离子色谱法测定废气中氯化氢监测条件的优化

李媛严

摘 要：离子色谱仪常使用两种流动相体系，一种为氢氧根体系，另一种为碳酸钠/碳酸氢钠体系。在标准方法HJ 549-2016中，使用NaOH溶液或KOH溶液为氯化氢废气吸收液，其在氢氧根体系的离子色谱仪中反应良好，无干扰。而在碳酸钠/碳酸氢钠体系的离子色谱仪中需要进行条件优化，本次实验中发现优化后的条件完全满足氯化氢废气监测的要求，检出限、精密度等方面都满足氯化氢监测方法的要求。

关键词：氯化氢废气；吸收管；离子色谱；碳酸钠；碳酸氢钠

中图分类号：Q178 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）24-0011-02

测定废气中的氯化氢目前有两种方法：《固定污染源废气氯化氢的测定硝酸银容量法》HJ 548-2016[1]和《环境空气和废气中氯化氢的测定离子色谱》HJ 549-2016[2]。硝酸银容量法简便、常规，便于开展，但容量法的检出限较高，对于低浓度的氯化氢废气样品来说不适用。离子色谱法的检出限较低、量程广、快速、简单、准确度和灵敏度高[3]，已成为分析工作者普遍采用的分析方法[4]。

在《环境空气和废气中氯化氢的测定离子色谱》HJ 549-2016[2]标准中使用30mmol/L NaOH溶液或30mmol/L KOH溶液作为吸收液来采集氯化氢废气样品，此方法对于使用流动相为氢氧根体系的离子色谱仪是完全适用的，但对于使用流动相为碳酸钠/碳酸氢钠混合溶液的离子色谱仪却表现的不完美，甚至有时会干扰测试结果。

本项优化实验的探讨主要是改变氯化氢废气吸收液的组分来测试HJ549-2016的适用性。

1 实验部分

1.1 主要仪器设备与试剂

ICS-1100离子色谱仪；AS自动进样器；Milipure超纯水机；Na2CO3和NaHCO3固体试剂（优级纯）。

1.2 仪器主要参数

仪器条件：AG22柱（保护柱）+AS22柱（保护柱），流速 1.0ml/min，抑制电流50mA，进样量100μL。

流动相：4.5mmol/L Na2CO3与0.8mmol/L NaHCO3混合溶液。

1.3 实验方法

1.3.1 吸收液

Ⅰ：30mmol/L NaOH溶液或30mmol/L KOH溶液

1.3.2 采样及样品前处理

依据《环境空气和废气 氯化氢的监测 离子色谱法》HJ549-2016采样方法，串联两支各装50ml吸收液Ⅰ的75ml冲击式吸收瓶，按照气态污染物采集方法，以0.5L/min- 1.0L/min的流量，连续1小时采样。将采集后的样品，分别转入两支50ml具塞比色管中，用少量纯水洗涤吸收瓶内壁，洗液并入比色管，稀释定容至标线。

1.3.3 样品分析

取两支同批次清洗的采样用冲击式吸收瓶，同样品的前处理步骤，制备的样品为实验室空白。

将制备好的样品与标准曲线同条件注入离子色谱仪，得出的结果带入公式计算出结果。

2 标准方法在碳酸根体系中测定废气中氯化氢的结果

标准使方法中使用吸收液Ⅰ（30mmol/L NaOH溶液）在碳酸根体系的离子色谱仪上分析废气中的氯化氢谱图如图1所示。

从图1可以看出，氯离子的定性尚好，不受其他峰的干扰，谱图基线较为平稳，峰形和分离度都不错。但由于样品pH值与碳酸根体系中的pH值不相等的影响，在氯离子峰之前出现了一个比较大的正峰，并且在12min左右处出现了基线波动，这是由于样品中多余的OH-在分离柱中的响应，这些峰虽然不影响氯离子的定性，但多余OH-会增加碳酸根体系中淋洗液的洗脱能力，使得氯离子出峰提前，可能会造成氟离子与氯离子的分离度不好，而影响定量。所以考虑使用碳酸根/碳酸氢根溶液来作为氯化氢废气的吸收液，来优化碳酸根监测体系测定氯化氢废气的监测方法。

3 废气中氯化氢监测条件的优化

3.1 碳酸根体系条件优化后的仪器参数及吸收液浓度

仪器条件：AG22柱（保护柱）+AS22柱（保护柱），流速1.0ml/min，抑制电流50mA，进样量100μL。

流动相：4.5mmol/L Na2CO3与0.8mmol/L NaHCO3混合溶液

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

在废气氯化氢监测中采用与离子色谱流动相相同浓度的碳酸钠/碳酸氢钠混合溶液作为氯化氢废气的吸收液。

3.2 条件优化后的废气中氯化氢的监测结果

3.2.1 条件优化后的谱图变化

使用與流动相同介质及浓度的吸收液Ⅱ采集氯化氢废气样品，处理完毕后注入离子色谱仪进行分析，所得谱图如图2所示。发现此峰形图基线平稳，没有干扰峰，目标峰明显，定量和定性都很准确。

3.2.2 条件优化检出限的计算

根据《环境监测 分析方法标准制修订技术导则》HJ168 -2010重复7次试验，计算其标准偏差，根据MDL=t（n-1，0.99）×S计算方法检出限，以4倍检出限作为测定下限[5]。其中t（s，0.99）=3.143，根据7次结果求得检出限。

在此，以4.5mmol/L Na2CO3/0.8mmol/L NaHCO3混合溶液为介质的溶液中，配置一组浓度为0.1mg/L的标准溶液，连续进样7针，可求得优化条件后的方法检出限。具体结果见表1。

对于固定污染源废气，由表1可得检出浓度为0.02mg/L，当采样体积为10L时，方法检出限为：

此方法检出限0.1mg/m3小于氯化氢废气监测要求的0.2mg/m3的检出限要求。

3.2.3 条件优化后精密度的测试

在以4.5mmol/L Na2CO3/0.8mmol/L NaHCO3混合溶液为介质的溶液中，配置四组不同浓度标液，重复进样6次，详细结果见表2。

由表2结果可以看出，四组样品的精密度测试结果RSD均小于1.0%，结果符合标准要求。

4 结论

从以上的优化实验条件后的实验结果可以看出，使用与流动相相同介质相同浓度的碳酸钠/碳酸氢钠混合溶液作为氯化氢废气监测的吸收液，无论是检出限、精密度还是谱图，其结果都符合标准方法HJ549-2016的要求。

参考文献

[1]环境保护部.HJ 548-2016固定污染源废气氯化氢的测定硝酸银容量法[S].北京：中国环境科学出版社，2016.

[2]环境保护部.HJ 549-2016环境空气和废气氯化氢的测定离子色谱法[S].北京：中国环境科学出版社，2016.

[3]刘晶，沈敏，董晶晶.碱片-离子色谱法测定硫酸盐化速率影响因素初探[J].环境监控与预警，2016，8（2）：37-39.

[4]任妍冰，姚远，王清.水中钾、钠两种测定方法的比较研究[J].环境监控与预警，2013，5（10）：30-31.

[5]孙海涛，张颖.艾士卡-离子色谱法测定植物叶片中含硫量[J].环境监控与预警，2017，9（4）：35-36.