环境化学
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四、实验步骤

1. 样品采集

从附近的湖泊或河流采集水样,水样采集后用0.45μm有机微孔滤膜过滤。用于阴离子分析的水样放在硬质玻璃瓶或聚乙烯瓶中保存,并尽快测定,否则在4℃下保存;用于阳离子测定的水样用聚乙烯瓶保存,并用优级纯硝酸调节pH至小于2。

2. 阳离子分析

(1)调节仪器(请参照仪器使用手册进行,以下步骤仅供参考)

①把空心阴极灯装在灯架上。转动波长鼓轮,选择需要的波长。按说明书选好狭缝位置。

②接通仪器电源,把灯电流调到规定值。

③预热仪器,直到空心阴极灯发射稳定,一般需要10~30min。仪器预热后,如有必要,可重调灯电流。

④调节灯的位置,使光强指示偏转最大。转动波长鼓轮,调到选用吸收线的准确位置,这时光强指示偏转最大。

⑤启动空气气源,调节压力和流量达到规定值。

⑥打开乙炔气源,调节压力和流量达到规定值。然后点燃火焰并立即用去离子水喷雾。

⑦用0.2%硝酸溶液调节试样提升量,提升量一般在3~7mL/min,然后将仪器调零。

⑧用一定浓度的标准溶液标定仪器,使仪器处于所需要的工作状态。

(2)标准曲线的绘制

在50mL容量瓶中,参照下列标准系列浓度加入相应量的标准储备液(可根据所用仪器的线性范围和检出限适当调整)和1∶1的硝酸溶液2mL,同时在钙、镁标准系列的溶液中加入1mL 0.1g/mL镧溶液消除干扰,在钾、钠标准系列的溶液中加入3mL消电离剂消除钾、钠在高温火焰中的电离干扰,加水至标线,摇匀。分别用火焰原子吸收分光光度计在相应的最佳测试条件下测定,记录吸光度,建立工作曲线。

参考标准系列:

Ca2+:1mg/L,5mg/L,10mg/L,15mg/L,20mg/L,25mg/L,50mg/L。

Mg2+:0.05mg/L,0.1mg/L,0.2mg/L,0.5mg/L,1mg/L,1.5mg/L,2mg/L。

Na+:0.2mg/L,0.5mg/L,1mg/L,3mg/L,5mg/L,10mg/L。

K+:0.5mg/L,1mg/L,2mg/L,3mg/L,4mg/L,5mg/L。

(3)样品测定

①钙和镁的测定:准确吸取适量经过预处理的试样(含钙不超过250μg,镁不超过25μg)于50mL容量瓶中,加入1∶1的硝酸溶液2mL、1mL镧溶液,加水定容至标线,摇匀。与标准系列同时测定各试液中各种金属元素的吸光度。

②钾和钠的测定:另取适量经过预处理的试样(钾不超过200μg,钠不超过100μg),于50mL容量瓶中,加入1∶1的硝酸溶液2mL、消电离剂3mL,加水定容至标线,摇匀。以下测定方法同钙、镁的测定。

用50mL实验用水取代试样,用与试样完全相同的方法测定,作为空白实验。

3. 阴离子分析

①打开离子色谱仪,检查并调试仪器。色谱参考条件:淋洗液流速1.0~2.0mL/min;根据淋洗液流速确定再生液流速,使背景电导达到最小值;电导检测器,根据样品浓度选择量程;进样量:25μL。

②标准曲线的绘制。根据样品浓度选择混合标准使用液Ⅰ或Ⅱ,配制5个浓度水平的混合标准溶液。各标准溶液均需用0.45μm微孔滤膜过滤并注入离子色谱仪中两次,取两次峰高或峰面积的平均值。以峰高或锋面积为纵坐标,离子质量浓度(mg/L)为横坐标,绘制标准曲线。

③样品测定。在与标准曲线绘制相同的色谱条件下进行样品的分析(可根据仪器检出限适当稀释样品)。每个样品注入两次,记录保留时间和峰高或峰面积。以保留时间确定离子种类,由峰高或峰面积计算相应离子浓度。对于高灵敏度色谱仪一般选用稀释样品进行测定,未知样品可以先稀释再进样测定,然后根据测定结果选择适合的稀释倍数。

以实验用水代替水样,经0.45μm微孔滤膜过滤后同样进行色谱分析,做空白测定。