离子色谱法测定废水中的铵根与焦磷酸盐

倪月萍

(杭州高新(滨江)水质分析监测站有限公司，杭州 310023)

离子色谱法测定废水中的铵根与焦磷酸盐

倪月萍

(杭州高新(滨江)水质分析监测站有限公司，杭州 310023)

建立了一种离子色谱测定废水中的焦磷酸盐和氨氮化物的方法。将采集的样品经过RP柱、Na柱以及0.22μm滤膜的处理后进样分析。其中焦磷酸根采用的是IonPac AG11-HC(4×50mm)+ IonPac AS11-HC(4×250mm)离子交换柱, 以1mL/min 的KOH淋洗液等度淋洗。而铵根离子则利用IonPac CG12(4×50mm)+ IonPac CS12(4×250mm)离子交换柱, 以1mL/min 甲磺酸的淋洗液等度淋洗。该方法测得的结果相对标准偏差均小于1.9%，加标回收率在88.5～103.8%之间。

离子色谱 焦磷酸盐 氨氧化物

化肥行业的发展极大地促进了农业经济的进步，提高了农作物的产率[1]。然而生产化肥需要消耗大量的水，随之排出的废水中往往会带有较高浓度的焦磷酸盐和氨氮化合物。这两类物质是目前引起水体富营养化的重要污染物质。若不严格控制，当超过一定值后，会引起鱼类血液的输氧能力降低，从而导致鱼类窒息，甚至是死亡，同时破坏生态系统的平衡[2]。因此，对废水中焦磷酸盐及氨氮含量的监测，使其符合国家排放标准，对防治水体富营养化具有一定的现实意义。

目前，氨氮的测定方法主要有滴定法[3，4]，分光光度法[5，6]，气相分子吸收光谱法[7，8]，电极法[9，10]等，而焦磷酸盐的主要分析方法是分光光度法[11，12]。氨氮和焦磷酸盐的含量测定归根究底就是铵根和焦磷酸根的含量测定。离子色谱[13]作为一种强有力的检测手段，在阴阳离子的检测上发挥着重要的作用。因此，本实验的目的是建立了一种离子色谱检测废水中的铵根离子和焦磷酸根离子，水样经过RP柱和SPE-Na柱除去其中的有机物和重金属后，结合离子交换柱和电导检测器直接测定铵根离子和焦磷酸根离子。

1 试验部分

1.1 仪器

Integrion型离子色谱仪(Thermofisher，美国)，包括六通阀，25μL定量环单元泵，自再生抑制器，电导检测器，淋洗液发生器，数据收集和处理是采用变色龙6.8色谱工作站。

RP前处理柱，SPE-Na柱，0.22μm水性滤膜。

1.2 试剂

铵根离子、焦磷酸根离子标准储备液：1000mg/L。

试验用水为新制备的电阻率大于18.0MΩ·cm的二次去离子水。

1.3 色谱条件

IonPac AG11-HC阴离子保护柱(4×50mm)， IonPac AS11-HC(4×250mm)阴离子分析柱；IonPac CG12(4×50mm)+ IonPac CS12(4×250mm)阳离子分析柱；进样体积25 mL；柱温30℃；流速1mL/min。

淋洗液条件：阳离子：0～20 min，18 mm 甲磺酸；阴离子：0～15 min， 20 mm 氢氧化钾。

1.4 样品前处理

取样10 mL，用已经预先活化过的RP萃取小柱和SPE-Na柱串联，除去样品中存在的可能会损害色谱柱的有机物和的重金属离子，弃去前3mL流出液，收集后面的流出液，直接过0.22 μm的滤膜进样分析。在上述色谱条件下，以保留时间定性，峰面积标准曲线外标法定量，峰面积与样品质量浓度成正比[8]。

2 结果与讨论

2.1 前处理条件的选择

由于化肥排放水成分复杂，可能含有石油类等可能会损坏色谱柱的有机物以及金属离子，RP小柱和SPE-Na柱串联对样品进行预处理，从而避免了色谱柱的损害。

2.2 分离条件的选择

由于焦磷酸根离子是阴离子，而铵根离子是阳离子，因此，需要通过两个分离系统将这两种物质的含量检测出来。检测焦磷酸根离子采用是阴离子交换柱，最佳淋洗液条件为25mM KOH，在15 min之内焦磷酸根能够顺利出峰，且与周围离子分离度良好。铵根离子的检测则是采用阳离子交换柱，最佳淋洗液条件为18 mM 甲磺酸，为了保证样品中的阳离子能够全部被洗脱出来，设置运行时间为20 min，铵根离子的峰与周围的峰有较好的分离度。

2.3 标准曲线、检出限和精密度

将1000 mg/L 的焦磷酸根稀释成5、1、0.5、0.1、0.05 mg/L 的标准溶液，将1000 mg/L的铵根离子稀释成50、25、5、1、0.1 mg/L 的标准溶液，在1.3的色谱条件下浓度从低到高测定，以质量浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准曲线，线性相关的结果如表1所示。将其中浓度为1mg/L的焦磷酸根标准溶液和1mg/L的铵根离子标准溶液连续测定7次，计算相对标准偏差(RSD)，结果见表1，标准离子色谱图见图1、图2。在试剂空白中加入估计方法检出限2倍量的离子，连续测定3次，检出限(S/N=3)和定量限(S/N=10)，见表2。

表1 标准曲线和精密度试验结果

表2 方法检出限、定量限

图1 1mg/L P2O74-标准溶液色谱图

图2 5mg/L NH4+标准溶液色谱图

2.5 加标回收率

在其中1号样品中加入3个不同浓度水平的标准溶液，按1.4样品前处理的方法处理后进行测定，加标回收试验的结果见表3。

表3 加标回收率试验结果

2.6 样品分析

采集了5个废水的样品，按照1.4进行样品前处理，在1.3 的色谱条件下进行测定，结果见表4。

表4 样品中硫酸根和硝酸根离子的分析结果

3 结 语

建立了离子色谱抑制型电导的方法对化肥排放水的焦磷酸盐和氨氮的含量进行了测定，从而推断出各个化肥厂的排放水的焦磷酸盐和氨氮的含量是否符合国家标准。通过实验结果可以看出，除了其中的3号，其他化肥厂的排放水中的焦磷酸盐和氨氮均能符合标准。离子色谱法测定水中的焦磷酸根和铵根离子具有检出限低，准确度好，灵敏度高等突出特点，能够满足分析要求，具有一定的现实意义。

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Determination of ammonia and pyrophosphate in waste water by ion chromatography.

Ni Yueping

(Hangzhou Hi Tech (Binjiang) Water Ouality Monitoring Station Co., Ltd.,Hangzhou 310023, China)

The samples were purified by RP column, SPE-Na column and 0.22μm membrane successively before injecting into the IC instrument. Pyrophosphates in samples were separated on IonPac AG11-HC (4×50 mm)guard column and IonPac AS11-HC(4×250 mm)analytical column using KOH solution with isocratic elution at 1ml/min. While ammoniums were separated on IonPac CG12 (4×50 mm)and IonPac CS12(4×250 mm)using methanesulfonic acid solution with isocratic elution at 1ml/min. The values of recovery for pyrophosphate and ammonia ranged from 88.5% to 103.8% and the samples were determined with RSDs (n=7) less than1.9%.

IC; pyrophosphate; ammonia

10.3969/j.issn.1001-232x.2017.04.015

2017-06-19

倪月萍，女，1978年出生，工程师，研究方向为水质有毒有害分析，280596270@qq.com。