离子色谱法在庄浪县农村饮用水水质检测中的应用

发布时间：2021-09-26

　　摘要：本文将离子色谱法和其他方法(滴定法、紫外分光光度法、氟试剂比色法)做比较，分别从检测仪器、药品试剂、检测结果以及检测耗时等方面比较，通过多方面比较，离子色谱法是检测硫酸盐、硝酸盐氮、氯化物、氟化物等检测指标比较可靠、副产物少、所用药品试剂少且操作简单的安全有效方法。

　　关键词：离子色谱法;其他方法;相对误差;检测结果

　　庄浪县多年降雨量少，水资源总量少，人均占有量仅为全市的1/3。水资源匮乏、干旱、水资源分布不均是庄浪县的基本水情。随着科技发展，新型工业产生，水资源污染与日俱增，如工厂的建设与关闭，小型禽畜养殖场禽畜粪便超载对水质安全产生极大威胁，菌落总数超标，水体中总大肠菌群呈阳性;城镇、污水建设与扩建，含磷洗涤剂应用导致水质指标超标，土地施肥严重影响水质。以上污染可能导致水体氯化物、硫酸盐、硝酸盐、氟化物等生活饮用水卫生指标超标，而饮用水中氯离子和硫酸根离子浓度在小于250mg/L时并无味觉，也对人体没有影响，当超过这个含量时，浓度越高，危害越大，如消化道、皮肤组织易受创，也有致癌的危险;氟化物超标易引起氟斑牙和氟骨症;硝酸盐超标意味着水体污染严重，且容易引起癌症等重大疾病。针对上述检测指标要尽快对水样分析，确保供水水质。本实验通过采用离子色谱法和其他法(包括紫外分光光度法、滴定法、氟试剂比色法)进行比较，包括测定耗时、测定准确度、检测所用药品试剂、仪器等方面，为水样中硝酸盐、硫酸盐、氯化物、氟化物含量测定提供科学依据。

　　1实验

　　1.1测量仪器

　　测量仪器详见表1。

　　1.2药品试剂

　　药品试剂详见表2。

　　1.3实验原理

　　1.3.1离子色谱法工作原理离子色谱法是高效液相色谱法的一种，是分析离子的一种液相色谱法。离子色谱主要是利用离子交换基团之间的交换，即利用离子之间对离子交换树脂的亲和力差异而进行分离。

　　1.3.2紫外分光光度法原理用紫外光通过待测溶液，溶液对光的吸收程度与溶液的浓度及溶液厚度的乘积成正比。根据光的吸收定律计算所得溶液的浓度。

　　1.3.3滴定法原理硝酸银与氯化物生成氯化银沉淀，过量的硝酸银与铬酸钾指示剂反应生成红色铬酸银沉淀，指示反应到达终点。

　　1.3.4氟试剂比色法氟化物与显色试剂生成紫色化合物，根据反应物颜色深浅表明化合物的含量。

　　1.4实验过程

　　1.4.1离子色谱法配制标准使用液，同时将仪器开机采集曲线，待稳定(大概需要60min)，依次注入1ml标准使用液，待所有浓度标准液分析完后建立标准曲线，然后再分析1份盲样。

　　1.4.3紫外分光光度法(硝酸盐氮)开启紫外分光光度计，预热30min，在比色管中分别加入各浓度的硝酸盐氮标准使用液，稀释至1ml，然后加入氨基磺酸铵溶液放置5min，再加麝香草酚乙醇溶液，硫酸银硫酸溶液放置5min，加纯水再滴加氨水，于415nm波长下测量吸光度，绘制标准曲线，从曲线上查找出硝酸盐氮的含量。

　　1.4.4紫外分光光度法(硫酸盐)开启紫外分光光度计，预热30min，在比色管中分别加入各浓度的硫酸盐标准使用液，稀释至50ml，然后加入盐酸溶液煮沸5min，再加铬酸钡溶液，再煮沸5min，再滴加氨水等操作步骤，最后于420nm波长下测量吸光度，绘制标准曲线，从曲线上查找出硫酸盐的含量。

　　1.4.5氟试剂比色法开启氟化物测定仪预热10min，在干净比色瓶中加入6.0ml水样，再加入4ml混合后的氟试剂摇匀，放置30min后进行测定。

　　1.5实验结果离子色谱法与其他方法测量结果见表3。

　　2结果与分析

　　从表1可以看出，离子色谱法使用仪器仅为离子色谱仪而其他方法所用仪器分别为紫外分光光度计、氟化物测定仪和酸式滴定管，所用检测仪器较为繁多;2种方法所用药品试剂种类相差甚大，离子色谱法仅用简单的6种试剂，这6种试剂是普通的盐类，相互之间不能发生化学反应，而其他方法所用药品试剂高达14种，氨水有挥发性，对人体呼吸系统危害较大，毒性也较大;2种检测方法检测数值相对误差最大值仅为1.3%，在测量准确度时均可行，而所用检测时间稍有偏差，离子色谱法耗时为30min，而其他方法累计耗时45min，从时间合理利用角度考虑首选离子色谱法。

　　3结论

　　3.1从检测指标数量角度分析

　　离子色谱法快速方便，灵敏度高，可同时分析多种离子化合物。离子色谱法每进一次样需要30min，但是每做出一条曲线，硫酸盐、氟化物、硝酸盐氮、氯化物的含量均同时能检测出，如果选择合理的色谱柱和工作站，还可以继续增加其他检测指标，如溴酸盐。而其他检测方法(紫外分光光度法、滴定法、氟试剂比色优化思路、方案和工作流程在具体实施案例中进行技术方案修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，使设备更加优化、更有针对性地开展菇渣发酵和基质输送。

　　4优化效果

　　结合种植蔬菜特点，对现有设备进行技术优化后，本案例具有如下有益效果：搅拌电机驱动搅拌叶对搅拌发酵筒内部的物料进行搅拌，同时通过曝气泵经曝气内腔网搅拌发酵筒内部进行曝气，使得基质内供氧效果更好，利于基质的有效发酵;通过电动推杆推动滑座在导杆上水平方向移动，从而增大了搅拌范围，使得发酵搅拌效果更好;通过操作手轮经螺杆和转轴带动隔板在搅拌发酵筒底部进行翻转，发酵产物慢慢倾斜进入发酵收集筒，使得发酵收集筒底部不会发生堆积阻塞现象，抽取泵将发酵液或外部水注入搅拌发酵筒内，使得发酵堆的湿度保持基本平衡，为发酵堆的全面发酵提供保障。

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　　5结语

　　以制作工艺简单、个性化定制为思路，通过对菌渣发酵装置曝气、搅拌、加料3个环节的改进，可提升菌渣发酵的质量，进而对以菇渣为主的混配基质育苗效果产生积极影响。结合现阶段农业科技服务体系的规划发展，在与日光温室、特色农业、生态农业生产有关的农业专业大户培育、家庭农场推广、果蔬专业合作社建立的新型农业经营体系形成中积极开发规模化、专业化、社会化技术研发和改进，有效促进家庭农场、农民专业合作社、农业产业化联合体三类新型经营主体有关生产效益，也为农业生态多样化、无害化、自然资源的可循环利用提供路径[3]。——论文作者：胡淑莉