離子色譜在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中常見問題及處理方法

趙青峰 李申瑩

離子色譜在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中常見問題及處理方法

趙青峰 李申瑩

離子色譜（IC）是一種新型的高效液相色譜技術(shù)，其從1975年由H.small等人提出到沿用至今，已有近40年的歷史。該技術(shù)的最大的優(yōu)點(diǎn)就是能同時(shí)、準(zhǔn)確、快速地檢測(cè)多種陰離子，因此在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

美國(guó)戴安公司是世界上第一臺(tái)離子色譜儀的制造者，也是全球最著名的離子色譜儀制造商。該公司旗下型號(hào)Dionex ICS-90A的離子色譜儀（簡(jiǎn)稱ICS-90A）主要由流動(dòng)相、高壓泵、進(jìn)樣器、分離柱、化學(xué)抑制器和電導(dǎo)池組成，具體分析過程是：樣品通過分離柱，使被測(cè)離子得到分離，在抑制器中使淋洗液的背景電導(dǎo)值降低，最后經(jīng)由檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。本文就ICS-90A在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中應(yīng)注意的事項(xiàng)和出現(xiàn)的問題進(jìn)行以下分類討論和總結(jié)。

一、離子色譜進(jìn)樣前應(yīng)注意的事項(xiàng)

1.水樣的過濾處理

2.水樣的稀釋處理

對(duì)組成復(fù)雜的樣品，若待測(cè)離子對(duì)樹脂的親和力相差頗大就要幾次進(jìn)樣，并用不同的濃度或強(qiáng)度的淋洗液。對(duì)陰離子分析推薦的最大進(jìn)樣量，一般為柱容量的30%。濃度過高的樣品就要進(jìn)行稀釋，直接進(jìn)行就會(huì)造成色譜峰很寬且拖尾。

3.溫度的控制

溫度的不穩(wěn)定可造成色譜柱在運(yùn)行過程中壓力的波動(dòng)，進(jìn)而造成保留時(shí)間偏移、基線不穩(wěn)及測(cè)定結(jié)果重現(xiàn)性差等問題，因此，在使用中要保證室溫的穩(wěn)定。在安放儀器時(shí)要避免將儀器安放在空調(diào)邊或窗口前，同時(shí)安裝柱溫箱以保證柱子的溫度穩(wěn)定，在取樣后不要立即進(jìn)樣，讓樣品在自動(dòng)進(jìn)樣器中放置一段時(shí)間，讓樣品溫度盡量和柱溫一致。

二、離子色譜運(yùn)行過程中出現(xiàn)的常見問題及處理方法

1.輸液系統(tǒng)混入氣泡

在更換淋洗液和再生液之后，必須排除淋洗液瓶中的氣泡，否則氣泡混入輸液系統(tǒng)，會(huì)造成基線不穩(wěn)。避免氣泡混入輸液系統(tǒng)，純水必須經(jīng)過真空泵脫氣，脫氣效果的好壞直接關(guān)系到儀器的運(yùn)行。

如果氣泡已經(jīng)混入輸液系統(tǒng)，可打開廢液閥放空壓力，讓液體排出3～4min，然后擰緊廢液閥即可，注意廢液閥不可擰得過緊。

（四）創(chuàng)設(shè)貼近生活的教學(xué)情境。教師在教學(xué)過程中應(yīng)努力創(chuàng)造適宜的活動(dòng)環(huán)境和條件，靈活多樣地選用教學(xué)活動(dòng)和組織形式，從而改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，是學(xué)習(xí)過程變成學(xué)生不斷提出問題、解決問題的探索過程，使學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，掌握學(xué)習(xí)策略。比如背單詞有不同的方法，讓學(xué)生自由選擇，適合他的方法才是最好的方法，這將支持著他興致勃勃地學(xué)習(xí)下去。

2.六通閥的堵塞

當(dāng)進(jìn)樣閥處于Load狀態(tài)裝樣的過程中，正常樣品流路是：進(jìn)樣口——六通閥S口——六通閥L口（靠近S口的L）——六通閥L口（定量環(huán)另一端）——六通閥W口。

假如樣品進(jìn)樣前沒有進(jìn)行過濾處理，就容易造成六通閥的堵塞，所以，當(dāng)出現(xiàn)進(jìn)樣器連接上六通閥很難進(jìn)樣的時(shí)候，就需要逐段拆開檢查堵塞點(diǎn)，具體操作過程如下：

（1）接回S口，斷開L口（靠近S口的L），繼續(xù)進(jìn)樣觀察，通暢則繼續(xù)延流路往下排查；不通暢則說明S-L之間堵塞，需要連泵反沖兩個(gè)口之間部分或者超聲清洗六通閥。

（2）接回上一個(gè)L口并斷開下一個(gè)L口，繼續(xù)進(jìn)樣觀察，通暢則繼續(xù)往下排查；不通暢則說明兩個(gè)L口之間的定量環(huán)堵塞，需要更換定量環(huán)。

（3）接回L口后端開W口，繼續(xù)進(jìn)樣觀察，不通暢則說明L-W之間堵塞，需要連泵反沖兩口之間部分或者超聲清洗六通閥；通暢則繼續(xù)下一步。

（4）接回W口繼續(xù)進(jìn)樣很難進(jìn)入，則說明廢液管堵塞造成反壓過高，更換或截取廢液管一段。

3.系統(tǒng)壓力過高

造成系統(tǒng)壓力過高的主要原因是系統(tǒng)中的有雜質(zhì)混入，可能造成單向閥、保護(hù)柱或者色譜柱的堵塞。通過以下步驟可以逐點(diǎn)確認(rèn)堵塞位置：

（1）首先斷開保護(hù)柱的進(jìn)口端，然后開泵，如果壓力過高則證明泵的單向閥被堵塞，卸下單向閥放入超聲波水浴中超聲處理30min后重新安裝。

（2）如果斷開保護(hù)柱進(jìn)口端壓力正常，則需要連接保護(hù)柱的進(jìn)口，斷開保護(hù)柱和色譜柱的連接管路，如果壓力偏高，則為保護(hù)柱柱塞板被堵塞，可以把保護(hù)柱進(jìn)口的柱塞板卸下超聲處理或直接更換，卸下柱塞板時(shí)，要注意保護(hù)柱內(nèi)的填料不能灑出。

（3）斷開保護(hù)住，直接接入色譜柱，若壓力偏高，則為色譜柱堵塞。首先可以用10倍的淋洗液淋洗色譜柱，觀察壓力值，壓力依舊偏高，則色譜柱過濾網(wǎng)板被玷污，需要更換；若壓力仍未降低，則說明色譜柱已經(jīng)損壞，需要更換新的色譜柱。

4.背景電導(dǎo)突升

正常情況下，背景會(huì)有一個(gè)穩(wěn)定的電導(dǎo)值。但在儀器的使用過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣一種問題：隨著儀器運(yùn)行時(shí)間的加長(zhǎng)，電導(dǎo)率數(shù)值會(huì)突然升高到一個(gè)高于先前穩(wěn)定時(shí)的數(shù)值，然后又隨著運(yùn)行時(shí)間的加長(zhǎng)而逐漸降低，最終降到比先前穩(wěn)定的電導(dǎo)值還要低一至兩個(gè)數(shù)值。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因與ICS-90A儀器配備的抑制器有關(guān)，ICS-90A配備的是硫酸再生抑制器，在使用硫酸的過程中，可能會(huì)有一些雜質(zhì)被帶入到抑制系統(tǒng)中，這就逐漸降低了抑制效果。

處理方法有二：（1）在日常使用中，使用專用移液管移取硫酸，盡可能最大限度地減少雜質(zhì)的帶入。（2）如果抑制器效果過低，則必須要更換抑制器。隨著技術(shù)的發(fā)展，電化學(xué)抑制器可以獲得更好的抑制效果，同時(shí)保證運(yùn)行基線更加穩(wěn)定，也可忽略硫酸帶入雜質(zhì)對(duì)抑制效果的影響。

5.運(yùn)行過程中與計(jì)算機(jī)脫離連接問題

在使用儀器過程中，還會(huì)出現(xiàn)儀器和計(jì)算機(jī)脫離連接的問題。通過實(shí)驗(yàn)觀察，發(fā)現(xiàn)其主要原因是室內(nèi)兩臺(tái)大型儀器與色譜儀在同一電路上，進(jìn)而造成了電壓的不穩(wěn)，以致脫連現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。解決辦法是為離子色譜增設(shè)穩(wěn)壓電源，同時(shí)和其他大型設(shè)備錯(cuò)開使用時(shí)間。

三、儀器使用后的維護(hù)

在儀器進(jìn)樣完成后，不得立即關(guān)停儀器，需繼續(xù)運(yùn)行1～2h后，再嚴(yán)格按照順序關(guān)機(jī)，即先關(guān)抑制器，稍等1～2min后，再關(guān)閉泵和其他設(shè)備。

此外，長(zhǎng)時(shí)間不使用離子色譜時(shí)，要定期維護(hù)更換淋洗液和再生液，保證5～7d運(yùn)行一次儀器，防止管路干涸后影響儀器使用。

四、小結(jié)

離子色譜具有準(zhǔn)確、簡(jiǎn)捷、快速等諸多優(yōu)點(diǎn)，是目前同時(shí)測(cè)定地表水中多種陰離子最佳的方法。它的使用簡(jiǎn)化了檢測(cè)離子的操作步驟，提高了自動(dòng)化程度，減少了人為誤差，使分析結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度明顯提高。但使用過程中出現(xiàn)的問題也要及時(shí)研究解決，防止問題不斷積累，以免造成色譜柱甚至儀器的損壞

（作者單位：河南省信陽水文水資源勘測(cè)局 464000）