吳香姣

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離子色譜法測定廢氣中硫酸霧實(shí)驗(yàn)探究

吳香姣

本文為了用離子色譜法測定廢氣中硫酸霧的實(shí)驗(yàn)，提前準(zhǔn)備好抽濾樣品用的0.22μm微孔濾膜和預(yù)處理柱，采取陰離子色譜柱分離與電導(dǎo)檢測器進(jìn)行檢測，將4.5mmol/L 的碳酸鈉和0.8mmol/L 的碳酸氫鈉混合溶液當(dāng)流動(dòng)相，以1.0ml/min的流速進(jìn)行測試，從而保證時(shí)間的定性。而定量的標(biāo)準(zhǔn)以峰面積為準(zhǔn)，此方法要在特定的范圍內(nèi)，即為0.50～50mg/m3。這種實(shí)驗(yàn)方法與鉻酸鋇分光光度法實(shí)驗(yàn)比對之后并無差異。且該方法具有顯著的優(yōu)點(diǎn)：操作簡捷、準(zhǔn)度較高、測定范圍廣、實(shí)用性強(qiáng)。該方法在環(huán)境樣品的分析得到了廣泛的應(yīng)用。

硫化氫、硫酸霧與二氧化硫是氣體中主要的硫化物，而空氣中的二氧化硫氣體可被氧化成為三氧化硫，三氧化硫與空氣中的水分結(jié)合即生成硫酸霧。硫酸霧對人體有一定的傷害，會刺激呼吸道，若吸入大量的硫酸霧會引起肺水腫，長時(shí)間工作在含有硫酸霧的環(huán)境中會導(dǎo)致人體肺氣腫、肺硬化與支氣管擴(kuò)張等疾病。硫酸霧的測定方法在目前有以下幾種：氯化鋇比濁分光光度法、二乙胺比色法、鉻酸鋇分光光度法等。而這些方法都具有實(shí)驗(yàn)過程耗時(shí)很長、方法檢出限高、實(shí)驗(yàn)試劑消耗量大等缺陷。本文采用玻璃纖維濾筒進(jìn)行等速采樣，用水浸取，利用預(yù)處理柱除去金屬陽離子，將待測樣品注入離子色譜儀進(jìn)行測定。用離子色譜法測定廢氣中的硫酸霧，具有前處理過程簡單、靈敏度高、測定范圍廣、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)勢。本文對離子色譜法分析廢氣中的硫酸霧進(jìn)行了新的試驗(yàn)與化學(xué)法進(jìn)行比對，其試驗(yàn)的結(jié)果得到了很好的論證。

測定的材料與方法

儀器與試劑

測定的主要儀器有以下幾種：美國戴安ICS-900型離子色譜儀，配備 AG23保護(hù)柱、Ion Pac AS23陰離子分離柱、ASRS300 4-mm自動(dòng)再生抑制器（制電流 25MA）、Chromeleon色譜工作站與電導(dǎo)檢測器。

測定的試劑有以下幾種：0.22μm微孔濾膜與H柱（商品預(yù)處理柱）；硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液：500mg/L，環(huán)保部標(biāo)樣所；淋洗液：4.5mmol/L 的碳酸鈉 （基準(zhǔn)級）和0.8mmol/L 的碳酸氫鈉（優(yōu)級純）混合溶液。

色譜分析條件

檢測器測量范圍為0～500μs；柱溫為室溫；以碳酸鈉（4.5mmol/L，基準(zhǔn)級）和碳酸氫鈉（0.8mmol/L，優(yōu)級純）混合溶液作為淋洗液；淋洗液流速為1.00ml/ min；進(jìn)樣體積為100μL。

實(shí)驗(yàn)分析步驟

1.試樣制備：加熱浸出法。將待測樣品（濾筒）撕碎后放入250ml錐形瓶中，加入100ml去離子水浸沒濾筒，在瓶口上放一個(gè)玻璃漏斗，再放到電熱板進(jìn)行加熱至沸騰，大約到30min后可以取下，等到冷卻之后將浸出液用中速定量濾紙濾入250ml容量瓶中，并將濾筒上的殘?jiān)板F形瓶用去離子水清洗3～4次，將洗滌液并入上述容量瓶中，加氫氧化鈉溶液（0.10或1.0mol/L）中和至溶液pH7～9（用PH試紙?jiān)囼?yàn)），最后用去離子水稀釋定容至標(biāo)線。

2.空白試樣制備。取2至3個(gè)與待測樣品同批次的空白濾筒，撕碎后放入錐形瓶中按以上試樣制備步驟進(jìn)行空白濾筒溶液的制備。

3.標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制。配制質(zhì)量濃度分別為：0、0.50、2.50、5.00、10.0、25.0mg/L的6個(gè)硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。按濃度從低到高的順序?qū)?biāo)液注入離子色譜儀進(jìn)行測試，記錄峰面積與保留時(shí)間，以峰面積為對SO42-的質(zhì)量濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

4.試樣測定。先將預(yù)處理柱用去離子水洗滌，然后加入上述制備好的試樣進(jìn)行交換處理，去除樣品溶液中的陽離子，棄去最初流出的30ml溶液，然后用0.22μm微孔濾膜過濾濾液，得到試料。最后在離子色譜儀上注入先前制作好的試料，用與繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線相同的條件和步驟進(jìn)行測定。

5.空白試樣測定。測定空白濾筒溶液，用與樣品溶液測定相同的方法進(jìn)行測定，并計(jì)算每個(gè)空白濾筒的硫酸根離子含量。

6.結(jié)果計(jì)算。固定污染源廢氣中硫酸霧的質(zhì)量濃度計(jì)算公式如下：

公式中的C1和C0分別代表待測試樣中SO的質(zhì)量濃度和空白試樣中SO42-質(zhì)量濃度，mg/L。

實(shí)驗(yàn)討論

確定檢出限

對檢測限濃度進(jìn)行確定，通過連續(xù)7個(gè)接近其濃度的加標(biāo)樣品，計(jì)算檢出限標(biāo)準(zhǔn)偏差S。，若對7個(gè)樣品連續(xù)分析之后，置信區(qū)為99%，7個(gè)值均相同，則。其中：是置信度99%、自由度n-1時(shí)的t值。n是分析樣品的數(shù)量。加標(biāo)樣品進(jìn)行測定后，其平均值與MDL的比值一般要求在3至5之間，只有保持在這樣數(shù)值之間，才能說明MDL的初次加標(biāo)樣品較合適，若它們的比值不在要求范圍之內(nèi)，則需要改變加標(biāo)濃度，重新測定，直至比值達(dá)到3至5之間，并以此作為該化合物的MDL 。測定結(jié)果見表1。

表1　檢出限測定結(jié)果表

測定準(zhǔn)確度和精密度

對硫酸鹽有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行7次平行測定，準(zhǔn)確度和精密度測定結(jié)果見表2。

表2　精密度和準(zhǔn)確度測定結(jié)果

實(shí)際樣品離子色譜法與分光光度法比對實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)比對

對7個(gè)實(shí)際廢氣樣品中的硫酸霧用離子色譜法和鉻酸鋇分光光度法分別進(jìn)行測定，比對試驗(yàn)結(jié)果見表3。

實(shí)驗(yàn)評定方式

對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評定，分為滿意與不滿意兩種評定標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)驗(yàn)室的檢測結(jié)果是根據(jù)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)各分析方法測定的平均值及其A類不確定度作為評定比對結(jié)果。在進(jìn)行結(jié)果驗(yàn)證時(shí)，若：（其中：代表方法a的測定結(jié)果；代表方法b的測定結(jié)果；代表方法a的A類不確定度；UX2代表方法b的A類不確定度），則可確定實(shí)驗(yàn)室的測量是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，即是否滿意。

表3　實(shí)際樣品比對試驗(yàn)測定結(jié)果

實(shí)驗(yàn)評定結(jié)果

對硫酸鹽有證標(biāo)準(zhǔn)樣品用離子色譜法和鉻酸鋇分光光度法分別進(jìn)行測定，測定結(jié)果見表4。

表4　有證標(biāo)樣測定結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評定依據(jù)（見表5）

表5　兩種方法的測定分析表

通過兩者實(shí)驗(yàn)比對，廢氣中的硫酸霧樣品通過離子色譜法進(jìn)行分析證明，其操作簡捷、準(zhǔn)度較高、實(shí)用性強(qiáng)。與鉻酸鋇分光光度法的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，兩者間的結(jié)果差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這種實(shí)驗(yàn)分析方法適用于日常樣品，達(dá)到了相關(guān)行業(yè)的限值要求。

測定下限的確定

表6　測定下限的測定

在一般情況下，定量濃度的下限是以檢出限的4倍為測定方法的測定下限，若用去離子水將定容樣品進(jìn)行稀釋，采樣量在200L時(shí)，檢出濃度的最低值為0.05mg/m3。測定結(jié)果見表6。

表7　樣品加標(biāo)回收率測定結(jié)果

樣品分析

依據(jù)上述分析步驟測定預(yù)處理后的樣品溶液，并進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，最后的結(jié)果顯示硫酸根的加標(biāo)回收率在94.4%至98.1%之間，通過此分析證明該方法適用于實(shí)際樣品的分析。加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果見表7。

結(jié)束語

通過對離子色譜法測定廢氣中硫酸霧的實(shí)驗(yàn)探究、并與鉻酸鋇分光光度法進(jìn)行比對實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：離子色譜法測定廢氣中硫酸霧的檢出限為0.12mg/L，精密度為0.61%，加標(biāo)回收率在94.0%～98.1%之間。離子色譜法與鉻酸鋇分光光度法測定廢氣中硫酸霧的比對試驗(yàn)結(jié)果之間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。用離子色譜法對廢氣中的硫酸霧樣品進(jìn)行分析測定，適用于日常樣品，達(dá)到了相關(guān)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)限值要求。具有操作簡捷、準(zhǔn)度較高、測定范圍廣、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，也因此而得到了廣泛應(yīng)用。

吳香姣

衡陽市環(huán)境監(jiān)測站

吳香姣（1976.4-）女，大專，湖南耒陽人，工程師。主要研究方向：環(huán)境監(jiān)測分析、質(zhì)量控制。

的活動(dòng)。每個(gè)單根鉆完后堅(jiān)持兩遍以上的技術(shù)劃眼。

③調(diào)整鉆井液性能，適當(dāng)降低其流性指數(shù)，提高動(dòng)塑比，使其處于紊流狀態(tài)鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過程中間斷泵入比原漿粘度低的段塞，使段塞成為紊流態(tài)循環(huán)，再配合泵入高黏清掃液輔助清巖。

以上措施的實(shí)施使得本井安全高效的完成了水平段的施工。

本井措施應(yīng)用所得效果

由于采用了上述技術(shù)措施，雁63平15井于2013年5月4日順利完鉆，5月13日完井，鉆井周期14.23d，鉆機(jī)臺月0.77mon，機(jī)械鉆速20.57m/h，鉆機(jī)月速4515.58m/mon，油層鉆遇率100%。相對于同斷塊近兩年所鉆的水平井對比（見表2），各項(xiàng)指標(biāo)均得到了大幅度的提高。

表2　與近兩年同斷塊水平井指標(biāo)對比

結(jié)語與認(rèn)識

（1）雁63斷塊的水平井周期仍有縮短的空間，本井施工的技術(shù)措施具有實(shí)質(zhì)的應(yīng)用效果和推廣前景。

（2）PDC鉆頭的優(yōu)選及合理的使用完全可以滿足水平井定向的施工，同時(shí)可大幅度的提高機(jī)械鉆速，減少更換鉆頭產(chǎn)生的起下鉆所延長的周期，從而達(dá)到縮短鉆井周期的目的。

（3）1.5o單彎螺桿不但可以在增斜的過程中減少滑動(dòng)鉆進(jìn)井段增加轉(zhuǎn)動(dòng)鉆進(jìn)井段提高機(jī)械鉆速而且還可以通過鉆井參數(shù)合理的調(diào)整完成水平段的施工。從而減少因進(jìn)入水平段而更換小角度單彎造成的周期延長。

（4）防止油頁巖垮塌、破壞巖屑床、強(qiáng)化攜砂和潤滑效果，不但可以減輕拖壓提高機(jī)械鉆速更加可以避免事故復(fù)雜的發(fā)生，是水平井安全提速的重要保障。

徐恒元 李紅燕 劉天峰 寧 軍韓向陽 魏英輝 劉廣輝

中國石油渤海鉆探第四鉆井工程公司

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.01.001