水样中三价铬和六价铬的同时在线分析方法技术

一种水样中三价铬和六价铬的同时在线检测分析方法，在低压下操作，通过在分析检测流路中设置低压离子色谱柱，利用六价铬和三价铬与低压离子色谱柱的不同亲和力而形成的差速迁移(六价铬不被低压离子色谱柱吸附，三价铬被低压离子色谱柱吸附)实现同时分析(六价铬的谱峰在前，三价铬的谱峰在后)。上述水样中三价铬和六价铬的同时在线分析方法，使用包括样品流路、洗脱液流路、氧化液流路、显色液流路、进样阀、进样环、分析流路、光学检测器和计算机处理系统的分析仪器，所述分析流路由依次串联连接的低压离子色谱柱、第一混合器、氧化器、第二混合器、反应器、光学流通池和反压器组成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水样中三价铬和六价铬的分析方法，特别涉及一种三价铬和六价铬的同时在线检测分析方法。
技术介绍
铬是地壳元素，其丰度约为0. 02%，以无机铬和有机铬两种形态存在，而以无机铬形态为主。铬的无机化合物中，最常见的价态是三价铬〔Cr(III)〕和六价铬〔Cr(VI)〕，铬的价态不同，对环境毒害、生物效应和对人体健康有不同的影响。三价铬是人体必需的微量元素之一，它与脂类代谢有密切联系，能增加人体内胆固醇的分解和排泄，是机体内葡萄糖能量因子中的一个有效成分，能辅助胰岛素利用葡萄糖，具有防治糖尿病、防治动脉硬化、高血压的生理功能，但过量的三价铬会对人体健康造成重大伤害，而且三价铬对鱼类的毒性比六价铬大，当三价铬的浓度为0. 01mg/L时，就可以使一些水生物死亡，此外水中的三价铬还会在鱼的骨骼中积累，从而影响到人类的食物链。六价铬比三价铬毒性高100倍，对皮肤有刺激性，能使皮肤溃烂，被认为是致敏源和致癌物，更可能造成遗传性基因缺陷，对环境有持久危险性，可通过消化、呼吸道、皮肤及粘膜浸入人体，并且在体内蓄积。通常情况下，天然水中的铬含量很低，对人体无危害，但是随着科学技术的发展，铬的化合物广泛地用在皮革制造、矿石加工、金属表面处理和印染等行业，这些工厂的废水中含有大量的Cr(III)或Cr (VI)的化合物，在水中受pH值、有机物、氧化还原物质、温度及硬度等条件影响，三价铬和六价铬的化合物可以相互转化，而环境中元素的形态不仅决定其生物活性和毒性，而且也影响它们在生物体内及生态环境中的前一转化规律。因此，铬总量的测定已经不能准确表达其所引发的环境效应，而铬的形态分析对于环境质量评价、生态效应和致毒机理研究具有重要意义。含铬废水的主要来源是制革厂、电镀工业、矿厂、不锈钢厂、染料厂等行业，其中制革工业废水三价铬含量可达70-80mg/L，电镀废水中总铬可达30-40mg/L，六价铬可达 20-30mg/L。我国污水综合排放标准(GB8976-1996)规定铬为一类污染物，允许工业废水总铬的排放浓度不高于1. 5mg/L，六价铬的排放浓度不高于0. 5mg/L。在我国的国家标准中，“水质总铬的测定/高锰酸钾氧化-二苯碳酰二胼分光光度法”(GB7466-87)，在酸性溶液中，试样的三价铬被高锰酸钾氧化成六价铬，六价铬与二苯碳酰二胼反应生成紫红色化合物，于波长540nm处进行分光光度测定。六价铬直接进行显色反应测定，三价铬则为总铬与六价铬之差。最小检出量为4μ g/L，测定浓度范围为 0. 004-1. Omg/L。“水质总铬的测定/硫酸亚铁胺滴定法”(GB7466-87)，在酸性溶液中，以银盐作催化剂，用过硫酸铵将三价铬氧化成六价铬。加入少量氯化钠并煮沸，除去过量的过硫酸铵及反应中产生的氯气。以苯基代邻氨基苯甲酸做指示剂，用硫酸亚铁铵滴定，使六价铬还原成三价铬，溶液呈绿色为终点。根据硫酸亚铁铵溶液的用量，计算样品中总铬的含量。样品中的六价铬可通过直接滴定分析测定，三价铬则为总铬和六价铬之差。适用于水和废水中高浓度(> lmg/L)总铬的测定。“土壤铬的测定/火焰原子吸收分光光度法”(GB/T 17137-1997)，采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸体系进行消解，使得所有铬都被氧化成Cr2072—。然后，将消解液喷入富燃性空气-乙炔火焰中。在火焰的高温下，形成铬基态原子，并对铬空心阴极灯发射的特征谱线357. 9nm产生选择性吸收，在选择的最佳测定条件下，测定铬的吸光度。检测限为5mg/kg ο“地下水质检验方法/催化极谱法测定总铬和六价铬”(DZ/T 0064. 18-93)，在 pH9. 1的α，α ‘-联吡啶-亚硝酸钠-氯化铵-氢氧化铵体系中，Cr(III)和Cr(VI) 在-1. IOV处，均能产生十分灵敏的催化波，其峰电流与总铬的浓度成正比。最低检测量为 0. 004 μ g,最佳测量范围为 0.4 μ g/L-20 μ g/L。上述四种方法均不能完成对Cr (III)和Cr(VI)的同时测定，前三种方法都需要先测定样品中Cr(VI)的含量，然后再将样品中三价铬完全氧化为Cr(VI)，然后测定样品中总铬的含量，通过计算得出Cr(III)的含量，第四种方法需要测定总铬含量后，再用阳离子树脂将三价铬分离后，测定六价铬的含量，通过计算得出Cr(III)的含量。在实际应用中，这些方法操作步骤繁琐，所需试剂种类多，分析速度慢，不适于现场的快速在线监测，而且后两种方法采用大型精密仪器，对操作人员，操作环境等要求很高，在经济上、技术上更不适用于现场监测。汤銎、应英、于村等人于2008年采用离子交换分离-石墨炉原子吸收光谱法测定保健食品中六价铬及三价铬，利用离子交换树脂装填的色谱柱，使Cr(III)和Cr(VI)得以分离，洗脱液引入石墨炉原子吸收光度仪进行测定。用离子色谱柱吸附和分离Cr(III)和 Cr(VI)的步骤比较繁琐、费时，需要分别收集Cr(III)和Cr(VI)洗脱液，浓缩后再用原子吸收光谱法进行分析测定，不能实现Cr(III)和Cr(VI)的在线检测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种，以解决简化分析操作、提高分析速度和降低分析误差的技术问题。本专利技术所述水样中三价铬和六价铬的同时在线检测分析方法在低压下操作，通过在分析检测流路中设置低压离子色谱柱，利用六价铬和三价铬与低压离子色谱柱的不同亲和力而形成的差速迁移(六价铬不被低压离子色谱柱吸附，三价铬被低压离子色谱柱吸附)实现同时分析(六价铬的谱峰在前，三价铬的谱峰在后)。本专利技术所述，使用包括样品流路、洗脱液流路、氧化液流路、显色液流路、进样阀、进样环、分析流路、光学检测器和计算机处理系统的分析仪器，所述分析流路由依次串联连接的低压离子色谱柱、第一混合器、氧化器、 第二混合器、反应器、光学流通池和反压器组成，步骤如下(1)将分析仪器设置在进样状态，使氧化液0、显色液R分别经氧化液流路、显色液流路进入分析流路，使洗脱液E经洗脱液流路、进样阀进入分析流路；在分析流路中，氧化液0、洗脱液E和显色液R相混合形成混合液，所述混合液进入光学流通池，经光学检测器将信号传输给计算机系统处理后得到基线，在基线测绘的同时，试样Sl经样品流路和进样阀5进入进样环并将进样环充满；(2)将分析仪器转换为分析状态，在洗脱液E的推动下，进样环中的试样Sl被送入分析流路中的低压离子色谱柱，氧化液0经氧化液流路进入分析流路中的第一混合器，显色液R经显色液流路进入分析流路中的第二混合器，试样中所含三价铬和六价铬被低压离子色谱柱分离，不被低压离子色谱柱吸附的六价铬和被低压离子色谱柱吸附的三价铬在洗脱液E的作用下先后从低压离子色谱柱流出，所述六价铬经第一混合器、氧化器进入第二混合器与显色液R混合后进入反应器与显色液R发生显色反应，所述三价铬经第一混合器进入氧化器与氧化液0发生氧化反应被氧化为六价铬，再进入第二混合器与显色液R混合后进入反应器与显色液R发生显色反应，显色反应得到的混合液依次进入光学流通池，经光学检测器将信号传输给计算机系统处理得到六价铬和三价铬的谱图；(3)使用一系列三价铬和六价铬浓度已知的标样S2代替试样，重复上述步骤⑴ 和O)，分别得到相应的标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张新申，陈姝娟，蒋小萍，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：