一种同时检测文物有害盐中多种有机酸根及无机阴离子的方法技术

本发明专利技术涉及一种同时检测文物有害盐中多种有机酸根及无机阴离子的方法，属于文物预防性保护技术领域。本发明专利技术通过甲酸根、乙酸根、丙酸根、丁酸根和戊酸根五种标准品和多元素标准溶液配制梯度浓度的标准工作溶液，采用离子色谱仪依次检测标准工作液，得到色谱图，以不同有机酸根及阴离子的峰面积对标准工作液中该有机酸及阴离子的浓度绘制标准曲线和拟合标准曲线方程；在相同色谱条件下检测结晶盐水溶液样品，依据标准曲线方程，计算出结晶盐水溶液样品中所检测到的有机酸根及阴离子的浓度；通过结晶盐水溶液样品中所检测到的有机酸根及阴离子的浓度计算出结晶盐中有机酸根及阴离子的质量分数。本发明专利技术方法可用于分析导致文物盐害的环境污染物种类。物盐害的环境污染物种类。物盐害的环境污染物种类。

【技术实现步骤摘要】
一种同时检测文物有害盐中多种有机酸根及无机阴离子的方法


[0001]本专利技术涉及一种同时检测文物有害盐中多种有机酸根及无机阴离子的方法，属于文物预防性保护

技术背景
[0002]盐害对于不可移动的文物(如古文化遗址、石质文物、壁画等)或是可移动文物(如金属文物、陶瓷文物等)都是造成伤害最主要的原因之一。
[0003]造成伤害的有害盐主要包括氯化盐、硫酸盐、硝酸盐等。其中，Na2SO4被广泛认为是最具破坏性的盐：它能造成遗址裂隙、土质砂化、土质酥粉等病害；能使石质文物内部膨胀崩裂，外部表层污染，破坏其完整性与观赏性；还能引起壁画表面产生疱疹、粉层起甲、层片状脱落、地仗酥碱等病害发生。相比较其它盐类，Na2SO4盐溶液具有更高的饱和度，对温度也更敏感；当Na2SO4盐转移到文物表面或者因外界环境的变化(如水分减少或温度降低)时，均会在文物表层析出盐晶体，然后会反复的溶解和结晶。在这个Na2SO4盐的溶解收缩
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结晶膨胀过程中，体积可以相差4.18倍，从而产生巨大的机械压力使文物的结构遭到破坏。
[0004]氯盐对金属文物和陶瓷文物的伤害最为明显。对于金属文物青铜器，氯盐可以诱发“青铜病”。“青铜病”是一种由绿色的铜锈氯化亚铜引发的铜合金的渐进式腐蚀，青铜器先受到Cl
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的侵蚀生成氯化亚铜，在湿度大的条件下和氧气接触，氯化亚铜转化为碱式氯化铜和盐酸，而铜遇到盐酸时又转化为氯化亚铜，这样腐蚀反应周而复始地进行，使青铜器腐蚀产物不断扩大深入，以至完全酥解成粉末。而对于金属文物铁器，Cl
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能阻止铁器表面生成的活性纤铁矿(γ
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FeOOH)向非活性针铁矿(α
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FeOOH)转变，并破坏铁表面钝化膜的形成，使铁器处于不稳定状态，从而加速铁器的腐蚀。对于陶器文物而言，当NaCl，CaCl2进入到孔隙度较高的陶器中，一方面与陶器中的金属矿物发生置换反应，改变陶器的内部结构，引发陶器的劣化；另一方面渗入并聚集在陶器空隙中形成可溶盐微溶液，并当环境中温湿度发生交替变化时会发生溶解
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结晶的反复变化，从而降低陶器的强度，导致陶器变得酥松和脆弱。
[0005]盐分的形成与文物的存在或存放环境有密切的关系。不论是不可移动的文物，还是可移动文物(如金属文物、陶瓷文物等)，其所处环境的温湿度变化均会导致可溶盐在文物内部进行结晶
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溶解
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再结晶的过程，进而会引发一些比较严重的病害。近些年的研究发现，由于地区、自然环境或馆藏条件的不同，导致文物盐害情况及引起盐害的原因、盐害程度等均有很大差异。
[0006]结晶盐成分的检测分析(即获得文物上结晶盐的组成种类、物相形态的相关数据)结合文物的存在或存放环的环境条件，对推测盐分在文物中的迁移及其引发盐害的可能性，分析出导致文物盐害的环境污染物种类，分析局部盐害发生的原因，为阻止、延缓及预测病害的发生提供了新的依据，对文物预防性保护有一定的参考价值。
[0007]传统的目前对氟离子、氯离子、溴离子、硝酸根、亚硝酸根、磷酸根和硫酸根的测定
一般采用滴定法。但滴定法操作繁琐，不利于大批量样品的检测，并且对于含量较低的样品有一定局限性；存在滴定终点颜色不易辨别，或是若在滴定过程中有沉淀生成，滴定终点难以确定，干扰离子较多，误差较大，操作麻烦；其中银、铬和汞等离子会对环境造成二次污染等缺点。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对现有技术的不足，提供一种同时检测文物有害盐中多种有机酸根及无机阴离子的方法，即采用离子色谱同时实现甲酸根、乙酸根、丙酸根、丁酸根、戊酸根、氟离子、氯离子、溴离子、硝酸根、亚硝酸根、磷酸根和硫酸根等导致文物病害析出结晶盐的环境污染物的方法，具有成本低廉、检测时间短和准确性高的特点。
[0009]一种同时检测文物有害盐中多种有机酸根及无机阴离子的方法，具体步骤如下：
[0010](1)配制标准工作液：将甲酸根、乙酸根、丙酸根、丁酸根和戊酸根五种标准品加入到超纯水中定容，配制混酸标准储备液；将混酸标准储备液和多元素标准溶液混合，然后采用超纯水稀释得到一系列梯度浓度的标准工作液；其中多元素标准溶液中含有氟离子、氯离子、溴离子、硝酸根、亚硝酸根、磷酸根和硫酸根；
[0011](2)通过离子色谱仪依次检测一系列浓度的标准工作液和空白对照样的离子色谱图，其中色谱图中的色谱峰按出峰时间依次对应为氟离子、乙酸根、丙酸根、甲酸根、丁酸根、戊酸根、氯离子、亚硝酸根、溴离子、硝酸根、硫酸根、磷酸根，分别以氟离子、乙酸根、丙酸根、甲酸根、丁酸根、戊酸根、氯离子、亚硝酸根、溴离子、硝酸根、硫酸根和磷酸根的峰面积对标准工作液中氟离子、乙酸根、丙酸根、甲酸根、丁酸根、戊酸根、氯离子、亚硝酸根、溴离子、硝酸根、硫酸根和磷酸根的浓度绘制标准曲线，其中标准曲线方程的相关系数不低于0.995；
[0012](3)采集文物上结晶盐，将结晶盐溶解于超纯水中，定容得到结晶盐水溶液样品，其中结晶盐水溶液样品中含有甲酸根、乙酸根、丙酸根、丁酸根、戊酸根、氟离子、氯离子、溴离子、硝酸根、亚硝酸根、磷酸根和硫酸根中的一种或多种阴离子；可检测出导致文物病害析出结晶盐的环境污染物种类；
[0013](4)在步骤(2)相同的检测标准工作液的色谱条件下检测结晶盐水溶液样品和空白对照样，检测得到甲酸根、乙酸根、丙酸根、丁酸根、戊酸根、氟离子、氯离子、溴离子、硝酸根、亚硝酸根、磷酸根和硫酸根的峰面积，再分别依据甲酸根、乙酸根、丙酸根、丁酸根、戊酸根、氟离子、氯离子、溴离子、硝酸根、亚硝酸根、磷酸根和硫酸根的标准曲线方程，计算出结晶盐水溶液样品中检测的有机酸根和/或无机阴离子的浓度，计算出结晶盐中有机酸根和/或无机阴离子的质量分数；分析导致文物病害析出结晶盐的环境污染物；
[0014]所述步骤(1)标准工作液中甲酸根、乙酸根、丙酸根、丁酸根、戊酸根、氟离子、氯离子、溴离子、硝酸根、亚硝酸根、磷酸根、硫酸根的梯度浓度均分别为5.0、10.0、15.0、20.0、25.0和30.0μg/ml，其中每一个梯度浓度的标准工作液中甲酸根、乙酸根、丙酸根、丁酸根、戊酸根、氟离子、氯离子、溴离子、硝酸根、亚硝酸根、磷酸根和硫酸根的浓度相等；
[0015]所述步骤(2)和步骤(4)的色谱检测条件均为：检测的标准工作液的梯度浓度范围为5
‑
30μg/ml，淋洗液为浓度2
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30mmol/L的KOH溶液，柱温为30度，ECD检测器，流速为1.0～1.2mL/min，抑制器电流90mA
‑
144mA，进样量为25ul；
[0016]进一步的，所述洗脱程序为0
‑
10.5min时，KOH淋洗液浓度为2mmol/L；10.5
‑
29min时，KOH淋洗液浓度从2mmol/L递增到30mmol/L；29
‑
34min时，KOH淋洗液浓度为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同时检测文物有害盐中多种有机酸根及无机阴离子的方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)配制标准工作液：将甲酸根、乙酸根、丙酸根、丁酸根和戊酸根五种标准品加入到超纯水中定容，配制混酸标准储备液；将混酸标准储备液和多元素标准溶液混合，然后采用超纯水稀释得到一系列梯度浓度的标准工作液；其中多元素标准溶液中含有氟离子、氯离子、溴离子、硝酸根、亚硝酸根、磷酸根和硫酸根；(2)通过离子色谱仪依次检测一系列浓度的标准工作液和空白对照样的离子色谱图，其中色谱图中的色谱峰按出峰时间依次对应为氟离子、乙酸根、丙酸根、甲酸根、丁酸根、戊酸根、氯离子、亚硝酸根、溴离子、硝酸根、硫酸根、磷酸根，分别以氟离子、乙酸根、丙酸根、甲酸根、丁酸根、戊酸根、氯离子、亚硝酸根、溴离子、硝酸根、硫酸根和磷酸根的峰面积对标准工作液中氟离子、乙酸根、丙酸根、甲酸根、丁酸根、戊酸根、氯离子、亚硝酸根、溴离子、硝酸根、硫酸根和磷酸根的浓度绘制标准曲线，其中标准曲线方程的相关系数不低于0.995；(3)采集文物上结晶盐，将结晶盐溶解于超纯水中，定容得到结晶盐水溶液样品，其中结晶盐水溶液样品中含有甲酸根、乙酸根、丙酸根、丁酸根、戊酸根、氟离子、氯离子、溴离子、硝酸根、亚硝酸根、磷酸根和硫酸根中的一种或多种阴离子；(4)在步骤(2)相同的检测标准工作液的色谱条件下检测结晶盐水溶液样品和空白对照样，检测得到甲酸根、乙酸根、丙酸根、丁酸根、戊酸根、氟离子、氯离子、溴离子、硝酸根、亚硝酸根、磷酸根和硫酸根的峰面积，再分别依据甲酸根、乙酸根、丙酸根、丁酸根、戊酸根、氟离子、氯离子、溴离子、硝酸根、亚硝酸根、磷酸根和硫酸根的标准曲线方程，计算出结晶盐水溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：王倩倩，丁莉，石安美，王建平，铁付德，唐铭，刘薇，王力之，周靖程，
申请(专利权)人：中国国家博物馆，
类型：发明
国别省市：