离子排斥色谱法测定环境样品中挥发性有机酸及乳酸

第36卷第3期2011年9月广州化学GuangzhouChemistry、，o1．36NO．3Sept．2011文章编号：1009．220X(2011)03．0001—06离子排斥色谱法测定环境样品中挥发性有机酸及乳酸杨学灵，林瑛(中国科学院广州化学研究所，广东广州510650)摘要：提出了同时测定环境样品中挥发性有机酸及乳酸的离子排斥色谱法(IEC法)。考察了流动相浓度、流速对有机酸分离的影响。实验结果表明，乳酸、甲酸、乙酸、丙酸、正丁酸和正戊酸可达到完全分离，被测组分的浓度与其峰高在一定的范围呈良好的线性关系，检出限均低于0．10mg／L。测定了糖蜜酒精废水和消化污泥中有机酸的含量，结果满足检测的要求，样品中各组分的相对标准偏差为2．2％～5．6％。关键词：离子排斥色谱(IEC)；乳酸；挥发性有机酸；糖蜜酒精废水；消化污泥中图分类号：0657．7文献标识码：A近年来，现代工业的发展所产生的大量有毒难降解废水未经严格处理直接排入河流，带来了越来越多的环境问题，引起人们的关注。目前处理有机污染物的方法各不同，常用的方法包括物理吸附法、活性污泥法、臭氧氧化法、光催化氧化法等L11。在处理有机污染物的过程中，会出现多种中间产物，而部分有机污染物的中间产物多为一些低碳链有机酸[2—1。如果对这些低碳链有机酸进行分析，可以为工程技术人员分析消化状况和进行工艺运行情况调整提供更为具体直接的资料，是一项很有意义的测定项目。测定有机酸常用的分析方法有气相色谱法、反相高效液相色谱法、离子排斥色谱(IEC)法等。气相色谱法对热稳定性差和含量极低的有机酸难以测定[9]，而低碳链有机酸在反相高效液相色谱中的保留值较小，若采用极性较大的流动相则可能导致电离而出现峰分裂【10】。小分子有机酸由于其在水溶液中呈离子状态，比较适合用离子色谱进行测定，而IEC法是分析低碳链有机酸的有效方法【l。IEC法分析有机酸有以下优点：1)极适合于含水基体；2)对强亲水性物质不会造成损失；3)只需简单的样品前处理，不需柱前衍生处理；4)有机酸的分析几乎不受无机阴离子的干扰。本文优化色谱条件，旨在建立测定环境样品中挥发性有机酸及乳酸含量的IEC法。1实验1．1仪器与试剂MIC一1型离子色谱仪(瑞士万通公司)，ICNET2-3色谱工作站，MetrosepAsupp4／5Guard收稿日期：2011-07．29作者简介：杨学灵(1985～)，男，硕士；主要从事测试分析工作。2广州化学第36卷保护柱，MetrosepOrganicAcids一250分离柱(250mmX7．8ITIIll，9Ixm)，732IC电导检测器，高速离心机(AnkeTGL一16C)。硫酸，丙酮，甲醇，氯化锂，为分析纯试剂：0．45lxm微孔滤膜(上海市新亚净化器件厂)；超纯水(Millipore，电阻率为18．2MQ·cm)。有机酸标准贮备液(10g／L)：分别用水稀释分析纯试剂乳酸、甲酸、乙酸、丙酸、异丁酸、正丁酸、异戊酸、正戊酸，制成各单标准有机酸标准贮备液。用标准NaOH溶液标定其浓度，一周内使用。1．2离子色谱条件色谱柱为MetrosepOrganicAcids．250分离柱；淋洗液为丙酮一0．075mmon硫酸溶液(体积比为15：75)；抑制器再生模式为外加50mmol／L氯化锂抑制：淋洗液流速0．5mL／min；进样量2OL。l-3标准曲线的绘制．分别移取有机酸标准溶液，按一定的浓度比例混合，配制混合标准溶液。进样测定，以峰高Y(mv)对质量浓度X(mg／L)分别绘制各组分的标准曲线。1．4样品预处理方法准确称取10g废水样品，加入15mL超纯水，静置10min后，于10000r／min条件下离心分离l0min，移取上清液到250mL烧瓶中，然后用50mmol／L硫酸溶液调节样品溶液的pH为3～4，再进行水浴蒸馏，收集馏分。收集馏分于50mL容量瓶中并用超纯水定容，经0．45Inn滤膜过滤，滤液供离子色谱测定。2结果与讨论2．1色谱条件的确定2．1．1淋洗液中硫酸浓度与流速的条件优化对于离子排斥色谱而言，流动相的离子强度对于有机酸的分离效果有明显的影响[12-13]。保持淋洗液流速为0．6mL／min。因为随着硫酸浓度的增加，仪器的背景电导也会增加，为了使背景电导不超出仪器的临界值，其中硫酸的浓度分别选取了0．0375、0．075、0．15mmoFL。由于在各种色谱分析条件下甲酸、乳酸都能得到良好的分离，为了更好地探讨硫酸浓度对有机酸的分离效果，故加入异丁酸和异戊酸进行干扰其他有机酸的分离。由图1可见，当硫酸的浓度为0．0375mmol／L，正丁酸和异戊酸不能有效t／min图1不同硫酸浓度的IEC谱图a．0．075mmol／L硫酸；b．0．150mmol／L硫酸；c．O．0375mmol／L