離子色譜在飲用水監(jiān)測(cè)當(dāng)中的運(yùn)用探析

聶青

景德鎮(zhèn)市自來(lái)水公司，江西景德鎮(zhèn) 333000

水質(zhì)污染在我國(guó)是很常見的一個(gè)問(wèn)題，一部分地區(qū)因?yàn)榇罅Πl(fā)展工業(yè)，增加了污水和廢棄物的排放，從而導(dǎo)致人們的飲用水被污染。2009年，我國(guó)一個(gè)工業(yè)重鎮(zhèn)附近的飲用水被檢測(cè)出含有致癌物質(zhì)，這也說(shuō)明了問(wèn)題的嚴(yán)重性。所以，必須采用一種合理而可行的手段來(lái)對(duì)飲用水的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

1 離子色譜技術(shù)的發(fā)展史

離子色譜技術(shù)通過(guò)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分離，比如交換陰離子和陽(yáng)離子、樹脂等等，來(lái)對(duì)有機(jī)化合物進(jìn)行分析與監(jiān)測(cè)，目前被廣泛應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)當(dāng)中。雖然這種技術(shù)可以對(duì)離子進(jìn)行交換，但是卻不能吸收紫外線，因而無(wú)法對(duì)高效液相色譜進(jìn)行分析。

這種技術(shù)最早起源于上個(gè)世紀(jì)七十年代的美國(guó)，離子能夠在溶液中產(chǎn)生電導(dǎo)，因此對(duì)它們進(jìn)行電導(dǎo)測(cè)試，可以分析出里面的物質(zhì)和成分。一位美國(guó)的科學(xué)家利用這些原理發(fā)明了離子色譜技術(shù)，并且在此技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。在當(dāng)時(shí)，這種技術(shù)是屬于發(fā)明者的專利，未經(jīng)過(guò)授權(quán)，其他人不能研制和使用的。但是當(dāng)時(shí)的離子色譜技術(shù)還具有一定的局限性，比如，電導(dǎo)的水平較低，等等。

到了上個(gè)世紀(jì)八十年代，這種技術(shù)已經(jīng)開始被廣泛的使用，而且離子色譜的銷售量也在增加，還有一些技術(shù)人員對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了大幅度的改進(jìn)，到了如今，該技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)遍及多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域，其中最普遍的是用于水質(zhì)的監(jiān)測(cè)。

2 具體的監(jiān)測(cè)過(guò)程

2.1 實(shí)驗(yàn)的器具

實(shí)驗(yàn)的儀器和設(shè)備是非常重要，首先要準(zhǔn)備離子色譜儀，再配上合適的淋的洗液，淋洗液的規(guī)格必須要符合標(biāo)準(zhǔn)。此外還要選擇試劑，一般的試劑有氯酸鹽和亞氯酸鹽兩種，所用的溶液必須用電阻率為18歐姆左右的水來(lái)進(jìn)行調(diào)配。最后要準(zhǔn)備分離柱，分離柱必須要有比較好的分離能力，并且能夠減少一些化學(xué)物質(zhì)對(duì)離子的影響。

2.2 監(jiān)測(cè)的范圍

用離子色譜來(lái)對(duì)飲用水進(jìn)行監(jiān)測(cè)，它能夠?qū)λ械年庪x子、陽(yáng)離子、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)等進(jìn)行分析。在進(jìn)行監(jiān)測(cè)的時(shí)候，主要用于水中陰離子和陽(yáng)離子的測(cè)定，以及可吸附有機(jī)鹵素的測(cè)定。不僅僅只飲用水，也可以用作地下水和大氣降水中的陰離子、陽(yáng)離子的測(cè)定。此外它還能監(jiān)測(cè)水中的其他有害成分，比如消毒粉殘留物質(zhì)、鹵代乙酸等。

2.3 監(jiān)測(cè)的樣品

監(jiān)測(cè)的樣品必須是從飲用水中提取而來(lái)的，或者是來(lái)自附近的水廠。在采集樣品的時(shí)候，要格外的注意，防止樣品被污染，必須使用高密度聚乙烯瓶來(lái)進(jìn)行采集。

采集到了樣品之后，必須要用濾膜來(lái)勁過(guò)濾，這樣可以防止樣品中包含有可能損壞儀器、設(shè)備，影響監(jiān)測(cè)效果的成分。此外，還要對(duì)樣品中的干擾成分進(jìn)行剔除，防止對(duì)監(jiān)測(cè)的結(jié)果起到不好的影響。

2.4 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果

離子色譜的方法是通過(guò)固定相與流動(dòng)相之間的差異，對(duì)其中的含量進(jìn)行分析。因?yàn)楸４娴臅r(shí)間不一致，所以分離也能夠?qū)崿F(xiàn)。離子色譜進(jìn)行分離的時(shí)候，必須要依靠柱效，因?yàn)橹г谝欢ǔ潭壬嫌绊懥朔蛛x的速度。但是被分析的物質(zhì)可以有更多的時(shí)間與固定相產(chǎn)生反應(yīng)，這就使得整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程的時(shí)間被縮短了。但是分離的程度會(huì)減少，從而也充分的說(shuō)明，水中的流速很重要。

2.5 原理

用離子色譜來(lái)監(jiān)測(cè)水質(zhì)，其主要的原理是離子的交換。離子又分為陰離子和陽(yáng)離子，分析方法有三種，第一種是排斥色譜，第二種直接交換色譜，第三種則是離子對(duì)色譜。在進(jìn)行分析的過(guò)程中，離子要被分離和交換。

在進(jìn)行交換時(shí)，離子會(huì)被逐漸的分離，必須先用淋洗液來(lái)輔助分離，然后再將分離后的離子裝入容器內(nèi)。裝入之后即可對(duì)離子進(jìn)行交換樹脂，并且保存下來(lái)。最后，將需要監(jiān)測(cè)的離子與樹脂進(jìn)行對(duì)比，這樣就可以進(jìn)行徹底的分離。分離完畢之后，離子之間會(huì)相互轉(zhuǎn)化，淋洗液則會(huì)轉(zhuǎn)化為低電導(dǎo)率的弱酸。這時(shí)，還要進(jìn)行測(cè)量，以提高其穩(wěn)定性和可靠性。

3 測(cè)定飲用水中的物質(zhì)

3.1 對(duì)無(wú)機(jī)陽(yáng)離子的監(jiān)測(cè)

離子色譜法對(duì)無(wú)機(jī)陽(yáng)離子的測(cè)定，監(jiān)測(cè)時(shí)間的很短，成本也很低，技術(shù)含量也很高，水質(zhì)樣品的CL含量比較多，一些陽(yáng)離子常常會(huì)被CL所覆蓋。因?yàn)镃L的吸收能力比較弱，不能夠很好的吸收紫外線。而紫外線卻可以測(cè)定水中的二氧化氮，用色譜柱，加入一定量的淋洗液和硝酸根。這種方法可用于飲用水、地下水、廢水的測(cè)定。

3.2 對(duì)無(wú)機(jī)陽(yáng)離子的監(jiān)測(cè)

離子色譜技術(shù)已經(jīng)得到了提高，如今可以快速對(duì)水中的重金屬、有害物質(zhì)、硬度進(jìn)行檢測(cè)了。用離子色譜法對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，其效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于其他測(cè)定的方法。此外，離子色譜的方法還可以檢測(cè)出重金屬的含量。同時(shí)，其穩(wěn)定性和靈敏性也很好。

3.3 對(duì)水中消毒物質(zhì)的殘留進(jìn)行監(jiān)測(cè)

自來(lái)水在生產(chǎn)和加工的過(guò)程當(dāng)中，必須要加入消毒物質(zhì)，從而消滅水質(zhì)中的微生物、細(xì)菌等。但這些消毒粉和消毒液加入自來(lái)水中以后，會(huì)產(chǎn)生一些化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)如果超標(biāo)，便會(huì)對(duì)人體造成傷害。國(guó)家對(duì)飲用水中的化學(xué)物質(zhì)有明確的限定，比如，每升水中的亞氯酸鹽含量不能超過(guò)兩毫克，多了就會(huì)產(chǎn)生致癌的危險(xiǎn)。

3.4 對(duì)水中的鹵素含氧酸進(jìn)行監(jiān)測(cè)

目前國(guó)外已經(jīng)有很多方法可以監(jiān)測(cè)鹵素含氧酸的含量，但我國(guó)尚未有這方面的技術(shù)，但是同樣可以利用離子色譜來(lái)對(duì)鹵素含氧酸進(jìn)行監(jiān)測(cè)。采用微波濃縮的離子色譜技術(shù)，大約半個(gè)小時(shí)左右，就可以監(jiān)測(cè)出水中的物質(zhì)。但微波濃縮必須在20倍以上，并且梯度洗脫，這樣還能消除水中其他物質(zhì)的對(duì)監(jiān)測(cè)的干擾。

3.5 對(duì)水中的高氯酸根進(jìn)行監(jiān)測(cè)

高氯酸根是飲用水中常常出現(xiàn)的一種化學(xué)成分，這種成分會(huì)對(duì)人的甲狀腺造成一定損害，甚至還擾亂人體內(nèi)分泌，國(guó)家規(guī)定高氯酸根的成分不能超過(guò)一定的范圍。目前用離子色譜來(lái)監(jiān)測(cè)高氯酸根，還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用，因?yàn)椴坏珯z測(cè)難度大，而且檢測(cè)成本也十分的高。可以采用微波濃縮的方法，濃縮至20倍左右，加入自動(dòng)淋洗液，然后進(jìn)行檢測(cè)，但它的檢測(cè)設(shè)備卻非常的昂貴。

3.6 對(duì)鹵代乙酸進(jìn)行監(jiān)測(cè)

鹵代乙酸作為一種化學(xué)成分，它是在飲用水采用氯氣消毒的過(guò)程中產(chǎn)生的，鹵代乙酸對(duì)動(dòng)物和人類有極強(qiáng)的危害，甚至?xí)職垺⒅掳?。一般的檢測(cè)方法是衍生氣相色譜法，這種方法比較的繁瑣，而且過(guò)程很復(fù)雜，通過(guò)陰離子交換柱對(duì)自來(lái)水中的一氯乙酸、二氯乙酸進(jìn)行分離測(cè)定，排除干擾。

4 總結(jié)與體會(huì)

如今，隨著社會(huì)的發(fā)展和工業(yè)的進(jìn)步，水質(zhì)被污染的狀況越來(lái)越嚴(yán)重，為了減少危害，不得不采用科學(xué)的辦法和手段來(lái)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這種用離子色譜技術(shù)來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方法，為環(huán)境管理者提供了可靠的依據(jù)，保障了居民們的用水安全和身體健康，因此值得大力推廣和應(yīng)用。

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