離子色譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的具體應(yīng)用

王娟，李海波

(新鄉(xiāng)市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站，河南新鄉(xiāng)453003)

離子色譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的具體應(yīng)用

王娟，李海波

(新鄉(xiāng)市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站，河南新鄉(xiāng)453003)

通過一系列實驗數(shù)據(jù)及污染源樣品的分析，對離子色譜在環(huán)境監(jiān)測中的具體應(yīng)用、儀器的使用維護(hù)與保養(yǎng)等進(jìn)行了較詳細(xì)的論述。

離子色譜;環(huán)境監(jiān)測;應(yīng)用

離子色譜是高效液相色譜的一種，故又稱高效離子色譜(HPIC)或現(xiàn)代離子色譜。采用離子交換的原理，用低交換容量的新型離子交換分離柱分離樣品離子，并在分離柱后串接一根高交換容量的特制抑制柱，通過化學(xué)反應(yīng)把具有高電導(dǎo)的淋洗液轉(zhuǎn)換為低電導(dǎo)的淋洗液，使得電導(dǎo)檢測器能靈敏而又方便地檢測出被分離的離子。其分析方法已成為目前化學(xué)、生化、環(huán)保等學(xué)科領(lǐng)域重要的分離技術(shù)［1］。

在環(huán)境監(jiān)測方面，離子色譜法是大氣、水質(zhì)、土壤等監(jiān)測的最佳檢驗方法，尤其在降水、污染源監(jiān)測等方面，具有穩(wěn)定性好、重現(xiàn)性好、精密度高等特性，其在水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。作為環(huán)境監(jiān)測中的重要檢測儀器，離子色譜儀的正確使用與維護(hù)保養(yǎng)都對檢測結(jié)果有很大的影響。

1 離子色譜法在環(huán)境水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測中的應(yīng)用

降水常規(guī)監(jiān)測項目有:降水量、pH值、電導(dǎo)率、硫酸根離子、鉀離子、鈉離子、鈣離子、鎂離子、銨離子、硝酸根離子、氯離子、氟離子，逢雨雪必測。新鄉(xiāng)市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站離子色譜主要做陰離子分析，在沒有離子色譜儀之前這些陰離子最少要有兩名分析人員分別測定，費時費力，而現(xiàn)在只要1人10min左右就可出結(jié)果，分析過程中沒有任何有毒有害廢液產(chǎn)出，節(jié)能、方便、快捷。

陰離子出峰時間分別為:F－2.91min、Cl－4.13min、4.92min、7.11min、12.84min。

1.1 陰離子分析儀器工作條件

(1)離子色譜儀(具分離柱、抑制器);

(2)檢測方式:電導(dǎo)檢測;

(3)定量管:25μl;

(4)流動相:0.0024mol/L碳酸鈉溶液—0.0031mol/L碳酸氫鈉溶液;

(5)流速:1.5ml/min。

1.2 分析結(jié)果

表1 和工作曲線

表1 和工作曲線

編號12345 NO－3標(biāo)液/mg·L－14標(biāo)/mg·L－110.020.025.050.0100峰高/mv538111814603060 6400保留時間0.501.002.003.00峰高/mv1573146871061保留時間7.11/mina=－39.6 b=365.3 r=0.9997 SO2－12.84/min a=－168.0 b=65.4r=0.9999

表2 兩種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測定

由結(jié)果可知:離子色譜儀分析的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性、截距及斜率均符合要求，標(biāo)準(zhǔn)樣品分析結(jié)果幾乎接近真值，完全能滿足日常工作的需要且操作簡單、快捷、節(jié)能無污染［2］。

2 離子色譜法在污染源監(jiān)測中的應(yīng)用

日常工作中所分析的水樣不可能都像地下水或飲用水那樣清潔，很多日常工作會涉及到污染源樣品。污染源樣品由于污染產(chǎn)生的種類不同，特性不同，所以污染源樣品一般濃度較高，成分復(fù)雜。離子色譜的分離柱是色譜工作站的中心，分離柱一旦被污染，就會破壞分離效果，而分離效果的好壞直接影響到各種分析離子的準(zhǔn)確度。因此，對于所分析的污染源樣品一定要進(jìn)行樣品的預(yù)處理。

2.1 樣品預(yù)處理

(1)濾膜法:對于含有顆粒態(tài)的清潔樣品，如地下水、飲用水等，可通過0.45μm微孔濾膜過濾后，直接進(jìn)樣。

(2)離子交換樹脂法:針對有色度、渾濁的樣品，該方法可以去除不同有針對性的污染物，同時也可以去除一些有機物;當(dāng)色度較強時，可先用活性炭吸附脫色，再進(jìn)行離子交換，處理過的樣品再經(jīng)0.45μm微孔濾膜過濾后進(jìn)樣。

(3)分解處理法:對于固體樣品，如濾筒、濾膜、土壤等，首先要將樣品離子溶于不同的吸收液，樣品離子轉(zhuǎn)化為溶液后，經(jīng)超聲波提取，再將提取液經(jīng)0.45μm微孔濾膜過濾后進(jìn)樣。

按照《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》(第四版)中離子色譜法測定硫酸霧樣品的要求，以污染源企業(yè)排放硫酸霧監(jiān)測為例，對污染源硫酸霧濾筒樣品做了分析，同時做了空白和國標(biāo)樣品;通過全程序質(zhì)量控制，獲得了較好的準(zhǔn)確度級精密度。詳見表3、表4。

2.2 陰離子分析儀器工作條件

(1)離子色譜儀(具分離柱、抑制器);

(2)檢測方式:電導(dǎo)檢測;

(3)定量管:25μl;

(4)流動相:0.0024mol/L碳酸鈉溶液—0.0031mol/L碳酸氫鈉溶液;

(5)流速:1.5ml/min。

2.3 工作曲線繪制

表3 工作曲線

表3 工作曲線

345 SO2－編號12 10.020.025.050.0100峰高/mv410954119626605220保留時間4標(biāo)液/mg·L－1 12.84min a=－111.5b=53.6r=0.9997

2.4 樣品測定

(1)樣品溶液制備:用玻璃纖維濾筒進(jìn)行等速采樣，將采樣后的濾筒撕碎放入250ml錐形瓶中，加100 ml水浸沒，瓶口上放一玻璃漏斗，于電爐或電熱板上加熱近沸，約30min后取下，冷卻后將浸出液用0.45μm微孔濾膜過濾入250ml容量瓶中，用20～30ml水洗滌錐形瓶及濾筒殘渣3～4次，洗滌液一并經(jīng)0.45μm微孔濾膜過濾入容量瓶中，調(diào)pH至7～9，再用水定容至標(biāo)線。濾液注入離子色譜儀，在與繪制工作曲線相同條件下測定［3］。

(2)空白濾筒溶液制備:另取與采樣用同批濾筒2個，撕碎放入250ml錐形瓶中，同上法制備空白濾筒溶液。同法測定并計算出每個空白濾筒所含硫酸根離子的量。

表4 污染源樣品實例

3 日常工作中離子色譜儀的維護(hù)與保養(yǎng)

由于離子色譜儀是精密儀器，其日常維護(hù)與保養(yǎng)對于儀器的使用壽命、精度及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性都有著重要的影響。

(1)若開機時間短，檢測器尚未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)下可使基線產(chǎn)生漂移，正常情況下背景電導(dǎo)會由高向低的方向逐漸降低，最后達(dá)到穩(wěn)定。如果背景電導(dǎo)值持續(xù)增加，說明抑制器部分有問題，檢查抑制器是否有效。儀器應(yīng)有良好的接地線，這是使檢測器工作狀態(tài)穩(wěn)定和降低噪聲的必要條件。

(2)用去離子水對泵進(jìn)行清洗，有助于使泵始終處于良好的狀態(tài)。使用強酸強堿后必須要沖洗，以防止泵頭、泵內(nèi)密封圈受到損害。

(3)使用過程中應(yīng)適時添加淋洗液以避免溶液耗光，造成泵空抽。產(chǎn)生氣泡后，應(yīng)先予以排除。所用淋洗液必須經(jīng)過脫氣處理，嚴(yán)格避免氣泡保留在泵內(nèi)。

(4)在分析中或沖柱時要經(jīng)常進(jìn)空白樣。另外在進(jìn)行分析前要對樣品進(jìn)行清潔和預(yù)處理，樣品應(yīng)適當(dāng)稀釋后再進(jìn)行檢測，最好從低濃度向高濃度進(jìn)樣，以保障儀器安全運行［4］。

(5)短時間不用，每周應(yīng)至少開機1次，讓儀器運行1～2h。長期不用時，先按要求向柱內(nèi)泵入保存液，然后將柱子從儀器上取下，用無孔接頭將柱子兩端堵死后放在低溫處保存。

4 結(jié)論

離子色譜儀的發(fā)展為離子色譜在各行業(yè)的應(yīng)用帶來了更加廣闊的空間，尤其是快速檢測能力對于環(huán)境監(jiān)測有著重要的意義，其分析方法快速簡潔，數(shù)據(jù)精密準(zhǔn)確，對環(huán)境沒有任何污染，成為監(jiān)測領(lǐng)域的重要分析儀器。為保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實可靠，色譜儀的日常維護(hù)及保養(yǎng)，儀器操作人員日常工作都必須嚴(yán)格按照離子色譜操作說明規(guī)范進(jìn)行。

［1］王俊德.高效液相色譜法［M］.北京:中國石化出版社，1992.

［2］本書編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版增補版)［M］.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2006.

［3］本書編委會.空氣和廢氣監(jiān)測分析方法(第四版)［M］.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2003.

［4］王立新.離子色譜使用與養(yǎng)護(hù)［J］.儀器分析，2007，(4).

Application of Ion Chromatography on Environmental Monitoring

WANG Juan，LI Hai－bo
(Xinxiang Environmental Monitoring Station，Xinxiang Henan 453003 China)

The application of ion chromatography on environmental monitoring was demonstrated by analyzing a series of experimental data and pollution samples.The use and maintain of the equipments were put forward in detail as well.

ion chromatography;environmental monitoring;application

X83

A

1673－9655(2011)06－0081－03

2011－05－16

王娟(1970－)，女，漢族，河南新鄉(xiāng)人，畢業(yè)于河南師范大學(xué)化學(xué)系，工程師，從事環(huán)境監(jiān)測工作。