離子色譜法測(cè)定化工廢水中的甲酸、乙酸和丙酸

鄧立群

（衡陽(yáng)市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，湖南衡陽(yáng)421000）

離子色譜法測(cè)定化工廢水中的甲酸、乙酸和丙酸

鄧立群

（衡陽(yáng)市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，湖南衡陽(yáng)421000）

建立了用離子色譜法測(cè)定化工廢水中的甲酸、乙酸和丙酸的方法。對(duì)實(shí)際樣品進(jìn)行分析，甲酸加標(biāo)回收率為95.5%～104.2%；乙酸加標(biāo)回收率為94.0%～105.8%；丙酸加標(biāo)回收率為93.5%～103.8%。本方法分析速度快，所需樣品量少，且無(wú)需復(fù)雜的前處理，簡(jiǎn)便、靈敏、可靠。

離子色譜法；化工廢水；甲酸；乙酸；丙酸；測(cè)定

甲酸、乙酸和丙酸都是簡(jiǎn)單的有機(jī)類羧酸，易溶于水、乙醇、乙醚等。三種酸都是重要的精細(xì)化工中間體，在化工工業(yè)上得到廣泛的應(yīng)用，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，不可避免會(huì)產(chǎn)生含有甲酸、乙酸和丙酸的廢水。目前，有機(jī)酸的測(cè)定主要采用氣相色譜法或液相色譜法，色譜前處理復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)、且儀器成本高［1～2］。本文采用離子色譜法直接分析工業(yè)廢水中甲酸、乙酸和丙酸，為有機(jī)酸的測(cè)定提供一種新方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及試劑

美國(guó)戴安ICS－900型離子色譜儀，附帶電導(dǎo)檢測(cè)器；IonPac AS23陰離子分離柱；ASRS300－4自動(dòng)再生抑制器，抑制電流25MA；AG23保護(hù)柱；流速：1.0ml／min。

Na2CO3：基準(zhǔn)級(jí)；NaHCO3：優(yōu)級(jí)純；淋洗液：4.5mmol／L的Na2CO3和0.8mmol／L的NaHCO3混合溶液；甲酸、乙酸和丙酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液 （均為1000mg／L，上海安譜科學(xué)儀器有限公司）；試驗(yàn)用水均為二次去離子水。

1.2 樣品處理

工業(yè)廢水樣品采集后經(jīng)0.45μm微孔濾膜過(guò)濾，可直接進(jìn)行分析［3］。如不能馬上分析，密封放入冰箱4℃保存，時(shí)間不超過(guò)24h。

2 結(jié)果與討論

2.1 校準(zhǔn)曲線繪制

用甲酸、乙酸和丙酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制成100mg／L標(biāo)準(zhǔn)中間混合液，從標(biāo)準(zhǔn)中間液移取0.00、1.00、3.00、5.00、10.0、20.0ml用超純水定容于100ml容量瓶配成系列標(biāo)準(zhǔn)液。甲酸、乙酸和丙酸標(biāo)準(zhǔn)使用液的濃度均為0.00、1.00、3.00、5.00、10.0、20.0mg／L。以甲酸、乙酸和丙酸濃度對(duì)色譜峰高進(jìn)行線性回歸，繪制校準(zhǔn)曲線。甲酸回歸方程為Y＝0.0524x＋0.02，相關(guān)系數(shù)r＝0.9991；乙酸回歸方程為Y＝0.0483x＋0.008，r＝0.9994；丙酸回歸方程為Y＝0.0632x＋0.02，r＝0.9992。

2.2 陰離子分離色譜圖

配制氟化物、甲酸、乙酸、丙酸、氯化物、硝酸鹽、磷酸鹽和硫酸鹽混合水樣進(jìn)離子色譜儀分析，試驗(yàn)表明IonPac AS23分離柱和AG23保護(hù)柱一起使用，水中的有機(jī)酸與多種陰離子能得到非常好的分離，見(jiàn)圖1。在實(shí)際樣品分析過(guò)程中，工業(yè)廢水中甲酸、乙酸和丙酸濃度遠(yuǎn)高于其他陰離子，在經(jīng)過(guò)幾百甚至上千倍的稀釋后進(jìn)樣分析，三種酸的測(cè)定不會(huì)受其他陰離子的干擾。

2.3 方法檢出限

按照樣品分析的全部步驟，連續(xù)分析7個(gè)低濃度樣品，計(jì)算測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差S，檢出限MDL＝S·t（n－1，0.99），式中t（n－1，0.99）為置信度99%、自由度為n－1時(shí)的t值（t（6，0.99）＝3.143），S表示n次平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差［4］。結(jié)果表明，甲酸、乙酸和丙酸最低濃度分別為0.03、0.03和0.04mg／L。

2.4 淋洗液的流速

淋洗液的流速對(duì)各峰的分離、出峰時(shí)間和方法檢出限都有影響，增大淋洗液流速，分析時(shí)間將縮短，但峰的分離度下降且靈敏度降低。流速慢時(shí)，柱和系統(tǒng)的壓力較小。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，確定采用淋洗液流速為1.0mL／min時(shí)，峰的分離度和儀器靈敏度最佳。

2.5 淋洗液濃度選擇

分別配制Na2CO3／NaHCO3體系為4.50／1.00、4.00／0.80、4.50／0.80和4.00／0.50mmol／L的系列淋洗液，流速設(shè)定為1.0ml／min，對(duì)三種酸標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行分析，考察了三種酸的保留時(shí)間、分離度和峰面積值。實(shí)驗(yàn)表明，淋洗液濃度過(guò)低，各離子出峰時(shí)間較長(zhǎng)，靈敏度較低。當(dāng)淋洗液濃度較高時(shí)，出峰時(shí)間雖然縮短，但分離效果差。綜合考慮分離度和保留時(shí)間，選擇Na2CO3／NaHCO3濃度為4.50／0.80mmol／L的淋洗液，這樣既能保證良好的分離效果和較高的靈敏度，又能節(jié)省分析時(shí)間。

2.6 樣品精密度和準(zhǔn)確度測(cè)定

用本方法測(cè)定化工廢水中甲酸、乙酸和丙酸濃度。取雙份3批次稀釋后的廢水樣100ml，1份直接進(jìn)樣分析，另1份用移液管分別移去2.00、3.00、5.00ml，再補(bǔ)充加入2.00、3.00、5.00ml標(biāo)準(zhǔn)中間混合液，每組樣品各測(cè)6次，計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差和加標(biāo)回收率，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 實(shí)際樣品測(cè)定結(jié)果（n＝6）

由表1可見(jiàn)，4組樣品溶液測(cè)定的結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均＜6%，重現(xiàn)性較好，甲酸加標(biāo)回收率為95.5%～104.2%；乙酸加標(biāo)回收率為94.0%～105.8%；丙酸加標(biāo)回收率為93.5%～103.8%。實(shí)驗(yàn)表明離子色譜法測(cè)定這三種酸具有良好的準(zhǔn)確度和精密度，符合分析測(cè)試質(zhì)量控制要求。

3 結(jié)論

用離子色譜法同時(shí)測(cè)定化工廢水中甲酸、乙酸和丙酸，方法的精密度好，靈敏度高，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均＜6%，有較好的線性關(guān)系。本方法分析時(shí)間短，在測(cè)定甲酸、乙酸和丙酸同時(shí)還能分析廢水中其他無(wú)機(jī)陰離子，減少了分析人員的工作量，提高了工作效率。

［1］張健，趙淑嵐.工作場(chǎng)所空氣中乙酸的毛細(xì)管氣相色譜測(cè)定法［J］.環(huán)境與健康雜志，2010，27（11）：1015－1016.

［2］熊合中，李昌.工業(yè)冰乙酸中甲酸含量的測(cè)定—?dú)庀嗌V法［J］.化工標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量監(jiān)督，1999，（5）：24－26.

［3］國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法 （第4版）［M］.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

［4］HJ168－2010，環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則［S］.

M easurement of Form ic Acid，Acetic Acid，and Propionic Acid in Chem icalW astewater by Ion Chromatography

DENG Li－qun
（Hengyang Environmental Monitoring Station，Hengyang Hunan 421000 China）

Themethod of testing formic acid，acetic acid，and propionic acid was established using ion chromatography.The standard recovery rates of formic acid，acetic acid，and propionic acid were 95.5%～104.2%，94.0%～105.8%，and 93.5%～103.8%respectively.The method is simple，flexible，reliable，and prompt with fewer reagents than ordinary methods.It doesn＇t need any pretreatment either.

ion chromatography；chemicalwastewater；formic acid；acetic acid；propionic acid；measurement

X83

A

1673－9655（2014）06－0092－02

2014－01－06

鄧立群 （1977－），男，湖南省衡陽(yáng)市人，漢族，湖南省衡陽(yáng)市環(huán)境監(jiān)測(cè)站工程師，本科，從事環(huán)境監(jiān)測(cè)與管理工作。