离子色谱法测定化工生产废水中的溴离子和氯酸根离子

离子色谱法测定化工生产废水中的溴离
子和氯酸根离子
摘要：在化工废水处理过程中，水样的分析非常重要，溴离子和氯酸根离子
均为水质检验项目，这些阴离子的检测方法通常为化学法，均需逐个测定，操作
繁琐，工作量大，检测周期长，检测结果受实验室和人工操作等因素的影响较大。

本文采用了离子色谱法，直接分析化工废水中的溴离子和氯酸根离子，操作简单
快捷。

关键词：离子色谱法；化工生产；废水
1 实验部分
1.1 实验原料及仪器
滤膜(0.22 μm, 上海兴亚净化材料厂),移液枪(1 000～5 000 μL,北京大
龙兴创实验仪器有限公司)。

化工生产废水，碳酸钠、碳酸氢钠(基准级),溴离子和氯酸根离子标准储备
液(浓度均为1 000 mg/L,溶剂为水，美国o2si产),实验用水均为自制超纯水。

离子色谱仪(万通离子色谱型号883,附带电导检测器及MagIC Net工作软件);阴离子分离柱(Metrosep A Supp 7-250/4.0 、 Metrosep A Supp 5-150/4.0,瑞
士万通产)。

1.2 测定步骤
1.2.1 样品处理
化工废水样品采集后经0.22 μm微孔滤膜过滤，用移液枪吸取1 mL过滤后
废水样品于100 mL容量瓶，取超纯水稀释至刻度线。

如不能马上分析，密封后
放入冰箱4 ℃保存。

1.2.2 淋洗液浓度与柱子类型的选择
离子分离柱是离子色谱的“心脏”,分离柱的结构及填料对离子色谱分离效能起着关键性作用，如何选择一根合适的柱子对分析样品非常重要。

淋洗液的浓度对阴离子的分离效果和保留时间都有影响，当淋洗液浓度增加时，出峰时间会提前，分离效果变差，阴离子之间不能完全分离，因此选择一个合适的淋洗液浓度对分析样品的浓度也相当重要。

分别配制Na2CO3/NaHCO3体系为3.2/1.0 mmol/L、4.0/1.0 mmol/L,Na2CO3体系为3.6 mmol/L的系列淋洗液，流速设定为0.8 mL/min, 分别用阴离子分离柱Metrosep A Supp 7- 250/4.0和 Metrosep A Supp 5-150/4.0对溴离子和氯酸根离标准工作液进行分析，考察了两种离子的保留时间、分离度和峰面积值。

实验表明，淋洗浓度过低，各离子出峰时间较长，灵敏度差；当淋洗浓度较高，出峰时间虽然缩短，但分离效果差。

综合考虑分离度和保留时间，选择3.6 mmol/L Na2CO3,流速0.8 mL/min, 色谱柱Metrosep A Supp 7-250/4.0 ,柱温45 ℃。

这样能保证相对良好的分离效果，色谱图见图1。

图1 离子色谱图
保留时间(min) 1-氯离子(10.19 min),2-亚硝酸离子(12.06 min),3-溴离子(18.34 min),4-氯酸根离子(19.32 min)
1.2.3 离子色谱分析条件
离子色谱柱：Metrosep A Supp 7-250/4.0
淋洗液：3.6 mmol/L Na2CO3
流速：0.8 mL/min
柱温：45 ℃
进样量：2 mL
2 结果与讨论
2.1 校正曲线测定
分别移取溴离子和氯酸根离子标准储备液标准储备液2 mL溶液于盛有50 mL 水的100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀备用。

再分别从上述容量瓶中准确移取0.5 mL、1 mL、2 mL、5 mL、10 mL、20 mL溴离子或氯酸根离子工作液于50 mL容量瓶中，并用水稀释至刻度，摇匀备用。

按1.2.3条件测定，结果见表1、表2。

表1 溴离子标准工作曲线测定
表2 氯酸根离子标准工作曲线测定
以离子浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准工作曲线。

见图2、图3。

图2 溴离子标准工作曲线
图3 氯酸根离子标准工作曲线
由图2、3工作曲线可以看出，溴离子和氯酸根离子浓度在0.4～8 μg/mL
浓度范围区间内，具有很好的线性关系，其相关系数R2值达到0.999以上，完
全满足检测要求。

2.2 分析及结果计算
经1.2.1处理样品按1.2.3离子色谱分析条件进样测定。

定性分析是以保留时间定性。

定量分析是以色谱峰面积通过标准曲线查得溴离子和氯酸根离子浓度，用
μg/mL表示。

按式(1)计算样品离子含量：
F=C*100 (1)
式中：F—试样中离子的含量，μg/mL
C—根据峰面积在工作曲线上读取的离子浓度，μg/mL
随机抽取6份水样，分别做两次平行实验，计算两次结果的平均值，若两次平行实验结果的差值与平均值之比大于20%,则应重新测定。

结果见表3。

表3 实测样品结果
实际检测峰面积均在线性范围内，说明本方法能满足检测要求。

2.3 最小检出限
在本方法的操作条件下以10倍信躁比峰高作为最小检出限。

经实验确定，本方法的溴离子和氯酸根离子检出限均为5 μg/mL,若结果小于5 μg/mL,实验结果报告“<5 μg/mL”。

2.4 回收率测定
在空白样品中分别添加0.1 μg/mL、1 μg/mL、5 μg/mL溴离子和氯酸根离子含量的标准溶液，进行回收率的测定，结果见表4。

该实验方法的回收率在85%～105%之间，能够满足检测要求。

表4 回收率测定结果
3 结论
按本方法测定水样中的溴离子和氯酸根离子含量，能有效分离溴离子和氯酸根离，操作简单快捷，能够满足化验室水质项目检测，是一种比较实用的检测方法。

参考文献
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