水質(zhì)監(jiān)測中離子色譜的應用探究

張慧虹

【摘 要】隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平和質(zhì)量都得到了明顯提高，人們對水環(huán)境安全也日益關(guān)注。在水體中含有多種成分，對這些常規(guī)離子的含量進行檢測和監(jiān)測，才能保障水質(zhì)環(huán)境的安全。近年來，在水質(zhì)監(jiān)測方面，離子色譜技術(shù)得到了廣泛應用，基于此，論文進行了相關(guān)研究，概述了離子色譜法，分析了離子色譜法在水質(zhì)監(jiān)測中的應用，并進行了案例探究，以供參考。

【Abstract】With the development of social economy， people's living standard and quality have been improved obviously， and people are paying more and more attention to the safety of water environment. There are many components in water， the safety of water quality and environment can be guaranteed only by detecting and monitoring the content of these conventional ions. In recent years， ion chromatography technology has been widely used in water quality monitoring. Based on this， this paper has carried out related research， summarized the ion chromatography， analyzed the application of ion chromatography in water quality monitoring， and carried out the case study， for reference.

【關(guān)鍵詞】水質(zhì)分析;離子色譜;應用

【Keywords】water quality analysis; ion chromatography; application

【中圖分類號】X832? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）01-0186-02

1 離子色譜法概述

離子色譜法是指以離子交換柱為基礎(chǔ)，通過離子遷移差異進行物質(zhì)的分離，并通過相關(guān)儀器設(shè)備進行檢測和分析的一種技術(shù)。就離子色譜法而言，其主要分為以下幾類：高效離子交換色譜（HPIC）;離子對色譜（MPIC）;離子排斥色譜（HPIEC）。不同離子色譜法的分離機理不同，其中HPIC的分離機理主要是離子交換，MPIC的分離機理是離子對的形成，而HPIEC為離子排斥。在實際應用過程中，應用最為廣泛的就是離子交換，而在水質(zhì)監(jiān)測中主要是通過該分析方法來檢測和分析陰陽離子，進而達到水質(zhì)監(jiān)測的目的[1]。離子色譜方法具有一定的優(yōu)點，具體來說包括：一是快速方便，能夠快速分析陰陽離子的濃度、精密度等，其中陰離子包括F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-等，陽離子包括Li+、Na+、NH4+、K+等;二是靈敏度高，能夠更加精確地分析出離子的濃度范圍，如在50μg/L的進樣量，F(xiàn)-檢測限小于1μg/L，通過富集或者加大進樣量，檢測限可達到pg/L，能夠?qū)崿F(xiàn)高純水的檢測;三是具有較好的選擇性，因為色譜柱的種類較多，在對不同離子進行分析時應選擇適宜的色譜柱，同時還要選擇合理的分離方法和檢測方法，如分析有機酸是離子排斥柱的重要選擇。

2 離子色譜法在水質(zhì)監(jiān)測中的應用

2.1 無機陰離子、陽離子的分析

與傳統(tǒng)的化學檢測分析相比，離子色譜分析法具有速度快、效率高的優(yōu)勢，并且可以通過一次進樣、梯度淋洗的方法，實現(xiàn)飲用水陰離子的有效測定，甚至可以在半小時內(nèi)完成36種陰離子的分離。而對于陽離子的分析，主要是通過使用淋洗劑（二肢基丙酸和鹽酸）的抑制型離子色譜來實現(xiàn)，將陽離子交換固定相在苯乙烯聚合物表面，與磺酸基陽離子交換乳膠進行聚合，由于堿土的親和力要大于堿金屬離子，通過等濃度淋洗一次進樣，難以同時將兩組離子分離。隨著科技的不斷發(fā)展，對分離柱進行了改良，新型的分離柱能夠?qū)㈥栯x子的交換位置改變，同時還能對其選擇性和密度進行改變[2]。在上述基礎(chǔ)上，再進行等濃度淋洗一次進樣，就能夠?qū)崿F(xiàn)堿金屬離子和堿土離子的分離，且分離時間較短，十五分鐘內(nèi)就可以完成。

2.2 有機酸、堿的分析

在分析有機酸、有機堿過程中，離子色譜法也是一種重要的分析方法。在多元酸、控酸等發(fā)生衍生反應后，會出現(xiàn)組分揮發(fā)的現(xiàn)象，從而難以通過氣相色譜來完成相應的分析，此時，就需要離子色譜法進行分析。新型的排斥柱離子填料，包括普通排斥柱的陽離子交換基團，起基代替OH基能和位于填料弱離子交換處的CO基產(chǎn)生氫基，增強了氨基酸的分離選擇性。這種離子排斥分離模式可以測定近50種可溶性的有機酸，可以定量分析36種有機酸。

2.3 復雜樣品的分析

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，離子色譜分析方法也得到了一定的發(fā)展，可以實現(xiàn)多種離子物質(zhì)的同時分離，如較為復雜的水樣品中，同時含有無機陽離子、陰離子和其他有機物，就可以通過單株離子色譜法，來測定樣品中的Cl-、Ca+的含量，再通過洗脫液的作用，來測定有機酸和陰陽離子的含量。

3 實例分析

3.1 水樣品試驗

3.1.1 試驗儀器和試劑

試驗中需要的主要儀器有：離子色譜儀（美國戴安ISC1500）、自動淋洗液發(fā)生裝置、AS陰離子分析柱、AG陰離子保護柱、ASRS/AMMS陰離子連續(xù)自動再生微膜抑制器、色譜工作站。離子色譜儀主要由高壓輸送泵、淋洗液發(fā)生器、進樣閥、分析柱等構(gòu)成。通過離子色譜儀進行離子分析、檢測，主要的原理和步驟：一是校正離子色譜儀;二是比較樣品數(shù)據(jù)，對樣品離子進行定量、定性分析;三是通過色譜工作站對樣品濃度進行自動計算，并總結(jié)為相應的結(jié)果報告[3]。在試驗過程中，還需要配制一些試劑，主要包括以下幾項：其一，去離子水的制備，通過微孔濾膜（0.45μm）進行過濾，且保障水沒有經(jīng)過電滲析處理;其二，混合標準貯備液的配制，在1000mg/L的標準溶液中，F(xiàn)-為20mg/L、Cl-為40mg/L、SO42-為100mg/L、NO3-為40mg/L;其三，根據(jù)所需要的標準樣品的濃度，用去離子水進行稀釋。

3.1.2 分析前準備工作

在進行開機之前，要對淋洗液和再生液進行檢查，保障其儲量的充足。同時還要對壓縮氣瓶、淋洗液瓶的輸出壓力進行調(diào)節(jié)，使得壓縮氣瓶的輸出壓力為0.2MPa、淋洗液瓶的輸出壓力為0.034MPa。在上述情況下，打開電源、柱溫箱的開關(guān)，清理管路、泵內(nèi)的氣泡，開泵啟動儀器。當達到6.9MPa的壓力時，打開RFC-30面板上AES/SRS、EGC開關(guān)。將待測樣品進行過濾、脫氣，并清理干凈一些顆粒物質(zhì)等，在基線保持穩(wěn)定后，進行待測樣品與標準樣品的分析。

3.1.3 進樣分析

1.0ml/min為默認流速，淋洗液的KOH濃度為每升20mmol，進樣的體積為50μl。在其他條件不變的情況下，對色譜柱的溫度進行調(diào)節(jié)，從而觀察陰離子的變化值，本實驗的柱溫設(shè)置為20℃、25℃、30℃、35℃。實際分析時，選取30℃的柱溫進行分析測定。在標準曲線與水樣的分析條件相同的前提下，用離子色譜儀專用注射器吸取0.5ml的水樣進樣分析，用峰面積或峰高標準曲線法定量分析。

3.2 結(jié)果與分析

3.2.1 標準曲線

用混合標準貯備溶液配制梯度濃度分別進樣，標準曲線及保留時間、回歸方程、相關(guān)系數(shù)如下圖、下表所示。陰離子洗脫順序為F-、Cl-、SO42-、NO3-，保留時間分別為3.01min、4.12min、6.28min、6.89min。

3.2.2 檢出限

空白水進樣6次，進行測定各種陰離子標準偏差。并按照公式：，計算出離子色譜儀檢出限，從而得出了各離子的檢出限，分別為F-為0.016mg/L、Cl-為0.104mg/L、SO42-為0.133mg/L、NO3-為0.008mg/L。

4 結(jié)語

總之，離子色譜法具有靈敏度高、選擇性好、方便快速等優(yōu)點，在水質(zhì)監(jiān)測中發(fā)揮著重要作用。該方法的應用能夠更好地監(jiān)測水質(zhì)狀況，在保護水環(huán)境的同時，為人們提供更加安全、優(yōu)質(zhì)的水資源。

【參考文獻】

【1】朱志遠，李明勝，伍夢詩.離子色譜技術(shù)在水質(zhì)分析中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2018（22）：155-156.

【2】廖楠.離子色譜在水環(huán)境監(jiān)測中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2016（09）：46.

【3】賈兵.水質(zhì)分析中離子色譜法的應用探究[J].低碳世界，2016（04）：13-14.