本發(fā)明屬于分析化學(xué)現(xiàn)場(chǎng)分離方法領(lǐng)域，具體涉及一種現(xiàn)場(chǎng)分離鉻形態(tài)的方法。

背景技術(shù)：

鉻在自然界中通常以cr(iii)和cr(vi)的混合物形式出現(xiàn)，cr(iii)和cr(vi)在化學(xué)性質(zhì)、生物活性和毒性水平上都有著顯著的差異。cr(vi)主要以陰離子的形態(tài)存在，具有高化學(xué)活性、小體積和高溶解性，cr(vi)及其化合物是強(qiáng)氧化劑和致敏劑，腐蝕、刺激作用強(qiáng)，除可以致皮膚、粘膜的局部損傷外，還對(duì)全身有中毒作用，長(zhǎng)期或短期接觸或吸入時(shí)有致癌危險(xiǎn)。相反，cr(iii)常以陽(yáng)離子的形態(tài)存在，是動(dòng)植物和人體必需的微量元素之一，具有降血糖、血脂及增加高密度脂蛋白的作用，缺乏cr(iii)可能造成動(dòng)脈粥樣硬化?？梢?，不同價(jià)態(tài)的鉻對(duì)動(dòng)植物或人體的毒性程度差異甚大，在分析測(cè)試中僅單純地檢測(cè)總鉻的含量，而不對(duì)cr(iii)和cr(vi)的具體存在情況進(jìn)行分析，就無(wú)法正確認(rèn)識(shí)混合物中cr的存在形式，也不能對(duì)混合物中的鉻進(jìn)行合理處理和有效利用。因此，對(duì)含鉻混合物中的cr(iii)和cr(vi)的各含量的分離及分析檢測(cè)，即鉻形態(tài)分析，是一項(xiàng)重要而有意義的工作。

鉻形態(tài)分析的方法種類很多，常見的有離子色譜法、毛細(xì)管電泳法等在線分離分析方法以及固相萃取法等離線分析方法。離子色譜是傳統(tǒng)的在線形態(tài)測(cè)定的方法，方法較成熟，大量的學(xué)者都將其與各類儀器聯(lián)用進(jìn)行形態(tài)測(cè)定，但此類在線分離分析方法樣品前處理過(guò)程較復(fù)雜，樣品及流動(dòng)相ph值需嚴(yán)格控制，樣品分析效率極低，而且此方法無(wú)法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分離分析，測(cè)試樣品需要進(jìn)行采集取樣保存，樣品運(yùn)輸及保存的過(guò)程會(huì)引起污染及鉻形態(tài)轉(zhuǎn)變問題，直接影響分離檢測(cè)的準(zhǔn)確度。

固相萃取是一種基于色譜分離的樣品前處理方法，樣品在正壓、負(fù)壓或重力的作用下通過(guò)裝有固體吸附劑的固相萃取裝置，由于固體吸附劑具有不同的官能團(tuán)，能將特定的化合物吸附并保留在離子交換柱上。固相萃取作為一種經(jīng)典離線分析方法，可用于野外現(xiàn)場(chǎng)分離分析，然而常規(guī)利用固相萃取前處理方法是將目標(biāo)物吸附在柱上再利用特定洗脫液洗脫，洗脫過(guò)程繁瑣。景傳勇公開了《一種重金屬鉻形態(tài)分離方法》(cn102621258a)，他采用天然白云石為吸附材料，應(yīng)用于實(shí)際水體中的cr(iii)與cr(vi)的分離，使用的分離方法簡(jiǎn)便易操作，但此方法離子交換速率慢，耗時(shí)長(zhǎng)且對(duì)于低濃度的樣品分離效果較差。

綜上所述，現(xiàn)有的cr(iii)與cr(vi)的分離方法中，在線分離分析方法不能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分離，準(zhǔn)確度較低，樣品處理過(guò)程復(fù)雜；經(jīng)典離線分析方法能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分離但操作過(guò)程仍較復(fù)雜；景傳勇公開的重金屬鉻形態(tài)分離方法，操作檢測(cè)過(guò)程雖然簡(jiǎn)便，但仍然存在著離子交換速率慢，耗時(shí)長(zhǎng)且對(duì)于低濃度的樣品分離效果較差的不足之處。因此，極有必要開發(fā)出一種簡(jiǎn)單、快速、高效、經(jīng)濟(jì)且能有效分離低濃度的樣品的現(xiàn)場(chǎng)分離分析方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種現(xiàn)場(chǎng)分離鉻形態(tài)的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種現(xiàn)場(chǎng)分離鉻形態(tài)的方法，包括如下步驟：

(1)采用活化劑活化離子交換分離柱；

(2)使用去離子水清洗離子交換分離柱至中性；

(3)用注射器推動(dòng)水樣流經(jīng)離子交換分離柱，收集含有cr(vi)的流出液，將cr(iii)和cr(vi)分離開來(lái)。

上述方案中，所述活化劑為硫酸溶液，且其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～50％。

上述方案中，所述活化劑活化的時(shí)間為3～72h。

上述方案中，所述分離柱填料為硅膠基質(zhì)的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹脂。

上述方案中，所用水樣為地下水、地表水、飲用水及污水等自然水，且其上樣速率為30bv/h～140bv/h。

上述方案中，所用水樣的ph值范圍為1～10。

本發(fā)明還提供一種現(xiàn)場(chǎng)分離鉻形態(tài)裝置，包括注射器、轉(zhuǎn)接頭、分離柱及接收杯四部分，其中射器位于裝置最上方，轉(zhuǎn)接頭位于注射器和分離柱之間，接收杯位于分離柱出口處，所用注射器容量為10～100ml，所用分離柱容量為1～6ml。

本發(fā)明的有益效果：

(1)本發(fā)明所述裝置簡(jiǎn)單易攜帶，易組裝，能夠?qū)崿F(xiàn)cr(iii)與cr(vi)現(xiàn)場(chǎng)分離，可避免鉻在運(yùn)輸過(guò)程中易產(chǎn)生的污染和變質(zhì)問題，也無(wú)需對(duì)樣品進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理過(guò)程，尤其適合野外工作環(huán)境中現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行cr(iii)與cr(vi)快速分離。

(2)本發(fā)明所述方法中樣品無(wú)需任何前處理，便可直接過(guò)柱分離，在樣品ph值為1～10的區(qū)間內(nèi)，分離柱樹脂對(duì)cr(iii)的吸附率大于90％，而對(duì)cr(vi)的吸附率低于10％，保證cr高效分離的同時(shí)簡(jiǎn)化了方法。

(3)本發(fā)明方法及裝置利用注射器的壓力進(jìn)行過(guò)柱，相比自然流速大大縮短了過(guò)柱時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了cr(iii)與cr(vi)快速和高效的現(xiàn)場(chǎng)分離，同時(shí)，針對(duì)不同需求可采用不同過(guò)柱方式，如利用真空泵、機(jī)械泵等過(guò)柱。

(4)本裝置及方法采用原料簡(jiǎn)單易得，生產(chǎn)生本低，易規(guī)?；a(chǎn)和商品化。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述現(xiàn)場(chǎng)分離鉻形態(tài)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其中1-注射器，2-轉(zhuǎn)接頭，3-分離柱，4-接收容器。

圖2為采用本發(fā)明所述方法現(xiàn)場(chǎng)分離鉻形態(tài)，水樣連續(xù)流動(dòng)過(guò)程中樹脂對(duì)樣品中cr(iii)和cr(vi)的分離效果圖。

圖3為本發(fā)明所述分離柱填料硅膠基質(zhì)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹脂的分子式。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。

以下實(shí)施例中，所用固定相(分離柱填料)為硅膠基質(zhì)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹脂(分子式如圖3所示)，離子型為氫型，其官能團(tuán)為磺酸基，購(gòu)于廣州菲羅門儀器有限公司，貨號(hào)為8b-s010-hbj，樹脂物理化學(xué)穩(wěn)定性高，吸附容量大，選擇性好。本發(fā)明所述方法中，三價(jià)鉻和六價(jià)鉻之所以能通過(guò)固相萃取柱分離，主要是靠固相吸附劑上的官能團(tuán)與三價(jià)之間的離子作用力將三價(jià)鉻保留在固相吸附劑上，而沒有被保留的六價(jià)鉻則通過(guò)固相萃取裝置。

實(shí)施例1

采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的硫酸溶液活化柱容量為1ml的分離柱24h，再用去離子水清洗陽(yáng)離子樹脂至中性，取2ml地下水調(diào)節(jié)ph值為1，以30bv/h的速率流經(jīng)離子交換柱，收集流出液，引入至icp-ms進(jìn)行含量測(cè)定，得到cr(vi)的回收率為92.5％，cr(iii)的回收率為3.04％。此過(guò)柱過(guò)程中均采用10ml注射器推動(dòng)溶液快速過(guò)柱。

實(shí)施例2

采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的硫酸溶液活化柱容量為6ml的分離柱0h，再用去離子水清洗陽(yáng)離子樹脂至中性，取1ml地表水調(diào)節(jié)ph值為10，以140bv/h的速率流經(jīng)離子交換柱，收集流出液，引入至icp-ms進(jìn)行含量測(cè)定，得到cr(vi)的回收率為94.5％，cr(iii)的回收率為4.08％。此過(guò)柱過(guò)程中均采用100ml注射器推動(dòng)溶液快速過(guò)柱。

實(shí)施例3

采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的硫酸溶液活化柱容量為3ml的分離柱72h，再用去離子水清洗陽(yáng)離子樹脂至中性，取3ml飲用水調(diào)節(jié)ph值為7，以90bv/h的速率流經(jīng)離子交換柱，收集流出液，引入至icp-ms進(jìn)行含量測(cè)定，得到cr(vi)的回收率為90.8％，cr(iii)的回收率為0.56％。此過(guò)柱過(guò)程中均采用20ml注射器推動(dòng)溶液快速過(guò)柱。

實(shí)施例4

采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％硫酸溶液活化柱容量為3ml的分離柱48h，再用去離子水清洗陽(yáng)離子樹脂至中性，取2ml污水調(diào)節(jié)ph值為4，以30bv/h的速率流經(jīng)離子交換柱，收集流出液，引入至icp-ms進(jìn)行含量測(cè)定，得到cr(vi)的回收率為98.9％，cr(iii)的回收率為4.56％。此過(guò)柱過(guò)程中均采用50ml注射器推動(dòng)溶液快速過(guò)柱。

實(shí)施例5

選取礦泉水樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，配制500ml加標(biāo)5μg/l樣品，用蠕動(dòng)泵連續(xù)進(jìn)樣，過(guò)同一根柱子，每3ml流出液收集至10ml離心管，引入至icp-ms測(cè)定濃度，由附圖2可以看出，最后一次過(guò)柱六價(jià)鉻回收率分別為98.43％、103.26％，即無(wú)需任何二次處理，連續(xù)過(guò)柱50次后，離子交換小柱的離子交換性能仍然較好。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的實(shí)例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限制。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而因此所引申的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。