Определение анионов и катионов в нефтесодержащих сточных водах с использованием хроматографических колонок NovaChrom
2026-08-06
Ионная хроматография (IC) обладает высокой чувствительностью и высокой селективностью, что позволяет точно определять токсичные и опасные ионы низкой концентрации в нефтегазовых сточных водах,такие как катионы тяжелых металлов и хлорид высокой концентрации (Cl−Эта технология обеспечивает точные данные для выбросов сточных вод в соответствии с требованиями, эффективно смягчает экологические риски и гарантирует, что предприятия соответствуют нормативным требованиям.Благодаря быстрому анализу ионного состава и изменений концентрации в сточных водах, метод обеспечивает научную основу для корректировки химической дозировки в процессах обработки и предотвращения скалирования и коррозии оборудования,в конечном итоге способствует снижению затрат и эффективности работыВ поисках источника загрязнения и реагировании на чрезвычайные ситуации,его высокоэффективная способность обнаружения позволяет быстро идентифицировать источники загрязнения и улавливать сигналы мутации концентрации в реальном времени;Кроме того, эта технология может обеспечить надежные данные для повторного использования сточных вод и восстановления ценных ионов.тем самым содействуя переработке ресурсов и повышая экономическую выгоду предприятий.
В этом исследовании для определения анионов и катионов в нефтегазовых сточных водах использовались хроматографическая колонна NovaChrom и ионный хроматограф Wayeal.результаты испытаний были стабильнымиДанное исследование дает практический ориентир для определения анионов и катионов в нефтегазовых сточных водах посредством ионной хроматографии.
Ключевые слова: колонка ионной хроматографии; нефтегазовые сточные воды; анионы; катионы; галидные ионы; стронций; барий; йод.
1Эксперимент.
1.1 Инструмент и реагенты
Ионный хроматограф: Ионный хроматограф, оснащенный детектором проводимости.
Анионная хроматографическая колонка: HS-5A-P3, 4.0×250 мм;
Колонна защиты аниона: HS-5AG, 4×30 мм;
Катионная хроматографическая колонка: MS-5C-P1, 4.6×250 мм;
Катионная защитная колонна: MS-5CG, 4×30 мм;
Патроны для предварительной обработки: RP патрон, Na патрон;
стандартный раствор хлорида (1000 мг/л);
стандартный раствор бромида (1000 мг/л);
стандартный раствор йодида (1000 мг/л);
Стандартный раствор натрия (1000 мг/л);
Стандартный раствор калия (1000 мг/л);
Стандартный раствор магния (1000 мг/л);
стандартный раствор кальция (1000 мг/л);
стандартный раствор стронция (1000 мг/л);
стандартный раствор бария (1000 мг/л);
одноразовый шприц (2 мл);
Водный фильтр шприца (0.45μм);
1.2 Предварительная обработка образца
1.2.1 Предварительная обработка проб для анализа анионов
Образец был сначала отфильтрован через 0.45μЗатем фильтрат пропускали последовательно через RP картридж и Na картридж для очистки, и, наконец, разбавляли 1000 раз и 50 раз перед анализом.
1.2.2 Предварительная обработка проб для катионного анализа
Образец был сначала отфильтрован через 0.45μЗатем фильтрат пропускали через картридж RP для очистки и, наконец, разбавляли в 500 и 50 раз перед анализом.
1.3 Условия работы прибора
1.3.1 Условия работы для анализа анионов
Температура колонны: 30°C;
Температура проводящей ячейки: 35°C;
Элюент: 21–Элюция градиента KOH 40mM;
скорость потока: 1,0 мл/мин;
Объем инъекции: 25μЛ
1.3.2 Условия эксплуатации для анализа катионов
Температура колонны: 40°C;
Температура проводящей ячейки: 45°C;
Элюент: 12mM MSA (метансульфоновая кислота);
скорость потока: 1,0 мл/мин;
Объем инъекции: 25μЛ
2Результаты и обсуждение
2.1 Анализ аниона
2.1.1 Стандартная калибровка кривой
Таблица 1
|
Градиент концентрации стандартных кривых (мг/л) |
|||||
|
Соединения |
Стандартная кривая 1 |
Стандартная кривая 2 |
Стандартная кривая 3 |
Стандартная кривая 4 |
Стандартная кривая 5 |
|
Кл− |
2 |
4 |
10 |
15 |
20 |
|
Бр- |
1 |
2 |
3 |
5 |
8 |
|
Я...− |
0.5 |
1 |
2 |
3 |
5 |

Рисунок 1. Наложенные хроматограммы стандартных калибровочных решений кривых
Таблица 2. Данные о линейности для анионов
|
Соединение |
Уравнение калибровки |
Коэффициент корреляции (R) |
|
Кл- |
y=20,42722х-1.88512 |
0.99992 |
|
Бр− |
y=7.38112x 0.41457 |
0.99959 |
|
Я... |
y=3.71627x 0.22834 |
0.99980 |
2.1.2 Испытание образца

Рисунок 2. Хроматограмма хлорида в образце, разбавленная в 1000 раз

Рисунок 3. Хроматограмма бромида в образце, разбавленная в 50 раз

Рисунок 4. Хроматограмма йодида в образце (без разведения)
Таблица 3. Аналитические результаты испытаний проб
|
Соединение |
Кл− |
Бр− |
||||
|
Наименование образца |
Измеренная концентрация (мг/л) |
Фактор разведения |
Первоначальная концентрация ((mg/l) |
Измеренная концентрация (мг/л) |
Фактор разведения |
Первоначальная концентрация ((mg/l) |
|
1 |
11.759 |
1000 |
11.759 |
3.705 |
50 |
185.25 |
|
2 |
11.741 |
1000 |
11.741 |
3.704 |
50 |
185.20 |
|
3 |
11.769 |
1000 |
11.769 |
3.715 |
50 |
185.75 |
|
4 |
11.766 |
1000 |
11.766 |
3.709 |
50 |
185.45 |
|
5 |
11.836 |
1000 |
11.836 |
3.644 |
50 |
182.20 |
|
6 |
11.824 |
1000 |
11.824 |
3.704 |
50 |
185.20 |
|
7 |
11.833 |
1000 |
11.833 |
3.751 |
50 |
187.55 |
|
Среднее |
11.79 |
1000 |
11790 |
3.705 |
50 |
185.25 |
|
РСД (%) |
0.337 |
/ |
/ |
0.850 |
/ |
/ |
|
Соединение |
Я... |
||
|
Наименование образца |
Время хранения ((мин) |
Площадь пикаμС*с) |
Результат (мг/л) |
|
1 |
29.920 |
7.363 |
2.043 |
|
2 |
29.910 |
7.393 |
2.051 |
|
3 |
29.953 |
7.363 |
2.043 |
|
Среднее |
29.297 |
7.373 |
2.046 |
|
РСД (%) |
0.075 |
0.235 |
0.226 |
Примечание: из-за чрезмерного количества примесей в неразбавленном образце для определения концентрации йодида было проведено только три инъекции.РСД времени удержания хлорида и бромида составляли 0.0,035% и 0,033%, соответственно, и RSD пиковой области были 0,339% и 0,866%, соответственно.
2.2 Катионные испытания
2.2.1 Стандартная калибровка кривой
Таблица 4
|
Градиент концентрации стандартных кривых (мг/л) |
||||||
|
Соединения |
Стандартная кривая 1 |
Стандартный Кривая 2 |
Стандартный Кривая 3 |
Стандартный Кривая 4 |
Стандартный Кривая 5 |
Стандартный Кривая 5 |
|
Na+ |
5 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
|
К+ |
0.5 |
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
|
Mg2+ |
0.5 |
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
|
Ca2+ |
0.5 |
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
|
Sr2+ |
0.5 |
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
|
Ba2+ |
0.5 |
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |

Рисунок 5. Наложенные хроматограммы стандартных кривых калибровочных растворов для катионов
Таблица 5 Линейность для катионов
|
Соединение |
Уравнение калибровки |
Коэффициент корреляции (R) |
|
Na+ |
y=19.07277x+14.37417 |
0.99979 |
|
К+ |
y=12.52649x 126417 |
1.00000 |
|
Mg2+ |
y=35,33912х-8.40004 |
0.99975 |
|
Ca2+ |
y=19.56433x 184130 |
0.99957 |
|
Sr2+ |
y=8.81645x-3.48190 |
0.99963 |
|
Ba2+ |
y=4.38298x 183892 |
0.99973 |
2.2.2 Испытание проб

Рисунок 6. Хроматограмма ионов натрия и кальция в образце, разбавленной в 500 раз

Рисунок 7. Хроматограмма ионов калия, магния, стронция и бария в образце, разбавленная в 50 раз
Таблица 6 Данные испытаний проб
|
Соединение |
Na+ |
К+ |
||||
|
Наименование образца |
Измеренная концентрация (мг/л) |
Фактор разведения |
Первоначальная концентрация ((mg/l) |
Измеренная концентрация (мг/л) |
Фактор разведения |
Первоначальная концентрация ((mg/l) |
|
1 |
8.606 |
500 |
4303 |
1.733 |
50 |
86.65 |
|
2 |
8.610 |
500 |
4305 |
1.738 |
50 |
86.90 |
|
3 |
8.571 |
500 |
4285.5 |
1.735 |
50 |
86.75 |
|
4 |
8.727 |
500 |
4363.5 |
1.731 |
50 |
86.55 |
|
5 |
8.668 |
500 |
4334 |
1.733 |
50 |
86.65 |
|
6 |
8.602 |
500 |
4301 |
1.733 |
50 |
86.65 |
|
7 |
8.612 |
500 |
4306 |
1.737 |
50 |
86.85 |
|
Среднее |
8.628 |
500 |
4314 |
1.734 |
50 |
86.70 |
|
РСД (%) |
0.337 |
/ |
|
0.144 |
/ |
/ |
|
Соединение |
Sr2+ |
Ba2+ |
||||
|
Наименование образца |
Измеренная концентрация (мг/л) |
Фактор разведения |
Первоначальная концентрация ((mg/l) |
Измеренная концентрация (мг/л) |
Фактор разведения |
Первоначальная концентрация ((mg/l) |
|
1 |
4.854 |
50 |
242.7 |
1.749 |
50 |
87.45 |
|
2 |
4.856 |
50 |
242.8 |
1.779 |
50 |
88.95 |
|
3 |
4.850 |
50 |
242.5 |
1.779 |
50 |
88.95 |
|
4 |
4.830 |
50 |
241.5 |
1.760 |
50 |
88.00 |
|
5 |
4.844 |
50 |
242.2 |
1.768 |
50 |
88.40 |
|
6 |
4.825 |
50 |
241.3 |
1.779 |
50 |
88.95 |
|
7 |
4.866 |
50 |
243.3 |
1.755 |
50 |
87.75 |
|
Среднее |
4.846 |
50 |
242.3 |
1.767 |
50 |
88.35 |
|
РСД (%) |
0.301 |
/ |
/ |
0.712 |
/ |
/ |