[发明专利]水样中三价铁和二价铁的同时在线分析方法

说明书

技术领域

本方法属于水样中三价铁和二价铁的分析方法，特别涉及一种三价铁和二价铁的同时在线分析检测分析方法。

背景技术

铁是人体必需的营养元素之一,是人体代谢中不可缺少的微量元素,铁是血红蛋白、肌红蛋白和许多酶的构成成分,与生物的基因表达、信息传导、电子传递和免疫有广泛的联系，但铁过量能引致其在体内潜在的有害作用，引起人体代谢过程的紊乱，甚至可能导致许多疾病如心脏和肝脏疾病、糖尿病、肿瘤等。而且，铁及其化合物均为低毒性及微毒性，含铁量高的水带黄色，有铁腥味，影响水的色度、味感，并易使纺织、印染、造纸工业产品产生黄斑。铁细菌能转化大量的铁，使之沉淀，形成令人生厌的粘质，会造成水井和供水系统的生物污腐和堵塞。因此，水中铁的定量测定已成为环境监测和卫生防疫监测的重要项目之一，是水质分析的一项重要指标。

铁在天然水中以两种氧化态形式存在，当水样暴露于空气中时，Fe(Ⅱ)迅速被氧化成Fe(Ⅲ)，pH>3.5时，Fe((Ⅲ))易水解并形成沉淀。铁价态的不同对自然水中其它表面活性痕量元素有重要影响，同时也影响铁的生物可利用性。Fe(III)可能是开放性海洋中浮游生物生长的限制性营养因素,而Fe(II)则可能是浮游生物首选的营养素。元素的化学形态分析是现代分析化学工作者致力解决的难题之一。这个问题的研究，对环保、冶金、地质部门工作都有一定意义，也有助于对铁的状态行为的探讨。

关于铁得测定，已有多种方法。“水质铁的测定/邻菲啰啉分光光度法（HJ/T 345-2007）”，“水质铁、猛的测定火焰原子吸收分光光度法（GB 11911-89）”和“婴幼儿食品和乳品中钙、铁、锌、钠、钾、镁、铜和锰的测定/电感耦合等离子体原子发射光谱测定方法（GB 5413.21-2010）”是国家推行的三种测定方法，但均不能完成对Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的同时测定，上述第一种方法需要先测定药品中Fe(Ⅱ)的含量，然后将样品中Fe(Ⅲ)完全还原为Fe(Ⅱ)，再测定样品中的总铁含量，通过计算得出Fe(Ⅲ)的含量，上述第二中和第三方法均只能对样品中的总铁含量进行测定。此外，在实际操作中，上述方法步骤繁琐、所需试剂种类多，分析速度慢，不适于现场的快速在线监测，而且后两种方法采用大型精密仪器，对人员和环境的要求较高，无论在经济上还是技术上均不适合于现场在线监测。

丁霞、李冠业，高思国于2011年选用磺基水杨酸-邻菲啰啉混合显色剂作为显色体系，采用H点标准加入法同时测定代赭石及其炮制品溶出液中不同价态的铁（见《中成药》，2011年第四期第33卷，637-641页），所述方法引入了H点标准加入法的原理，每个测试样品均需分别加入系列标准溶液，然后分别两个波长下绘制标准曲线，其检测、分析过程十分繁琐，所需时间较长，不易于实现Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的快速在线监测。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水样中三价铁和二价铁的同时在线分析方法，以简化分析操作、提高分析速度和降低分析误差。

本发明所述水样中三价铁和二价铁的同时在线检测分析方法在低压下操作，通过在分析检测流路中设置柱填料为阳离子交换树脂的低压离子色谱柱，利用二价铁和三价铁与低压离子色谱柱的不同亲和力而形成的差速迁移（二价铁与低压离子色谱柱的亲和力大，三价铁与低压离子色谱柱的亲和力小）实现同时分析（三价铁的谱峰在前，二价铁的谱峰在后）。

本发明所述水样中三价铁和二价铁的同时在线分析方法，使用包括样品流路、洗脱液流路、还原液流路、显色液流路、进样阀、进样环、分析流路、光学检测器和计算机系统的分析仪器，所述分析流路由依次串联连接的低压离子色谱柱、第一混合器、还原器、第二混合器、反应器和光学流通池组成，步骤如下： 

①将分析仪器设置在进样状态，使还原液D、显色液R分别经还原液流路、显色液流路进入分析流路，使洗脱液E经洗脱液流路、进样阀进入分析流路；在分析流路中，还原液D、洗脱液E和显色液R相混合形成混合液，所述混合液进入光学流通池，经光学检测器将信号传输给计算机系统处理后得到基线，在基线测绘的同时，试样S1经样品流路和进样阀进入进样环并将进样环充满；