Bepaling van anionen en kationen in petroleumafvalwater met behulp van NovaChrom chromatografische kolommen

Ionenchromatografie (IC) biedt een hoge gevoeligheid en selectiviteit, waardoor de nauwkeurige bepaling van toxische en gevaarlijke ionen in lage concentraties in petroleumafvalwater mogelijk is, zoals zwaremetaalkationen en chloride (Cl⁻) in hoge concentraties. Deze technologie levert nauwkeurige gegevens voor conforme lozing van afvalwater, beperkt milieurisico's effectief en zorgt ervoor dat bedrijven voldoen aan de wettelijke vereisten. Door snelle analyse van de ionensamenstelling en concentratieveranderingen in afvalwater mogelijk te maken, biedt de techniek een wetenschappelijke basis voor het aanpassen van chemische dosering in behandelingsprocessen en het voorkomen van aanslag en corrosie van apparatuur, wat uiteindelijk bijdraagt aan kostenreductie en operationele efficiëntie. Bij het traceren van vervuilingsbronnen en noodhulp maakt de efficiënte detectiemogelijkheid snelle identificatie van verontreinigingsbronnen en real-time vastlegging van concentratieveranderingssignalen mogelijk, waardoor kritieke tijd wordt gewonnen voor noodhulpacties. Bovendien kan deze technologie betrouwbare gegevens leveren voor hergebruik van afvalwater en de terugwinning van waardevolle ionen, waardoor grondstoffencyclus wordt bevorderd en de economische voordelen voor bedrijven worden vergroot.

In deze studie werden een NovaChrom chromatografische kolom en een Wayeal ionenchromatograaf gebruikt voor de bepaling van anionen en kationen in petroleumafvalwater. Het testproces was eenvoudig, de testresultaten waren stabiel en voldeden aan de testvereisten. Deze studie biedt een praktische referentie voor de bepaling van anionen en kationen in petroleumafvalwater met behulp van ionenchromatografie.

Trefwoorden: ionenchromatografie kolom; petroleumafvalwater; anionen; kationen; halogeenionen; strontium; barium; jodium.

1. Experiment

1.1 Instrumenten en Reagentia

Ionenchromatograaf: Wayeal ionenchromatograaf, uitgerust met een conductiviteitsdetector.

Anion chromatografische kolom: HS-5A-P3, 4,0 × 250 mm;

Anion guard kolom: HS-5AG, 4 × 30 mm;

Kation chromatografische kolom: MS-5C-P1, 4,6 × 250 mm;

Kation guard kolom: MS-5CG, 4 × 30 mm;

Voorbehandelingscartridges: RP cartridge, Na cartridge;

Chloride standaardoplossing (1000 mg/L);

Bromide standaardoplossing (1000 mg/L);

Jodide standaardoplossing (1000 mg/L);

Natrium standaardoplossing (1000 mg/L);

Kalium standaardoplossing (1000 mg/L);

Magnesium standaardoplossing (1000 mg/L);

Calcium standaardoplossing (1000 mg/L);

Strontium standaardoplossing (1000 mg/L);

Barium standaardoplossing (1000 mg/L);

Wegwerpspuit (2 ml);

Waterige spuitfilter (0,45μm);

1.2 Monster Voorbehandeling

1.2.1 Monster Voorbehandeling voor Anion Analyse

Het monster werd eerst gefilterd door een 0,45μm watermembraanfilter. Het filtraat werd vervolgens sequentieel door een RP cartridge en een Na cartridge geleid voor zuivering, en tenslotte 1000-voudig en 50-voudig verdund voor analyse.

1.2.2 Monster Voorbehandeling voor Kation Analyse

Het monster werd eerst gefilterd door een 0,45μm watermembraanfilter. Het filtraat werd vervolgens door een RP cartridge geleid voor zuivering, en tenslotte 500-voudig en 50-voudig verdund voor analyse.

1.3 Instrument Bedrijfsomstandigheden

1.3.1 Bedrijfsomstandigheden voor Anion Analyse

Kolomtemperatuur: 30°C;

Geleidbaarheidscel temperatuur: 35°C;

Eluent: 21–40 mM KOH gradiënt elutie;

Stroomsnelheid: 1,0 ml/min;

Injectievolume: 25μL

1.3.2 Bedrijfsomstandigheden voor Kation Analyse

Kolomtemperatuur: 40°C;

Geleidbaarheidscel temperatuur: 45°C;

Eluent: 12 mM MSA (methaansulfonzuur);

Stroomsnelheid: 1,0 ml/min;

Injectievolume: 25μL

2. Resultaten en Discussie

2.1 Anion Testen

2.1.1 Standaardcurve Kalibratie

Tabel 1

Fig 1. Overlapte Chromatogrammen van Standaardcurve Kalibratie Oplossingen

Tabel 2. Lineariteitsgegevens voor Anionen

2.1.2 Monster Test

Fig 2. Chromatogram van Chloride in het 1000-voudig Verdunde Monster

Fig 3. Chromatogram van Bromide in het 50-voudig Verdunde Monster

Fig 4. Chromatogram van Jodide in het Monster (ongedund)

Tabel 3. Analytische Resultaten van Monster Testen

Opmerking: Vanwege overmatige onzuiverheden in het onverdunde monster werden slechts drie injecties uitgevoerd voor de bepaling van de jodideconcentratie. De RSD's van de retentietijd voor chloride en bromide waren respectievelijk 0,035% en 0,033%, en de RSD's van het piekgebied waren respectievelijk 0,339% en 0,866%.

2.2 Kation Testen

2.2.1 Standaardcurve Kalibratie

Tabel 4

Fig 5. Overlapte Chromatogrammen van Standaardcurve Kalibratie Oplossingen voor Kationen

Tabel 5 Lineariteit voor Kationen

2.2.2 Monster Testen

Fig 6. Chromatogram van Natrium en Calcium Ionen in het 500-voudig Verdunde Monster

Fig 7. Chromatogram van Kalium, Magnesium, Strontium en Barium Ionen in het 50-voudig Verdunde Monster

Tabel 6 Monster Test Gegevens