【国家标准(GB)】 工业循环冷却水中钠、铵、钾、镁和钙离子的测定 离子色谱法

ICS 71. 040. 40
中华人民共和国国家标准
GB/T15454—2009
代替GB/T15454-1995
工业循环冷却水中钠、铵、钾、镁和钙离子的测定
离子色谱法
Industrial circulating cooling water-Determination of sodium,ammoniumpotassium,magnesium and calcium-Ion chromatography(ISO 14911:1998 Water quality—Determination of dissolvedLi+,Na+,NH4+,K+,Mn?+,Ca?+,Mg2+,Sr2+andBa2+ using ionchromatographyMethod for water and waste water,NEQ)2009-05-18发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2010-02-01实施
中华人民共
国家标准
工业循环冷却水中钠、铵、钾、镁和钙离子的测定
离子色谱法
GB/T15454—2009
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2009年7月第一版
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2009年7月第一次印刷
书号：155066·1-38019
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GB/T15454—2009
本标准对应于ISO14911：1998《水质使用离子色谱测水及废水中可溶性Li+，Na+，NH。+，K+，Mn2+，Ca2+，Mg2+，Sr2+和Ba2+的方法》(英文版）,与ISO的一致性程度为非等效。离子色谱法》。
本标准代替GB/T15454--1995《工业循环冷却水中钠、铵、钾、镁和钙离子的测定本标准与GB/T15454一1995相比的主要变化如下：在方法提要中增加了离子色谱流路图；增加了“5干扰”。
本标准的附录A、附录B、附录C均为资料性附录。本标准由中国石油和化学工业协会提出。本标准由全国化学标准化技术委员会水处理剂分会（SAC/TC63/SC5)归口。本标准负责起草单位：广州市特种承压设备检测研究院、中海油天津化工研究设计院。本标准主要起草人：周国富、陈通林、杜玉辉、李琳、邵宏谦。本标准于1995年首次发布。
1范围
工业循环冷却水中钠、铵、钾、镁和钙离子的测定离子色谱法
GB/T15454—2009
本标准规定了工业循环冷却水中Na+、NH,+、K+、Mg2+和Ca?+含量的测定方法。本标准适用于工业循环冷却水中Na+含量1.00mg/L~50.0mg/L，NH+含量1.00mg/L~30.0mg/L，K+含量1.00mg/L~50.0mg/L，Mg?+含量1.00mg/L~50.0mg/L和Ca2+含量1.00mg/L～50.0mg/L范围的测定，如果超出此范围，可稀释在此范围内测定。本标准也适用于地表水、地下水和其他工业用水中Na+、NH,+、K+、Mg2+和Ca2+含量的测定。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T602化学试剂杂质测定用标准溶液的制备（GB/T602--2002，ISO6353-1:1982,NEQ）GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法（GB/T6682—2008，ISO3696：1987，MOD）锅炉用水和冷却水分析方法水样的采集方法GB/T6907
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
离子色谱法ionchromatography
通过离子交换分离离子组分，然后用适当的检测器检测，是高效液相色谱法的一个分支。3.2
保护柱guardcolumn
置于分离柱之前，用于保护分离柱免受颗粒物或不可逆保留物等杂质的污染。3.3
Eseparatorcolumn
分离柱
根据待测离子保留特性，在检测前将被检测离子分离的交换柱。3.4
分析柱analyticalcolumns
在保护柱后连接一支或多支分离柱组成一系列用以分离待测离子的分析系统。系列中所有柱子对分析柱的总柱容量均有贡献。
抑制器
客suppressordevice
安装在分析柱和检测器之间，用来降低淋洗液中离子组分的检测响应，增加被测离子的检测响应，进而提高信噪比的一种专用装置。3.6
淋洗液eluant
离子流动相，样品通过分析柱的载体。1
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分离度resolution
在特定的测试条件下，一个分析柱分开连续组分的能力。4方法提要
本标准离子色谱流路图如图1所示（图中虚线框为可选部件）。样品阀处于装样位置时，一定体积的样品溶液（如10μL）被注入样品定量环，当样品阀切换到进样位置时，淋洗液将样品定量环中的样品溶液（或将富集于浓缩柱上的被测离子洗脱下来)带人分析柱，被测阳离子根据其在分析柱上的保留特性不同实现分离。淋洗液携带样品通过抑制器时，所有阴离子被交换为氢氧根离子，H-型淋洗液转换为水，背景电导率降低；与此同时，被测阳离子被转化为相应的碱，电导率升高。由电导检测器检测响应信号，数据处理系统记录并显示离子色谱图。以保留时间对被测阳离子定性，以峰高或峰面积对被测阳离子定量，测出相应离子含量。淋洗液免费标准下载网bzxz
淋洗液泵
阳离子捕捉柱
再生液
5干扰
保护柱
分离柱
抑制器
电导检测器
样品阀
定量环
进样器
浓缩柱
数据处理系统
离子色谱流路图
氨基酸和脂肪胺等有机物会干扰无机阳离子的检测。5.2NH+和Na+有大的浓差，会相互干扰。5.3由于在冷却水中加人大量缓蚀、阻垢和杀菌剂，这些有机物，特别是含苯环的有机物对分离柱的树脂永久性地吸附，使分离柱的吸附容量降低，以至损坏柱子，干扰测定。通常采用预处理柱来处理。5.4由于水的电导率低于淋洗液的电导率，试样中的水在淋洗时会在色谱图中产生个峰值，参见附录A消除水负峰。
6试剂和材料
GB/T15454—2009
本标准所用试剂和水，除非另有规定，应使用优级纯试剂和符合GB/T6682中一级水的规定并参见附录B进行脱气处理。
试验中所需杂质测定用标准溶液，在没有注明其他要求时，均按GB/T602之规定制备。注：水和试剂的纯度影响方法检测限，建议使用高纯水器，用新制备的水配制低含量标准溶液6.1盐酸。
6.2硝酸溶液：1mol/L。
6.3标准贮备液
6.3.1钠离子（Na+）标准贮备液：1000mg/L。称取经500℃～600℃灼烧至恒量的氯化钠2.542g，溶于水，移入1000mL容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀。贮于聚丙烯或高密度聚乙烯瓶中，4℃冷藏存放。6.3.2铵离子（NH+）标准贮备液：1000mg/L。称取于105℃～110℃干燥至恒量的氯化铵2.966g，溶于水，移入1000mL容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀。贮于聚丙烯或高密度聚乙烯瓶中，4℃冷藏存放。6.3.3钾离子（K+）标准贮备液：1000mg/L。称取经500℃～600℃灼烧至恒量的氟化钾1.907g，溶于水，移入1000mL容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀。贮于聚丙烯或高密度聚乙烯瓶中，4℃冷藏存放。6.3.4镁离子（Mg2+）标准贮备液：1000mg/L。称取经800℃灼烧至恒量的氧化镁1.657g于100mL烧杯中，用水润湿，滴加盐酸至溶解，再过量2.5mL，移人1000mL容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀。贮于聚丙烯或高密度聚乙烯瓶中，4℃冷藏存放。
6.3.5钙离子（Ca2+）标准贮备液：1000mg/L。称取于105℃110℃干燥至恒量的碳酸钙2.497g于100mL烧杯中，用水润湿，滴加盐酸至溶解，再过量2.5mL，移人1000mL容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀。贮于聚丙烯或高密度聚乙烯瓶中，4℃冷藏存放。
6.3.6离子色谱测定用混合标准贮备液（根据实际测定的离子浓度范围）移取各离子标准贮备液至容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。贮于聚丙烯或高密度聚乙烯瓶中，4℃冷藏存放。
6.3.7离子色谱测定用混合标准工作液（根据实际测定的离子浓度范围）移取离子色谱测定用混合标准贮备液（6.3.6)注人五组容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，至少配制五个浓度梯度的混合标准工作溶液，此溶液现用现配。6.4阳离子淋洗贮备液和阳离子淋洗液按分离柱和抑制器的要求配制，贮存期为一个月。7仪器、设备
7.1离子色谱仪
7.1.1精密度要求：RSD<3%。
7.1.2柱的分离能力(R)：被检测阳离子的分离度R不能低于1.3(见附录C)。7.1.3淋洗液泵：泵接触流动相的部件应为非金属材料，且耐强酸耐强碱，这样不会对分析柱造成污染。也可以用高压高纯氮代替泵输送淋洗液。3
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7.1.4保护柱：通常使用和分离柱一样的离子交换材料。此柱的目的是用于保护分离柱免受颗粒物或不可逆保留物等杂质的污染。
7.1.5分析柱：对该标准规定的待测离子应达基线分离。7.1.6抑制器：电解自动再生微膜抑制器或其他抑制器。7.1.7电导检测器：可以进行温度补偿或自动调整量程。7.1.8浓缩柱、浓缩泵和阳离子捕捉柱（选择使用)、样品定量环。7.1.9样品预处理柱：可根据实际需要选用。7.1.10数据处理系统（色谱工作站)：用于数据的记录、处理、存储等。7.2电冰箱（-10℃)。
7.3容量瓶：聚丙烯材质，各种规格。7.4样品瓶：聚丙烯或高密度聚乙烯材质，各种规格。7.50.45μm一次性针筒微膜过滤器（水相）。8取样和样品预处理
8.1水样的采集方法应符合GB/T6907的规定。8.2用聚丙烯或高密度聚乙烯瓶取样，让水样溢流，赶出空气，盖上瓶盖。不应使用玻璃瓶取样，因为玻璃瓶会导致离子污染。
8.3收集样品后，用0.45μm孔径微膜过滤器过滤，防止膜对样品的污染（例如用少量样品润洗膜，弃去过滤液的前面部分）。用预处理柱除去水中有机物。若样品需要放置一段时间再测试，要用硝酸（7.5）调节pH值到3士0.5，防止细菌生长导致阳离子沉淀或转化。注：如果pH值低于此浓度，那么硝酸根就会干扰分析。8.4取样后尽快分析。如果不能立刻分析，那么就把经过过滤的样品冷藏（2℃～6℃），此情况下待测离子的检测结果不会降低。
8.5如果需要分析铵离子，那么样品需要保存在暗处（2℃～6℃），并在24h内分析。8.6校准溶液和空白溶液与样品的处理方法应该一致。9分析步骤
9.1仪器的准备
9.1.1按照仪器使用说明书调试、准备仪器，平衡系统至基线平稳。选择合适的分析柱、抑制器及相应的工作条件。
9.1.2检测器的量程是可调节的。分析所需的量程设定根据样品离子的浓度正确选择。9.1.3根据分析柱的性能、待测水样中离子含量等因素，选择合适的样品定量环进样，确定进样体积。9.1.4淋洗液经分析柱抑制器和电导池来平衡系统，直到基线稳定，并且达到使用分析柱说明书所推荐的淋洗液对应背景电导。平衡过程可在准备样品和标准溶液的过程完成。9.2混合标准溶液的配制
根据实际工作需要按照6.3.7配制。9.3标准工作曲线的绘制
9.3.1分析空白溶液、混合标准工作溶液，记录色谱图上的出峰时间，确定各离子的保留时间；以阳离子浓度为横坐标，以峰高或峰面积为纵坐标，绘制标准工作曲线或计算出回归方程，线性相关系数应大于0.990（最好0.999以上）。
9.3.2根据所选择的分析柱，按照其说明书配制相应的淋洗液，其出峰顺序是相应固定的。使用不同的分析柱，其保留时间和出峰顺序也不一样，如图2，是一个出峰顺序的例图。4
图2阳离子色谱图
9.3.3标准工作溶液和水样的进样体积应保持一致。9.4试样溶液的制备
GB/T15454—2009
先用0.45μm一次性针筒微膜过滤器过滤水样，然后将过滤后的水样通过预处理柱去除水中有机物。最终处理后的水样体积以保证测定需要体积量为宜。然后根据水样中实际阳离子的含量，量取一定量的处理后水样，选择适宜的比例稀释。5试样分析
在与分析标准工作溶液相同的测试条件下，对试样进行分析测定，根据被测阳离子的峰高或峰面积，由相应的标准工作曲线确定各阳离子浓度（mg/L）。10结果计算
分析结果保留到小数点后两位。单位mg/L。11测试报告
测试报告需要包含以下信息：
11.1注明引用本标准；
11.2样品标识（包括样品名称、编号、采样日期、采样地点、采样人、使用单位名称等）；11.3依据第10章表述的结果；
11.4如果需要，应描述样品的预处理方法；11.5描述色谱条件：仪器类型，柱类型，柱尺寸，流速，检测器类型和检测参数；11.6描述定量依据（峰高或峰面积)；11.7计算结果（线性校正方程，标准加人法)；任何与本方法的差异和任何影响结果的情况。11.8
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A.1消除水负峰的技巧
附录A
（资料性附录）
消除水负峰的技巧
A.1.1消除水负峰的一个技巧是在样品中加所用的淋洗液（即：和分析柱相对应浓度的碳酸钠和碳酸氢钠混合溶液)来调整背景电导，可以用以下两个不同的办法：A.1.1.1如果样品需要稀释的话，在分析前用淋洗液稀释样品。A.1.1.2每100mL样品加入1mL淋洗液浓缩液（分析所用浓度的100倍）。A.1.2标准溶液按照A.1.1.2的指导准备。使用水和淋洗液浓缩液(100：1)配制空白来抵消存在的阴离子杂质。
附录B
（资料性附录）
去离子水脱气
GB/T15454—2009
去离子水里通常含有溶解的气体，如果直接配制洗脱液，溶解的气体会造成洗脱液短路，使得洗脱液在冲洗和平衡分离柱的过程中，基线不稳，影响测定正常进行，严重的还会损坏分离柱，所以在配制洗脱液之前，首先要将去离子水脱气。B.1仪器、设备
真空泵。
2吸滤瓶：25L。
去离子水脱气
将去离子水放人洗净的吸滤瓶内，然后接上真空泵，将吸滤瓶口盖紧，开启真空泵，脱气10min，在脱气过程中，轻轻摇动吸滤瓶，以使脱气完全。但要注意，不要使水倒吸入真空泵。GB/T15454—2009
附录C
(资料性附录）
分离度的定义
C.1分离度(resolution，符号R)是指两个相邻色谱峰的保留时间差与两个组分峰的平均峰宽的比值，是柱效能、选择性影响的总和，是色谱柱的总体分离效能指标。如图C.1。Y
分离度图示
分离度R按式(C.1)计算：
式中：
两个组分的保留时间；
R={,+Y)/2
Y1,Y2—相应两个组分色谱峰的峰宽。(C.1)
R值越大，就意味着相邻两个组分分离越好。由图C.1可以看出，两个组分要达到完全分离，首先是两组分的色谱峰之间的距离必须足够大，即保留时间相差足够大；二是谱峰必须要窄。从理论上可以证明，若峰形对称且满足于正态分布，则当R=1时，分离程度可以达到98%；当R=1.5时，分离程度可达到99.7%。因而可以用R=1.5来作为相邻两峰完全分离的标志。C.2当两组分的色谱峰分离较差，峰底宽度难于测量时，可用半峰宽来代替峰宽。分离度R'按式(C.2)计算：
式中：
R' = (Yv+Yva)/2
tz —t
t，t2—两个组分的保留时间；
Y1/2(1),Y1/2(2)
相应两个组分色谱峰的半峰宽。R'与R的物理意义一致，但数值不同，R=0.59R'应用时注意所采用分离度的计算方法。·（C.2）
版权专有侵权必究
书号：155066·1-38019
GB/T15454-2009
打印日期：2009年11月16日
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