自動進樣器裝樣杯清洗方式對離子色譜測試結(jié)果的影響

趙翠仙，鄭敏聰，趙煒

(國網(wǎng)安徽省電力公司電力科學(xué)研究院，合肥 230601)

為了提高工作效率，國網(wǎng)安徽省電力公司電力科學(xué)研究院實驗室于2012年4月引進美國熱電集團離子色譜自動進樣器(AS–DV)一臺，配合實驗室現(xiàn)有ICS–2000型離子色譜儀使用。在自動進樣器投入使用3個多月來，發(fā)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)與往年同期相比偏高，且數(shù)據(jù)平行性較差。

與自動進樣器安裝之前相比較，裝樣杯是引起數(shù)據(jù)異常的主要原因。為了節(jié)約實驗成本，實驗室對裝樣杯進行循環(huán)使用，裝樣杯的清洗方式對測試結(jié)果的影響顯得至關(guān)重要。筆者探討了自動進樣器裝樣杯清洗方式對離子色譜測試結(jié)果的影響。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

離子色譜儀：ICS–2000型，配有AS11分離柱、Chromeieon6工作站、自動進樣器、5 mL裝樣杯及密封水帽：賽默飛世爾科技(中國)有限公司；

氯離子標準溶液：中國計量科學(xué)研究院；

超純水機(電阻率18.2 MΩ·cm)。

1.2 色譜條件

淋洗液：25 mol／L KOH溶液；淋洗液來源：ICS–2000，CR–TC；流量：1.00 mL／min；進樣體積：500μL；抑制器：ASRS 4 mm；柱溫：30℃。

1.3 實驗方法

在裝樣杯制作過程中，生產(chǎn)廠商可能會使用酸或堿對成品或半成品進行處理，或者在制備過程中，或者其它原因引起裝樣杯遭受離子污染。如果自動進樣器的裝樣杯中殘留有與檢測對應(yīng)的離子，會影響離子色譜檢測結(jié)果的準確性。對新裝樣杯處理前后以及不同處理方式進行比較，對用過的裝樣杯(簡稱舊樣杯)進行處理，研究其對測試結(jié)果的影響。實驗中檢測數(shù)據(jù)主要采用色譜峰面積表示，色譜峰面積與離子含量對應(yīng)關(guān)系如表1所示。

離子色譜主要用于火電廠水汽系統(tǒng)中陰離子監(jiān)測，其檢測對象為氯離子和硫酸根離子，這兩種離子普遍存在于人們生活中，例如人們手上會沾有氯離子和鈉離子等，為保證測試結(jié)果的準確性，實驗操作均戴一次性手套。

表1 不同色譜峰面積對應(yīng)氯離子和硫酸根離子含量

2 結(jié)果與討論

2.1 新裝樣杯未經(jīng)處理的測試結(jié)果

隨機取新裝樣杯6只，用高純水潤洗3～5次，裝滿高純水，進行離子色譜分析。水帽也進行相同操作(下同)。測試結(jié)果見圖1。

圖1 未經(jīng)任何處理裝樣杯中離子含量

所取的6只樣杯中，除6號樣杯未檢測出氯離子外，其它樣杯都檢測出氯離子和硫酸根離子，其中3號樣杯中氯離子、硫酸根離子含量最高，氯離子含量為1.89 μg／L，硫酸根離子為2.58 μg／L，這對日常測試中陰離子測定影響較大，適用于mg／L及以上陰離子含量的測定，如汽包爐爐水中陰離子含量的測定(參照GB 12145–2008執(zhí)行，亞臨界機組爐水采用固體堿化劑處理的氯離子控制在500 μg／L以內(nèi)，爐水采用全揮發(fā)處理的要求小于300 μg／L)。

2.2 新裝樣杯經(jīng)超聲波清洗后的測試結(jié)果

取新裝樣杯6只，裝滿高純水，用超聲波清洗2～3次，每次清洗10 min，每結(jié)束一次清洗需換掉裝樣杯中高純水，清洗后用高純水潤洗3～5次，裝高純水進行色譜分析，測試結(jié)果見圖2。

對裝樣杯進行超聲波清洗后，所取6個裝樣杯中，有一個未檢出氯離子和硫酸根離子，剩余5個杯子雖檢出氯離子和硫酸根離子，但含量較低。氯離子含量不大于0.17 μg／L，硫酸根離子含量不大于0.92 μg／L。

圖2 新裝樣杯經(jīng)超聲波清洗，未經(jīng)浸泡時離子含量

經(jīng)超聲波清洗的裝樣杯可用于含量不低于2μg／L水汽樣中陰離子的測定，適用于亞臨界機組熱力系統(tǒng)陰離子查定。

2.3 經(jīng)超聲波清洗及高純水浸泡24 h后新裝樣杯的測試結(jié)果

取新裝樣杯用超聲波清洗2～3次，每次清洗10 min，結(jié)束后用高純水浸泡24 h，浸泡過程中應(yīng)避免灰塵等對裝樣杯的污染。試驗前用高純水潤洗3～5次，裝高純水進行色譜分析，測試結(jié)果見圖3。

圖3 新裝樣杯經(jīng)超聲波清洗、高純水浸泡后離子含量

經(jīng)超聲波清洗并浸泡24 h后，1，5，6號裝樣杯中檢測出微量陰離子，離子含量最大為0.17μg／L，對超臨界以及超超臨界機組水汽樣中陰離子監(jiān)測影響較小。

2.4 舊裝樣杯的測試結(jié)果

新裝樣杯一經(jīng)使用后稱為舊裝樣杯。將舊裝樣杯拔掉水帽，倒盡殘液后，裝滿高純水超聲波清洗2～3次，每次10 min，高純水浸泡24 h。試驗前用高純水潤洗3～5次，裝高純水進行色譜分析，結(jié)果見圖4。

舊裝樣杯清洗后個體差異較大，1，6號裝樣杯離子含量較低，2，3號裝樣杯離子含量大，其中3號裝樣杯的離子含量是6號裝樣杯的4倍。殘留液的吸附以及浸泡時離子釋放對舊裝樣杯的清洗有較大影響。

圖4 舊裝樣杯經(jīng)超聲波清洗、高純水浸泡后離子含量

2.5 新、舊裝樣杯對測試結(jié)果的影響

將新裝樣杯以超聲波清洗后再用高純水浸泡24 h，并對其進行編號，拿測試水樣潤洗3～5次，裝滿測試水樣，蓋好水帽，進行離子色譜分析。分析結(jié)束后立即取出水帽，倒盡殘留液體，以高純水清洗2～3次，然后超聲波清洗2～3次，高純水浸泡24 h，按其編號裝入相對應(yīng)的水樣，進行離子色譜分析。結(jié)果見圖5、圖6。“新”表示采用新裝樣杯時的測試數(shù)據(jù)，“舊”表示采用舊裝樣杯時的測試數(shù)據(jù)。本次測試采用的水樣為某電廠(0723)3#,4#熱力系統(tǒng)水汽樣。

圖5 新舊裝樣杯對某電廠熱力系統(tǒng)水汽樣(3#)測試結(jié)果的影響

圖6 新舊裝樣杯對某電廠熱力系統(tǒng)水汽樣(4#)測試結(jié)果的影響

從圖5中可以看出，測試水樣中整體氯離子含量較小，10個水樣中有7個采用新舊裝樣杯時測試結(jié)果相同。在圖6中，10個水樣中僅有2個測試結(jié)果相同，其余8個水樣采用新舊裝樣杯對測試結(jié)果有一定影響，水樣中硫酸根離子含量整體偏高，容易在測試過程中吸附于裝樣杯內(nèi)壁，不利于清洗，對下次測試結(jié)果有一定的影響。

在對舊裝樣杯處理時應(yīng)及時倒盡殘留液體避免吸附；測試樣品中離子含量較大時，應(yīng)對其隔離處理，并對其標號，用于同類型離子測定。

3 結(jié)論與建議

（1）未經(jīng)過任何處理的新裝樣杯可用于汽包爐爐水中陰離子查定。

（2）經(jīng)過超聲波清洗的新裝樣杯可以用于亞臨界及以下機組熱力系統(tǒng)陰離子查定。

（3）經(jīng)超聲波清洗及高純水浸泡24 h，新裝樣杯適用于超臨界及以上機組熱力系統(tǒng)陰離子查定。

（4）舊裝樣杯清洗后，可直接用于汽包爐爐水中陰離子查定。

（5）由于硫酸根離子吸附能力較強，裝樣杯循環(huán)使用時應(yīng)特別注意殘留的硫酸根離子對測試結(jié)果的影響。

（6）配置專用超聲波清洗器，對自動進樣器裝樣杯以及配套水帽在浸泡前進行2～3次超聲波清洗，每次清洗不得少于10 min，注意每次清洗后需及時更換裝樣杯中高純水。

（7）為了測試結(jié)果的準確性，在實驗過程中(如裝樣瓶清洗、裝樣，以及浸泡等)應(yīng)戴一次性手套操作。在浸泡過程中保持容器的潔凈性，容器應(yīng)加蓋密封。

（8）用過的裝樣杯清洗時要注意：做到及時清理，避免離子吸附；清洗時首先將其水帽取出，倒盡殘液，用高純水沖洗2～3次后放入超聲波清洗2～3次，浸泡24 h，抽檢合格后方可使用；清洗時要分類；所裝樣品離子含量較高時，應(yīng)將其單獨處理，避免交叉污染；對其進行編號，用于同一或者同類型水汽樣的測定。

（9）如發(fā)現(xiàn)水帽密封不嚴現(xiàn)象，水帽和裝樣杯均不能循環(huán)利用，應(yīng)直接做廢棄處理。

［1］牟世芬，劉克納，丁曉靜.離子色譜方法及應(yīng)用［M］.2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005: 30.

［2］顧文奎，劉肖，劉京生.離子色譜自動進樣器塑料小瓶殘留離子的檢測［J］.環(huán)境與健康雜志2006，23(6): 546–548.