離子色譜法測定廢氣中氯化氫監(jiān)測條件的優(yōu)化

李媛嚴(yán)

摘 要：離子色譜儀常使用兩種流動相體系，一種為氫氧根體系，另一種為碳酸鈉/碳酸氫鈉體系。在標(biāo)準(zhǔn)方法HJ 549-2016中，使用NaOH溶液或KOH溶液為氯化氫廢氣吸收液，其在氫氧根體系的離子色譜儀中反應(yīng)良好，無干擾。而在碳酸鈉/碳酸氫鈉體系的離子色譜儀中需要進行條件優(yōu)化，本次實驗中發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的條件完全滿足氯化氫廢氣監(jiān)測的要求，檢出限、精密度等方面都滿足氯化氫監(jiān)測方法的要求。

關(guān)鍵詞：氯化氫廢氣；吸收管；離子色譜；碳酸鈉；碳酸氫鈉

中圖分類號：Q178 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）24-0011-02

測定廢氣中的氯化氫目前有兩種方法：《固定污染源廢氣氯化氫的測定硝酸銀容量法》HJ 548-2016[1]和《環(huán)境空氣和廢氣中氯化氫的測定離子色譜》HJ 549-2016[2]。硝酸銀容量法簡便、常規(guī)，便于開展，但容量法的檢出限較高，對于低濃度的氯化氫廢氣樣品來說不適用。離子色譜法的檢出限較低、量程廣、快速、簡單、準(zhǔn)確度和靈敏度高[3]，已成為分析工作者普遍采用的分析方法[4]。

在《環(huán)境空氣和廢氣中氯化氫的測定離子色譜》HJ 549-2016[2]標(biāo)準(zhǔn)中使用30mmol/L NaOH溶液或30mmol/L KOH溶液作為吸收液來采集氯化氫廢氣樣品，此方法對于使用流動相為氫氧根體系的離子色譜儀是完全適用的，但對于使用流動相為碳酸鈉/碳酸氫鈉混合溶液的離子色譜儀卻表現(xiàn)的不完美，甚至有時會干擾測試結(jié)果。

本項優(yōu)化實驗的探討主要是改變氯化氫廢氣吸收液的組分來測試HJ549-2016的適用性。

1 實驗部分

1.1 主要儀器設(shè)備與試劑

ICS-1100離子色譜儀；AS自動進樣器；Milipure超純水機；Na2CO3和NaHCO3固體試劑（優(yōu)級純）。

1.2 儀器主要參數(shù)

儀器條件：AG22柱（保護柱）+AS22柱（保護柱），流速 1.0ml/min，抑制電流50mA，進樣量100μL。

流動相：4.5mmol/L Na2CO3與0.8mmol/L NaHCO3混合溶液。

1.3 實驗方法

1.3.1 吸收液

Ⅰ：30mmol/L NaOH溶液或30mmol/L KOH溶液

1.3.2 采樣及樣品前處理

依據(jù)《環(huán)境空氣和廢氣 氯化氫的監(jiān)測 離子色譜法》HJ549-2016采樣方法，串聯(lián)兩支各裝50ml吸收液Ⅰ的75ml沖擊式吸收瓶，按照氣態(tài)污染物采集方法，以0.5L/min- 1.0L/min的流量，連續(xù)1小時采樣。將采集后的樣品，分別轉(zhuǎn)入兩支50ml具塞比色管中，用少量純水洗滌吸收瓶內(nèi)壁，洗液并入比色管，稀釋定容至標(biāo)線。

1.3.3 樣品分析

取兩支同批次清洗的采樣用沖擊式吸收瓶，同樣品的前處理步驟，制備的樣品為實驗室空白。

將制備好的樣品與標(biāo)準(zhǔn)曲線同條件注入離子色譜儀，得出的結(jié)果帶入公式計算出結(jié)果。

2 標(biāo)準(zhǔn)方法在碳酸根體系中測定廢氣中氯化氫的結(jié)果

標(biāo)準(zhǔn)使方法中使用吸收液Ⅰ（30mmol/L NaOH溶液）在碳酸根體系的離子色譜儀上分析廢氣中的氯化氫譜圖如圖1所示。

從圖1可以看出，氯離子的定性尚好，不受其他峰的干擾，譜圖基線較為平穩(wěn)，峰形和分離度都不錯。但由于樣品pH值與碳酸根體系中的pH值不相等的影響，在氯離子峰之前出現(xiàn)了一個比較大的正峰，并且在12min左右處出現(xiàn)了基線波動，這是由于樣品中多余的OH-在分離柱中的響應(yīng)，這些峰雖然不影響氯離子的定性，但多余OH-會增加碳酸根體系中淋洗液的洗脫能力，使得氯離子出峰提前，可能會造成氟離子與氯離子的分離度不好，而影響定量。所以考慮使用碳酸根/碳酸氫根溶液來作為氯化氫廢氣的吸收液，來優(yōu)化碳酸根監(jiān)測體系測定氯化氫廢氣的監(jiān)測方法。

3 廢氣中氯化氫監(jiān)測條件的優(yōu)化

3.1 碳酸根體系條件優(yōu)化后的儀器參數(shù)及吸收液濃度

儀器條件：AG22柱（保護柱）+AS22柱（保護柱），流速1.0ml/min，抑制電流50mA，進樣量100μL。

流動相：4.5mmol/L Na2CO3與0.8mmol/L NaHCO3混合溶液

吸收液Ⅱ：4.5mmol/L Na2CO3與0.8mmol/L NaHCO3混合溶液

在廢氣氯化氫監(jiān)測中采用與離子色譜流動相相同濃度的碳酸鈉/碳酸氫鈉混合溶液作為氯化氫廢氣的吸收液。

3.2 條件優(yōu)化后的廢氣中氯化氫的監(jiān)測結(jié)果

3.2.1 條件優(yōu)化后的譜圖變化

使用與流動相同介質(zhì)及濃度的吸收液Ⅱ采集氯化氫廢氣樣品，處理完畢后注入離子色譜儀進行分析，所得譜圖如圖2所示。發(fā)現(xiàn)此峰形圖基線平穩(wěn)，沒有干擾峰，目標(biāo)峰明顯，定量和定性都很準(zhǔn)確。

3.2.2 條件優(yōu)化檢出限的計算

根據(jù)《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重復(fù)7次試驗，計算其標(biāo)準(zhǔn)偏差，根據(jù)MDL=t（n-1，0.99）×S計算方法檢出限，以4倍檢出限作為測定下限[5]。其中t（s，0.99）=3.143，根據(jù)7次結(jié)果求得檢出限。

在此，以4.5mmol/L Na2CO3/0.8mmol/L NaHCO3混合溶液為介質(zhì)的溶液中，配置一組濃度為0.1mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，連續(xù)進樣7針，可求得優(yōu)化條件后的方法檢出限。具體結(jié)果見表1。

對于固定污染源廢氣，由表1可得檢出濃度為0.02mg/L，當(dāng)采樣體積為10L時，方法檢出限為：

此方法檢出限0.1mg/m3小于氯化氫廢氣監(jiān)測要求的0.2mg/m3的檢出限要求。

3.2.3 條件優(yōu)化后精密度的測試

在以4.5mmol/L Na2CO3/0.8mmol/L NaHCO3混合溶液為介質(zhì)的溶液中，配置四組不同濃度標(biāo)液，重復(fù)進樣6次，詳細結(jié)果見表2。

由表2結(jié)果可以看出，四組樣品的精密度測試結(jié)果RSD均小于1.0%，結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 結(jié)論

從以上的優(yōu)化實驗條件后的實驗結(jié)果可以看出，使用與流動相相同介質(zhì)相同濃度的碳酸鈉/碳酸氫鈉混合溶液作為氯化氫廢氣監(jiān)測的吸收液，無論是檢出限、精密度還是譜圖，其結(jié)果都符合標(biāo)準(zhǔn)方法HJ549-2016的要求。

參考文獻

[1]環(huán)境保護部.HJ 548-2016固定污染源廢氣氯化氫的測定硝酸銀容量法[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2016.

[2]環(huán)境保護部.HJ 549-2016環(huán)境空氣和廢氣氯化氫的測定離子色譜法[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2016.

[3]劉晶，沈敏，董晶晶.堿片-離子色譜法測定硫酸鹽化速率影響因素初探[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2016，8（2）：37-39.

[4]任妍冰，姚遠，王清.水中鉀、鈉兩種測定方法的比較研究[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2013，5（10）：30-31.

[5]孫海濤，張穎.艾士卡-離子色譜法測定植物葉片中含硫量[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2017，9（4）：35-36.