離子色譜技術(shù)及其在水環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用分析

劉 菊 胡 磊 馬 斌

（山東公用環(huán)保集團(tuán)檢驗(yàn)檢測(cè)有限公司 272100）

0 引言

離子色譜技術(shù)在我國(guó)社會(huì)中的應(yīng)用領(lǐng)域是非常廣闊的，除了化工行業(yè)和醫(yī)藥行業(yè)以外，還被廣泛運(yùn)用在衛(wèi)生防疫或者是半導(dǎo)體制造業(yè)中。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)以及各項(xiàng)事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，離子色譜技術(shù)的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，尤其是在水環(huán)境監(jiān)測(cè)當(dāng)中。而發(fā)展到目前階段，離子色譜在水環(huán)境監(jiān)測(cè)當(dāng)中的理論以及技術(shù)手段相對(duì)而言已經(jīng)非常成熟，可以檢測(cè)出水環(huán)境當(dāng)中諸多的離子物質(zhì)，提高水質(zhì)檢測(cè)的準(zhǔn)確性和效率。本篇文章就是圍繞離子色譜技術(shù)在水環(huán)境檢測(cè)中的運(yùn)用展開了論述，首先分析了離子色譜技術(shù)的發(fā)展情況，在運(yùn)用過(guò)程當(dāng)中需要注意的問(wèn)題，隨后探討了離子色譜技術(shù)的硬件組成和分離方法，最后分析了色譜技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)當(dāng)中的具體運(yùn)用，以及運(yùn)用的主要優(yōu)勢(shì)[1]。

1 離子色譜技術(shù)在目前的發(fā)展情況

離子色譜技術(shù)作為一種化學(xué)檢測(cè)手段，發(fā)展至今已經(jīng)形成了相對(duì)成熟的體系，在這方面已經(jīng)有了完整的檢測(cè)理論以及檢測(cè)程序。但是隨著我國(guó)社會(huì)環(huán)境的進(jìn)一步發(fā)展，傳統(tǒng)的離子色譜檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)在水質(zhì)的檢測(cè)情況，在諸多方面還存在著許多的漏洞，這就需要相關(guān)部門以及研究人員要根據(jù)實(shí)際情況不斷進(jìn)行完善。比如在離子色譜檢測(cè)技術(shù)活動(dòng)當(dāng)中，如果涉及到硅制填料，那么在檢測(cè)的時(shí)候，如果仍然采用傳統(tǒng)的檢測(cè)手段會(huì)導(dǎo)致溶液當(dāng)中的ph 值和實(shí)際值出現(xiàn)偏差，或者是溶劑當(dāng)中高聚物粒子的功能無(wú)法有效的發(fā)揮出來(lái)。而在離子色譜檢測(cè)技術(shù)當(dāng)中，最關(guān)鍵的一個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)就是洗脫液，這也是研究人員需要重點(diǎn)把握的地方，要根據(jù)水環(huán)境當(dāng)中不同的離子成分，選擇針對(duì)性的洗脫液，這樣才可以將水環(huán)境當(dāng)中的離子成分脫離出來(lái)。簡(jiǎn)而言之，離子色譜技術(shù)在我國(guó)未來(lái)有著非常廣闊的發(fā)展前景，但是要想在新的時(shí)代發(fā)揮出該技術(shù)手段的價(jià)值，不被其他技術(shù)代替，就需要在保留精華的基礎(chǔ)之上，不斷研究新的方向，探討新的技術(shù)手段。

2 離子色譜技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中需要注意的問(wèn)題

第一，從水過(guò)濾處理的角度進(jìn)行分析。離子色譜技術(shù)在水環(huán)境檢測(cè)的時(shí)候，需要選取一部分的水樣本，然后對(duì)這些樣本進(jìn)行簡(jiǎn)單的加工處理，第一個(gè)程序就是對(duì)水樣進(jìn)行過(guò)濾。在對(duì)水樣本進(jìn)行過(guò)濾的時(shí)候，工作人員必須要用0.4um 濾膜對(duì)水體進(jìn)行簡(jiǎn)單的過(guò)濾，這樣可以將水體當(dāng)中顆粒含量比較大的物質(zhì)排放出去，以防后期在處理的時(shí)候出現(xiàn)堵塞管道的情況。第二，從水樣稀釋處理的角度進(jìn)行分析。有一些水體是比較復(fù)雜的，尤其是自然河道當(dāng)中，因?yàn)檫@些河道里面會(huì)排放許多工業(yè)污水和生活污水，在進(jìn)行離子色譜技術(shù)測(cè)試之前，就需要對(duì)水樣進(jìn)行稀釋處理，來(lái)簡(jiǎn)化水體當(dāng)中的成分。稀釋處理當(dāng)中需要利用的就是淋洗液，通過(guò)使用該化學(xué)物質(zhì)可以將水體當(dāng)中所蘊(yùn)含的陰離子進(jìn)行分離，但是在利用過(guò)程當(dāng)中需要注意淋洗液的容量不能夠超過(guò)30%，如果濃度過(guò)高會(huì)影響離子色譜的檢測(cè)結(jié)果。另外，從溫度控制的角度進(jìn)行分析。離子色譜檢測(cè)技術(shù)的結(jié)果也會(huì)受到溫度的影響，如果整個(gè)檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中溫度的變化比較大，會(huì)導(dǎo)致某些指標(biāo)檢測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，重線性較差。因此，在檢測(cè)的時(shí)候可以選擇溫度比較穩(wěn)定的室內(nèi)，并且在房間內(nèi)設(shè)置一些溫度控制器，時(shí)刻關(guān)注環(huán)境溫度[2]。

3 離子色譜技術(shù)的組成情況和分離手段

3.1 離子色譜技術(shù)的組成情況

離子色譜技術(shù)已經(jīng)形成了一個(gè)完整的系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中又劃分為不同的部分，分別是色譜分離柱、檢測(cè)器、數(shù)據(jù)處理裝置和傳送裝置，這4 個(gè)部分共同構(gòu)成了一個(gè)完整的檢測(cè)流程。首先，來(lái)看分離柱，分離柱在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中占據(jù)著核心的地位，它可以有效地對(duì)水環(huán)境當(dāng)中的酸堿成分進(jìn)行檢測(cè)，所以這也決定了分離柱并不是由金屬構(gòu)成的。其次，來(lái)看檢測(cè)器。檢測(cè)器主要是起到一種輔助性的作用，通過(guò)輔助其他部分來(lái)提高水環(huán)境當(dāng)中離子檢測(cè)的靈敏度，保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)處理裝置主要是指在測(cè)試過(guò)程當(dāng)中所涉及到的是計(jì)算機(jī)，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)各種檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)分析和處理，從而快速地獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。另外，離子色譜當(dāng)中的傳送裝置也占據(jù)著非常重要的地位，主要是將水樣本運(yùn)輸?shù)较到y(tǒng)當(dāng)中的各個(gè)部分，對(duì)這些樣本進(jìn)行分類處理，比如液體貯藏、定量環(huán)進(jìn)樣器。

3.2 離子色譜技術(shù)的分離手段

離子色譜在水環(huán)境檢測(cè)當(dāng)中所涉及到的分離手段，主要是離子交換，這也是整個(gè)技術(shù)開展的中心環(huán)節(jié)。一般而言，離子交換的手段主要有三種，分別是離子交換色譜、離子對(duì)色譜和離子排斥色譜。這三種交換方式各有各的特色和優(yōu)點(diǎn)，所具備的交換能力和容量也具有一定的差異，在運(yùn)用過(guò)程當(dāng)中，必須要根據(jù)實(shí)際情況采取針對(duì)性的手段。

4 離子色譜技術(shù)在水環(huán)境檢測(cè)活動(dòng)當(dāng)中的具體運(yùn)用

4.1 離子色譜技術(shù)的整體運(yùn)用環(huán)境

離子色譜技術(shù)可以檢測(cè)任何類型的水體，除了一些自然的水體，比如河流、湖泊、大海以外，也可以對(duì)工業(yè)污水和城市生活污水進(jìn)行檢測(cè)，而檢測(cè)的主要目標(biāo)是檢測(cè)水體是否符合當(dāng)前環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)，是否會(huì)威脅到人們的用水健康。利用該手段可以檢測(cè)出水環(huán)境當(dāng)中所蘊(yùn)含的有機(jī)酸、極性分子或者是各種復(fù)雜樣品當(dāng)中所蘊(yùn)含的陰陽(yáng)離子。

4.2 檢測(cè)水環(huán)境當(dāng)中的無(wú)機(jī)陰陽(yáng)離子

在現(xiàn)代社會(huì)，水環(huán)境的污染程度是比較大的，一方面是由于城市以及工業(yè)污水的無(wú)度排放，另一方面則是來(lái)自于我國(guó)的農(nóng)業(yè)活動(dòng)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中過(guò)多地使用化肥，污染了一些自然水體。而水中的有害物質(zhì)僅憑肉眼是無(wú)法直接檢測(cè)出來(lái)的，需要通過(guò)一定的手段才能夠檢查出水環(huán)境當(dāng)中所蘊(yùn)含的一些化學(xué)物質(zhì)。離子色譜技術(shù)就可以有效地檢測(cè)出水體當(dāng)中所蘊(yùn)含的陰陽(yáng)離子，并且這一種技術(shù)手段發(fā)展至今已經(jīng)非常成熟了，在我國(guó)工業(yè)污水以及自來(lái)水檢測(cè)當(dāng)中都廣泛的運(yùn)用。針對(duì)水體陰陽(yáng)離子的檢測(cè)，技術(shù)人員主要是通過(guò)檢測(cè)水樣當(dāng)中的鹵素陰離子和硫酸根，從中發(fā)現(xiàn)陰離子，這是該技術(shù)重點(diǎn)分析的一個(gè)領(lǐng)域。在無(wú)機(jī)陽(yáng)離子和陰離子的檢測(cè)活動(dòng)當(dāng)中，色譜技術(shù)會(huì)利用離子交換柱，然后在樣本當(dāng)中放置水溶液，對(duì)整個(gè)樣品當(dāng)中的水體環(huán)境進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，測(cè)量出水溶液當(dāng)中硼酸根離子的濃度，然后根據(jù)濃度數(shù)據(jù)來(lái)判斷整個(gè)水質(zhì)質(zhì)量[3]。

4.3 檢測(cè)水環(huán)境當(dāng)中的有機(jī)陰陽(yáng)離子

在水體當(dāng)中除了一些無(wú)機(jī)陽(yáng)離子和陰離子以外還存在著許多有機(jī)生物，而針對(duì)有機(jī)陰陽(yáng)離子的檢測(cè)活動(dòng)，也可以利用離子色譜技術(shù)，比如很多水體當(dāng)中都蘊(yùn)含著酒酸或者是檸檬酸的物質(zhì)，而這些物質(zhì)氣相色譜法是無(wú)法進(jìn)行分解的，只能夠利用離子色譜技術(shù)。通過(guò)離子色譜技術(shù)可以將水環(huán)境當(dāng)中一些比較復(fù)雜的離子成分進(jìn)行分解檢測(cè)，并且在檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中，除了檢測(cè)陰陽(yáng)離子以外，還可以檢測(cè)水中的蛋白質(zhì)含量。

4.4 可以利用物理性質(zhì)進(jìn)行水環(huán)境檢測(cè)

除了化學(xué)檢測(cè)的手段以外，離子色譜檢測(cè)技術(shù)當(dāng)中還可以利用物理手段對(duì)水環(huán)境進(jìn)行有效的檢測(cè)。在物理性質(zhì)檢測(cè)活動(dòng)當(dāng)中，主要有兩種手段，一種是安裝電導(dǎo)檢測(cè)器，另外一種是安裝安倍檢測(cè)器。首先，來(lái)看電導(dǎo)檢測(cè)器，在樣本當(dāng)中安裝電導(dǎo)檢測(cè)器，然后觀察儀器設(shè)備上所顯示出來(lái)的電導(dǎo)率，來(lái)判斷水樣當(dāng)中的物質(zhì)成分。其次，來(lái)看安倍檢測(cè)器，在樣本當(dāng)中安裝安倍檢測(cè)器，然后根據(jù)水里面的氧化還原反應(yīng)，對(duì)水中的物質(zhì)進(jìn)行分析檢測(cè)。

5 在水環(huán)境檢測(cè)當(dāng)中利用離子色譜技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)

相對(duì)于其他水環(huán)境檢測(cè)技術(shù)而言，離子色譜檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)質(zhì)量和效果更加，并且整個(gè)流程相對(duì)簡(jiǎn)單，在檢測(cè)前只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的過(guò)濾，就可以快速地投入后續(xù)的流程，成本投入也比較少。因?yàn)?，在利用該技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，工作人員只需要將需要檢測(cè)的水源樣本放置在機(jī)器設(shè)備當(dāng)中，然后通過(guò)自動(dòng)化操作就可以快速分解樣本當(dāng)中的各種物質(zhì)。同時(shí)，不同的水源樣本當(dāng)中含有不同的離子類型，具有多種成分的化學(xué)物質(zhì)，而離子色譜技術(shù)就可以完全適應(yīng)這種復(fù)雜的檢測(cè)環(huán)境，可以快速的分離出樣品當(dāng)中的離子，相比于其他的檢測(cè)手段而言，離子檢測(cè)的速度比較快。另外，再用離子色譜技術(shù)的使用設(shè)備都是由特殊的玻璃或者是塑料組裝而成的，所以即使是檢測(cè)污染比較嚴(yán)重的水體，比如說(shuō)含有大量的酸堿或者是其他腐蝕性物質(zhì)，也不會(huì)對(duì)機(jī)器設(shè)備造成破壞。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在水環(huán)境檢測(cè)活動(dòng)當(dāng)中，離子色譜技術(shù)是非常重要的一種手段。一方面是由于該技術(shù)的操作流程比較簡(jiǎn)單，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效益，另一方面則是由于該技術(shù)手段的檢測(cè)效率比較高，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，可以適應(yīng)任何一種水體的檢測(cè)工作，應(yīng)用領(lǐng)域比較廣。因此，相關(guān)部門以及工作人員要加強(qiáng)該技術(shù)的開發(fā)研究，根據(jù)時(shí)代發(fā)展的需求，結(jié)合當(dāng)前水環(huán)境的治理工作，不斷完善理論知識(shí)，研發(fā)出新的功能，解決漏洞，進(jìn)一步拓展該技術(shù)手段的應(yīng)用領(lǐng)域，提高檢測(cè)水平。