作者:宋檢 時間:2022-10-17 來源:互聯網
酸性紅26是一種人工合成的水溶性偶氮工業染色劑,主要用于皮革的染色,對人體有很強的致癌性[1]。這種染料因具有成本低、染色性能好、顏色穩定等優點而廣泛應用于染色行業。污水綜合排放標準GB8978–1996對印染企業廢水的主要控制指標是pH值、色度、BOD、COD和氨氮含量,對染料的排放濃度沒有給出明確的限值,而染料已成為污染源之一,環境監控的常規指標不足以全面反映染料污染物的達標狀況,因此建立廢水中致癌染料的檢測方法很有必要。目前主要用反相高效液相色譜法(HPLC)檢測酸性紅26[2–3],但由于酸性紅26*性很強,在常規C18柱中幾乎沒有保留,分析過程中常需要使用離子對試劑[1]。使用親水性色譜柱,酸性紅26的保留時間約為1min[4–5]。酸性紅26分子結構中含有多個磺酸基團,具有明顯的陰離子特點[6]。筆者嘗試采用離子色譜法分離酸性紅26,與常規反相液相色譜法相比,酸性紅26在離子交換色譜柱上具有很強的保留;在淋洗液中添加乙腈以增強洗脫能力,可減少因酸性紅26結構中含有苯環而造成的拖尾[7–8]。實驗測定了印染廢水樣品和加標樣品中酸性紅26的含量,在進樣量為25μL時,酸性紅26的定量限可達100μg/L,紫外檢測可避免印染廢水中大量陰離子的干擾[9]。
1實驗部分
1.1主要儀器與試劑
、
1.3色譜條件
淋洗液:100mmol/L高氯酸鈉–乙腈(體積比為1∶1);流速:1.0mL/min;分析柱:DionexIonPacAS16型,規格為250mm×4mm(美國ThermoFisher公司);保護柱:IonPacAG16型,規格為50mm×4mm(美國ThermoFisher公司);檢測器:紫外–可見檢測器;檢測波長:540nm;抑制模式:ASRS300(4mm)循環再生電抑制模式;進樣體積:25μL。
2結果與討論
2.1流動相的優化
酸性紅26結構中含有多個磺酸基團,可以采用高效陰離子交換色譜法對其進行分離。為了保證色譜峰形對稱及合理的洗脫時間,選擇烷醇季銨基親水性色譜柱IonPacAS16。保護柱IonPacAG16與IonPacAS16分析柱的填料相同,但長度較短,適合流動相成分的初步探索。流動相組成對IonPacAG16柱分離酸性紅26效果的影響見圖1。用離子色譜方法分析陰離子物質往往使用堿(如KOH)的水溶液作為流動相。在圖1(b)中可以看出,用40mmol/LKOH溶液作為流動相時,被測物質有嚴重的峰展寬現象。這是因為IonPacAG16色譜柱的固定相以苯乙烯基微球為基體,鍵合了季銨基離子交換基團。而酸性紅26的結構中有苯環結構,這種類似結構決定了酸性紅26與色譜柱填料
具有較強的相溶特性,因而在色譜柱中具有較強的保留,可能造成色譜峰的拖尾和展寬[10]。在流動相中加入40%乙腈后,待測物質的色譜峰形得到明顯改善[圖1(a)]。隨著乙腈含量的增大,酸性紅26的色譜保留時間縮短了。離子色譜法中常用的檢測器包括電導檢測器、紫外檢測器和電化學檢測器,其中,電導檢測器和紫外檢測器具有操作方便、維護簡單、穩定性好等優點。酸性紅26雖然具有多個磺酸基團,但其在電導檢測器中的響應值并不高。為了提高方法靈敏度,采用紫外/可見檢測器在波長540nm處檢測酸性紅26。這類檢測器的流通池為石英材料,不允許強堿性的流動相流過[11]。因此在使用乙腈–KOH溶液作為流動相時,必須在檢測器之前連接一個抑制器,將流動相轉化為中性溶液,結果見圖2。
從圖2(a)中可以看出,經過自再生電化學抑制器后,酸性紅26在紫外檢測器中顯示出一個尖銳的色譜峰。但是,這個分離條件中流動相含有大量的有機溶劑乙腈。雖然自再生電化學抑制器允許流動相中含有乙腈,但抑制器中的離子交換膜在有機溶劑的浸泡下會加速老化,縮短壽命。為了能夠開發出一個持久穩定、適合大量樣品的染料監控分析方法,將流動相調整為乙腈–0.2mol/LNaClO4溶液(體積比為4∶6)。這種混合溶液是中性的,不需要在系統中使用抑制器。另外這**動相在540nm處具有較低的紫外吸收背景,有助于提高分析靈敏度。對比圖2(a)和圖2(b)可以看出,使用NaClO4溶液時酸性紅26的色譜峰出現峰展寬現象,而且峰面積有所減小。提高乙腈在流動相中的比例,使用乙腈–0.2mol/LNaClO4溶液(體積比為1∶1)作為流動相,結果如圖2(c)所示。對比圖2(b)和圖2(c)可以看出,乙腈比例的提高有助于改善待測物質的色譜峰形[12],但會使色譜保留時間大大縮短。如果進一步將流動相中乙腈比例提高,則不利于樣品的分離,因此將流動相確定為乙腈–0.2mol/LNaClO4溶液(體積比為1∶1)。
2.2重現性、線性和靈敏度
吸取質量濃度為10mg/L的酸性紅26標準溶液,重復進樣10次,記錄色譜圖,對酸性紅26的色譜保留時間、峰面積和峰高數據進行統計分析,結果見表1。由表1可知,酸性紅26保留時間、峰面積和峰高測定結果的相對標準偏差分別為0.10%,0.50%,0.15%,表明本方法重現性較好。
將酸性紅26標準品定量稀釋制得系列濃度的標準溶液,分別測定3次后,取色譜峰面積平均值,以峰面積為縱坐標、酸性紅26標準溶液質量濃度為橫坐標建立標準工作曲線,酸性紅26的線性范圍為0.1~20mg/L,相關系數為0.9999,線性方程為Y=0.4722X+0.019。以信噪比(S/N)為3計算檢出限,酸性紅26的檢出限為0.03mg/L。
2.3樣品分析及加標回收試驗
取印染廢水樣品,經過0.22μm濾膜過濾后,按1.3色譜條件進行測定,用外標法定量,樣品及樣品加標色譜圖如圖3所示,加標回收試驗結果見表2。由表2可知,酸性紅26的加標回收率為98.4%~101%,表明該方法準確度較高,可用于監測廢水中的酸性紅26。
3結語
離子色譜法測印染廢水中的酸性紅26,方法簡便、穩定,線性范圍內相關性好,準確度高,受其它因素干擾小,靈敏度高,與其它分析方法相比具有明顯優勢。
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