快速蒸餾法聯(lián)用離子色譜技術(shù)分析檢測(cè)復(fù)雜基質(zhì)中的痕量氨氮的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種快速蒸餾法聯(lián)用離子色譜技術(shù)分析檢測(cè)復(fù)雜基質(zhì)中的痕量氨氮的方法，先將復(fù)雜樣品進(jìn)行蒸餾預(yù)處理富集提取其中的銨根離子，再用離子色譜法進(jìn)行檢測(cè)。樣品預(yù)處理通過(guò)快速蒸餾的方法將樣品中的銨根離子提取出來(lái)，具體如下，先在樣品中加入過(guò)量堿，在加熱煮沸情況下，使銨根離子以氨氣形式釋放，而不帶出其他的干擾離子，再在吸收部分用過(guò)量酸吸收氨氣，從而得到純化的銨根離子。提取的銨根用離子色譜法檢測(cè)。該方法銨根的提取效果佳，且消除了鈉離子、鉀離子等陽(yáng)離子對(duì)銨根檢測(cè)的干擾，方便靈敏、快速準(zhǔn)確。
【專利說(shuō)明】快速蒸餾法聯(lián)用離子色譜技術(shù)分析檢測(cè)復(fù)雜基質(zhì)中的痕量氨氮的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供了一種利用快速蒸餾法富集提取復(fù)雜基質(zhì)中痕量氨氮，并聯(lián)用離子色譜進(jìn)行氨氮(以NH4+形式)分析檢測(cè)的新方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氨氮含量是反映水體所受污染程度和湖庫(kù)水體富營(yíng)養(yǎng)化程度的重要指標(biāo)之一，對(duì)水體中氨氮含量的測(cè)定，通常采用GB11894-89堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法^但此方法測(cè)定過(guò)程受多種因素的干擾，如紫外分光光度儀的的檢測(cè)波長(zhǎng)對(duì)分析測(cè)定的結(jié)果的準(zhǔn)確度有較大的影響。離子色譜起源于1975年，由美國(guó)Dow化學(xué)公司的H.Small博士等人提出，是近年來(lái)發(fā)展快速的一種分析檢測(cè)微量離子的技術(shù)，其首先在環(huán)境分析中痕量陰、陽(yáng)離子測(cè)定得到廣泛應(yīng)用。離子色譜由于其快速方便、靈敏度高、選擇性好的特點(diǎn)尤其適用于水質(zhì)檢測(cè)2。本文利用離子色譜法對(duì)水體中氨氮含量進(jìn)行分析檢測(cè)，以監(jiān)測(cè)水體富營(yíng)養(yǎng)化程度。
[0003]一般的環(huán)境水樣品如海水、湖水、苦咸水、地下水、地面水等，鈉離子含量往往較高，在離子色譜系統(tǒng)中，不僅會(huì)和銨根的出峰位置重疊甚至銨離子的峰被完全覆蓋，難以準(zhǔn)確測(cè)定銨根離子，而且高濃度的鈉離子易使色譜柱中毒，不利于儀器的維護(hù)。另外，水體樣品中銨根離子含量極少 ，往往在每升零至幾毫克。考慮到以上兩點(diǎn)，本文通過(guò)蒸餾法對(duì)水體樣品中氨氮進(jìn)行富集提取，不僅可以消除鈉離子及水體基質(zhì)的影響，同時(shí)可對(duì)氨氮進(jìn)行富集，從而達(dá)到對(duì)痕量氨氮進(jìn)行靈敏檢測(cè)的目的3。
[0004]目前，銨根離子的檢測(cè)方法有:比色法、甲醛法、半微量定氮法、熒光探針?lè)ǖ取５捎每焖僬麴s法聯(lián)用離子色譜技術(shù)分析檢測(cè)氨氮含量尚未見(jiàn)報(bào)道。
[0005]參考文獻(xiàn)
[0006]1.中華人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法.GBl1894-89.[0007]2.ShrinvivasMadhavraoDhavilej S.T.，KulamaniDashjSarvaVenkateswaraRaojSheoChandra Chaurasia，deve1pmentofaninsituevaporationsystemforthepreconcentrationofanionic impuritiesinhighpuritywater.chromatographia2007，66，3.[0008]3.Poonamj V.，RamakantKj Rastogij KaranamL，Ramakumarj determinationoftraceamountsof nitrogeninuraniumbasedsamplesbyionchromatography (IC)withoutKjeldahlDistillation.analyticalchimicaacta2007,596，4.
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種新的樣品預(yù)處理方法，該方法是將含痕量氨氮的復(fù)雜基質(zhì)用快速蒸餾的方法富集提取出其中的氨氮，再用離子色譜方法對(duì)氨氮進(jìn)行分析檢測(cè)?？焖僬麴s法預(yù)處理時(shí)將樣品與堿反應(yīng)，在加熱煮沸的情況下，銨根離子以氨氣形式釋放，再用酸對(duì)氨氣進(jìn)行吸收富集，從而得到去除基質(zhì)干擾的銨根溶液。分離純化后的銨根溶液再用離子色譜進(jìn)行分析檢測(cè)，該方法可用于測(cè)定復(fù)雜基質(zhì)中的痕量氨氮。
[0010]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0011]本發(fā)明是一種快速蒸餾預(yù)處理聯(lián)用離子色譜技術(shù)分析檢測(cè)復(fù)雜基質(zhì)中中痕量氨氮(以NH4+形式)的方法，該方法是先將復(fù)雜樣品進(jìn)行蒸餾預(yù)處理富集提取其中的銨根離子，再用離子色譜法進(jìn)行檢測(cè)。樣品預(yù)處理通過(guò)快速蒸餾的方法將樣品中的銨根離子提取出來(lái)，具體如下，先在樣品中加入過(guò)量堿，在加熱煮沸情況下，使銨根離子以氨氣形式釋放，而不帶出其他的干擾離子，再在吸收部分用過(guò)量酸吸收氨氣，從而得到純化的銨根離子。提取的銨根用離子色譜法檢測(cè)。該方法銨根的提取效果佳，且消除了鈉離子、鉀離子等陽(yáng)離子對(duì)銨根檢測(cè)的干擾，方便靈敏、快速準(zhǔn)確。
[0012]作為進(jìn)一步地改進(jìn),本發(fā)明所述的蒸懼時(shí)間是15min ；
[0013]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的方法也可以推廣到有機(jī)胺類(lèi)化合物、其他可用蒸餾法提取的離子(如亞硫酸根等)的檢測(cè)，用類(lèi)似方案進(jìn)行分析可消除干擾離子的干擾。
[0014]本發(fā)明的有益效果如下:
[0015]本發(fā)明利用設(shè)計(jì)好的蒸餾裝置，往樣品中加入過(guò)量堿溶液(如氫氧化鈉溶液)，使樣品中的銨根離子轉(zhuǎn)化為氨氣，同時(shí)對(duì)該裝置加熱煮沸，使氨氣從反應(yīng)器中被蒸餾出，并在收集裝置部分用過(guò)量鹽酸吸收，從而得到純化的銨根離子，以便于用離子色譜法檢測(cè)。該方法對(duì)于復(fù)雜基質(zhì)中痕量銨根離子的檢測(cè)或樣品中有大量干擾離子存在情況下的銨根離子檢測(cè)尤其有效，且前處理方法快速簡(jiǎn)便高效、靈敏度高，該方法通過(guò)快速蒸餾這一前處理方法，使在離子色譜中對(duì)氨氮檢測(cè)有干擾的離子(如鈉離子、鉀離子等)被消除，從而大大拓寬了離子色譜檢測(cè)氨氮的應(yīng)用范圍，大大提高了測(cè)定的靈敏度，可廣泛應(yīng)用于水質(zhì)檢測(cè)、食品安全、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等中胺類(lèi)化合物的檢測(cè)分析。國(guó)內(nèi)外尚無(wú)此類(lèi)檢測(cè)方法。
[0016]綜上所述，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0017]1.樣品預(yù)處理方便快捷，蒸餾過(guò)程只需15min ；
[0018]2.消除了鈉離子、鉀離子等陽(yáng)離子對(duì)銨根離子檢測(cè)的干擾，使該方法具有普適性；
[0019]3.快速蒸餾法對(duì)復(fù)雜基質(zhì)中痕量氨氮的提取同時(shí)具有富集的作用，可以使樣品中氨氮的檢出限大大降低；
[0020]4.離子色譜法檢測(cè)具有靈敏準(zhǔn)確、檢出限低的特點(diǎn)，可以進(jìn)行痕量氮的檢測(cè)，且檢測(cè)快速方便無(wú)污染。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明的快速蒸餾法聯(lián)用離子色譜技術(shù)分析檢測(cè)復(fù)雜基質(zhì)中的痕量氨氮的裝置及工作示意圖；
[0022]圖1中標(biāo)記為:1一淋洗液；2—泵；3一六通閥；4一保護(hù)柱；5—陽(yáng)尚子分尚柱；6—陽(yáng)離子抑制器；7—檢測(cè)器；8—快速蒸餾玻璃裝置；
[0023]8為快速蒸餾前處理裝置圖，復(fù)雜基質(zhì)在左側(cè)被堿化，并經(jīng)過(guò)連續(xù)快速蒸餾使得氨氮以氨氣形式進(jìn)入右側(cè)吸收瓶并被酸化吸收，從而得到純化富集的銨根離子，值得注意的是，在處理樣品前需將吸收瓶用去離子水洗凈。[0024]圖2為復(fù)雜基質(zhì)經(jīng)過(guò)快速蒸餾預(yù)處理后富集提取出的銨根離子的離子色譜譜圖；
[0025]圖2中標(biāo)記為:9一銨根離子的峰。
【具體實(shí)施方式】
[0026]圖1為本發(fā)明的快速蒸餾法聯(lián)用離子色譜技術(shù)分析檢測(cè)復(fù)雜基質(zhì)中的痕量氨氮的裝置及工作示意圖:將復(fù)雜基質(zhì)(如海水樣品)放入快速蒸餾玻璃裝置8左側(cè)的蒸餾瓶中，并加入稍過(guò)量氫氧化鈉堿化，同時(shí)開(kāi)啟加熱裝置對(duì)蒸餾瓶進(jìn)行連續(xù)加熱至溶液沸騰，該蒸餾過(guò)程一般為15分鐘，在此蒸餾過(guò)程中，氨氮不斷以氨氣形式通過(guò)管路及冷凝管，進(jìn)入快速蒸餾玻璃裝置8右側(cè)吸收瓶，吸收瓶中盛有硫酸溶液，不僅加速了對(duì)氨氣的吸收，而且可以使氨氣以銨根形式被徹底吸收。蒸餾前處理過(guò)程的結(jié)果是將樣品中的氨氮完全提取到快速蒸餾玻璃裝置8右側(cè)的吸收瓶中，且不引入復(fù)雜基質(zhì)中的干擾成分。將提取純化的銨根溶液經(jīng)注射器注射進(jìn)樣到離子色譜體系中。離子色譜體系中淋洗液I為27mmol/L甲基磺酸，淋洗液I通過(guò)泵2泵入離子色譜流路中，通過(guò)六通閥3的閥切可以使淋洗液I將銨根溶液洗脫，之后依次進(jìn)入保護(hù)柱5、陽(yáng)離子分析柱6、陽(yáng)離子抑制器6，最后通過(guò)檢測(cè)器7對(duì)銨根進(jìn)行檢測(cè)。
[0027]圖2為復(fù)雜基質(zhì)經(jīng)過(guò)快速蒸餾預(yù)處理后富集提取出的銨根離子的離子色譜譜圖:圖2為利用圖1中設(shè)計(jì)的快速蒸餾前處理方法對(duì)海水樣品進(jìn)行富集提取，并聯(lián)用離子色譜對(duì)水中氨氮進(jìn)行檢測(cè)，從而得到的離子色譜圖像，圖2中的9即為銨根離子的色譜峰。
[0028]相比于未進(jìn)行快速蒸餾法前處理就直接用離子色譜法檢測(cè)海水樣品中氨氮，本方法具有明顯的優(yōu)勢(shì):由圖2可知，本方法不存在水樣中高含量鈉離子對(duì)銨根離子檢測(cè)的干擾，另外，本方法前處理對(duì)銨根有富集作用，使得水體樣品中極少的銨根離子也能被檢出。
[0029]下面通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明所要保護(hù)的技術(shù)方案作進(jìn)一步地說(shuō)明:
[0030]實(shí)施例1
[0031 ] 三門(mén)灣海水中痕量銨根離子的分離和分析檢測(cè)
[0032]具體步驟如下:
[0033]1、配制模擬海水樣品:根據(jù)海水中各離子成分含量，稱取相應(yīng)的一定量的分析純?cè)噭?NaCl、KCl、Na2S04、CaCl2、NH4Cl等)配制海水模擬液。
[0034]2、樣品預(yù)處理:將模擬海水樣品用快速蒸餾預(yù)處理裝置進(jìn)行快速蒸餾。通過(guò)條件優(yōu)化試驗(yàn)，得出最優(yōu)蒸懼時(shí)間為15min。
[0035]3、淋洗液的選擇:試驗(yàn)不同的淋洗液配比,最后確定為27mmol.L-1MSA(甲基磺酸)，能使銨根離子快速出峰。
[0036]4、實(shí)際復(fù)雜基質(zhì)樣品氨氮的分離和檢測(cè):根據(jù)得到的優(yōu)化條件對(duì)實(shí)際復(fù)雜基質(zhì)樣品(三門(mén)灣海水)進(jìn)行快速蒸餾預(yù)處理，并聯(lián)用離子色譜檢測(cè)其中的銨根含量，得出結(jié)論三門(mén)灣海水水樣中銨根離子含量為0.74mg/L。
[0037]5、三門(mén)灣海水水樣不進(jìn)行快速蒸餾前處理，直接通過(guò)濾膜進(jìn)樣到離子色譜體系中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)水樣譜圖中的銨根離子的峰被鈉離子峰完全覆蓋，無(wú)法定性定量分析。結(jié)果說(shuō)明，青島湖水水樣直接進(jìn)樣到離子色譜系統(tǒng)中無(wú)法達(dá)到分析檢測(cè)水樣中氨氮的目的。
[0038]實(shí)施例2
[0039]千島湖水中痕量銨根離子的分離和分析檢測(cè)[0040]具體步驟如下:
[0041]1、配制模擬海水樣品:根據(jù)海水中各離子成分含量，稱取相應(yīng)的一定量的分析純?cè)噭?NaCl、KCl、Na2S04、CaCl2、NH4Cl等)配制海水模擬液。
[0042]2、樣品預(yù)處理:將模擬海水樣品用快速蒸餾預(yù)處理裝置進(jìn)行快速蒸餾。通過(guò)條件優(yōu)化試驗(yàn)，得出最優(yōu)蒸懼時(shí)間為15min。
[0043]3、淋洗液的選擇:試驗(yàn)不同的淋洗液配比,最后確定為27mmol.L-1MSA(甲基磺酸)，能使銨根離子快速出峰。
[0044]4、實(shí)際復(fù)雜基質(zhì)樣品氨氮的分離和檢測(cè):根據(jù)得到的優(yōu)化條件對(duì)實(shí)際復(fù)雜基質(zhì)樣品(千島湖水)進(jìn)行快速蒸餾預(yù)處理，并聯(lián)用離子色譜檢測(cè)其中的銨根含量，得出結(jié)論千島湖水水樣中銨根尚子含量為0.52mg/L。
[0045]5、千島湖水水樣不進(jìn)行快速蒸餾前處理，直接通過(guò)濾膜進(jìn)樣到離子色譜體系中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)水樣譜圖中的銨根離子的峰被鈉離子峰完全覆蓋，無(wú)法定性定量分析。結(jié)果說(shuō)明，青島湖水水樣直接進(jìn)樣到離子色譜系統(tǒng)中無(wú)法達(dá)到分析檢測(cè)水樣中氨氮的目的。
[0046]最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種快速蒸餾預(yù)處理聯(lián)用離子色譜技術(shù)分析檢測(cè)復(fù)雜基質(zhì)中中痕量氨氮的方法，其特征在于，所述的方法是先將復(fù)雜樣品進(jìn)行樣品預(yù)處理富集提取其中的銨根離子，再用離子色譜法進(jìn)行檢測(cè)，樣品預(yù)處理通過(guò)快速蒸餾的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品中的銨根離子的富集提取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速蒸餾預(yù)處理聯(lián)用離子色譜技術(shù)分析檢測(cè)復(fù)雜基質(zhì)中痕量氨氮的方法，其特征在于，所述的方法具體步驟為:先在樣品中加入過(guò)量堿，在加熱煮沸情況下，使銨根離子以氨氣形式釋放，而不帶出其他的干擾離子，再在吸收部分用過(guò)量酸吸收氨氣，從而得到純化的銨根離子，提取的銨根用離子色譜法檢測(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的快速蒸餾法聯(lián)用離子色譜技術(shù)分析檢測(cè)復(fù)雜基質(zhì)中的痕量氨氮方法，其特征在于:所需的蒸餾時(shí)間是15min。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速蒸餾法聯(lián)用離子色譜技術(shù)分析檢測(cè)復(fù)雜基質(zhì)中的痕量氨氮方法的應(yīng)用，其特征在于，所述的方法也可以推廣到有機(jī)胺類(lèi)化合物、其他可用蒸餾法提取的離子的檢測(cè)，進(jìn)行分析可消除干擾離子的干擾。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的快速蒸餾法聯(lián)用離子色譜技術(shù)分析檢測(cè)復(fù)雜基質(zhì)中的痕量氨氮方法的應(yīng)用，其特征在于，所述的方法體系也可以用于亞硫酸根離子、氟離子、氯離子、亞硝酸根離子等的檢測(cè)。
【文檔編號(hào)】G01N30/88GK103995076SQ201410215088
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】樓超艷, 朱巖 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)