實(shí)驗(yàn)過程

3.1 色譜條件的選擇

離子色譜條件：淋洗液為20 mmol的氫氧化鉀溶液，流速1 mL/min，進(jìn)樣體積25 μL，柱溫30℃，抑制器電流62 mA。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制

分別移取0.00 mL、0.10 mL、0.20 mL、0.50 mL、2.00 mL、5.00 mL、10.00 mL、20.00 mL氯化物標(biāo)準(zhǔn)溶(50 mg/L)置于一組50 mL容量瓶中，用水定容至標(biāo)線，搖勻。該標(biāo)準(zhǔn)系列中氯離子濃度分別0.00 mg/L、0.10 mg/L、0.20 mg/L、0.50 mg/L、2.00 mg/L、5.00 mg/L、10.0 mg/L、20.0 mg/L、50.0 mg/L。從低濃度到高濃度依次進(jìn)樣，得到不同濃度氯離子的色譜圖。以氯離子的濃度為橫坐標(biāo)，峰高或峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

3.3 樣品檢測

將采集好的試樣用少量水定容后注入離子色譜儀，按照與繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線相同的色譜條件和步驟測定氯化氫含量。

4 結(jié)果與討論

4.1 樣品譜圖

由圖1可見，在預(yù)設(shè)的色譜條件下，氯化物出峰時(shí)間為5.59min，一個(gè)樣品需6min即完成測定。

圖1 色譜圖

4.2 標(biāo)準(zhǔn)樣品結(jié)果

標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制完成后，對(duì)批號(hào)為201837的氯化物標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行檢測，實(shí)測值為：77.4 mg/L，標(biāo)準(zhǔn)樣品濃度區(qū)間為：74.8～79.8 mg/L，結(jié)果滿足標(biāo)準(zhǔn)樣品的相對(duì)擴(kuò)展不確定度，說明繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線可靠。

4.3 檢出限和測定下限

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》HJ168-2010[3]附錄A，按照樣品分析的全部步驟，重復(fù)7次空白試驗(yàn)，將各測定結(jié)果換算為樣品中的濃度或含量。按照以下公式計(jì)算檢出限和測定下限，結(jié)果見下表1。檢出限=3.143×n次平行測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差，測定下限=4×檢出限；以采氣體積60 L(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))，定容體積為10 mL，計(jì)算所得方法檢出限和測定下限分別為0.02 mg/m3，0.08 mg/m3。

表1 檢出限和測定下限測定結(jié)果

4.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線

以氯離子的濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，見圖2。得到回歸方程為Y=0.314X-0.029，R=0.9998，線性關(guān)系良好。氯離子濃度線性范圍為0.10～50.0 mg/L。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

4.5 精密度實(shí)驗(yàn)

選取高、中、低三個(gè)濃度的樣品各測6次，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表2。三個(gè)濃度的樣品相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.3%～2.1%，變異系數(shù)小，精密度好。

表2 精密度測定結(jié)果

4.6 加標(biāo)回收率的測定

樣品1加標(biāo)：加標(biāo)量為0.25 mg/L，采氣體積60 L(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))，定容體積為10 mL,換算為氣體中含量為0.086 mg/m3；樣品2加標(biāo)：加標(biāo)量為3.00 mg/L，換算為氣體中含量為1.03 mg/m3；樣品3加標(biāo)：加標(biāo)量為5.00 mg/L，換算為氣體中含量為1.71 mg/m3。測定結(jié)果見表3，表3顯示加標(biāo)回收率92.2%～ 107%，回收率高，且在合理范圍內(nèi)，因此準(zhǔn)確度好。

表3 準(zhǔn)確度測定結(jié)果

五 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：離子色譜測定空氣環(huán)境中的氯化氫線性關(guān)系R=0.9998,檢出限0.02 mg/m3,測定下限0.08 mg/m3,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差0.3%～2.1%，加標(biāo)回收率92.2%～107%。因此，該方法具有線性關(guān)系好、檢出限低、靈敏度高、準(zhǔn)確度好的優(yōu)點(diǎn)；且樣品可在無人值守的情況下連續(xù)測定，所用試劑少，減少了二次污染，提高了實(shí)驗(yàn)室的工作效率，所以該方法有一定的實(shí)用價(jià)值。