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

趙雯諾

摘要：近年來，隨著人們對生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識的顯著提升，對生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作的要求也越來越高。隨著環(huán)境分析、食品分析以及生物分析等學(xué)科技術(shù)水平的顯著提升，也讓離子色譜技術(shù)在許多領(lǐng)域中都得到了有效應(yīng)用。離子色譜技術(shù)具有水溶性離子檢測靈敏度較高的技術(shù)優(yōu)勢，將其應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測工作之中，能夠顯著提升監(jiān)測效率，讓監(jiān)測周期得以縮短，這能顯著提升我國環(huán)境監(jiān)測的技術(shù)水平，進(jìn)而為生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：離子色譜技術(shù);環(huán)境監(jiān)測;原理

1.原理

離子色譜主要分為離子交換色譜（HPIC）、離子排斥色譜（HPICE）、離子對色譜（MPIC）三種類型。待測離子通過交換樹脂，因樹脂具有不同的親和力從而被先后洗脫達(dá)到分離效果，經(jīng)電導(dǎo)檢測器檢測，保留時(shí)間定性，峰高或峰面積定量。這三種類型的離子色譜分離原理有些許區(qū)別。

1.1離子交換色譜（HPIC）

離子交換色譜采用低容量離子交換樹脂，利用離子間的不同作用力達(dá)到分離效果，一般應(yīng)用于有機(jī)和無機(jī)的陽陰離子的分離。

1.2離子排斥色譜（HPICE）

離子排斥色譜采用高容量樹脂，主要利用Donnon膜的排擠效應(yīng)，排斥電離組分使其不被保留，但弱酸會有一定保留。因此一般應(yīng)用于有機(jī)弱酸、醛類、醇類、糖類和氨基酸的分離。

1.3離子對色譜（MPIC）

離子對色譜則采用不含有離子交換基團(tuán)的多孔樹脂，作用原理主要基于吸附和離子對的形成。主要應(yīng)用于表面活性陽離子、陰離子以及過渡金屬絡(luò)及物的分離領(lǐng)域。

2.特點(diǎn)

離子色譜技術(shù)對離子具有較好的分離能力，因此，用于分析復(fù)雜的水體樣本，就能更加準(zhǔn)確的分離樣本中的各種陰陽離子，以離子色譜技術(shù)為基礎(chǔ)，加入雙柱法更能提高對離子的分離效率，進(jìn)而達(dá)到較好的檢測效果，提高監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。另外，離子色譜技術(shù)的敏感度較高，監(jiān)測設(shè)備的使用壽命較長，將其應(yīng)用在水環(huán)境監(jiān)測工作之中，能夠降低監(jiān)測成本，同時(shí)還具有降低樣本要求標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)優(yōu)勢。

3.離子色譜儀及其在環(huán)境監(jiān)測中的運(yùn)用

3.1離子色譜儀在水環(huán)境監(jiān)測中的運(yùn)用

工作人員可以將離子色譜儀運(yùn)用于水環(huán)境監(jiān)測中，傳統(tǒng)水環(huán)境監(jiān)測方法主要是依靠水體中對硫酸鹽的指標(biāo)檢測獲取水環(huán)境成分情況，以此分析水環(huán)境的污染程度，為進(jìn)一步整改水體環(huán)境提供重要依據(jù)。這種檢驗(yàn)檢測方法雖然能夠有效檢測出水體中的污染物指標(biāo)，但卻具有一定的操作難度，且檢驗(yàn)周期較長，而離子色譜儀的運(yùn)用能夠有效檢測出水體中的7種常見陰離子（F-、Cl-、Br-、NO 2-、NO 3-、SO 4 2-、PO 4 3-）和6種常見陽離子（Li+、Na+、NH 4+、K+、Mg 2+、Ca 2+）的平均的分布情況。在離子色譜儀的運(yùn)用過程中，工作人員可以利用前處置柱去除污水中的有機(jī)物質(zhì)，以此發(fā)揮離子色譜儀的監(jiān)測作用。在水環(huán)境的監(jiān)測過程中，工作人員可以利用離子色譜儀在20-30分鐘內(nèi)監(jiān)測出水體中的氯化物、亞硝酸鹽、鹽硝酸、硫酸鹽等不同的污染物質(zhì)，配置相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液，選擇合適的濃度配置，配備形成多種不同的檢測樣品;之后將這些樣品放入檢測儀器中，獲取檢測結(jié)果，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，定量分析河流的水環(huán)境情況，從而提升水環(huán)境監(jiān)測精準(zhǔn)度，為制定水體整治規(guī)劃提供有效數(shù)據(jù)資料。

3.2離子色譜儀在空氣監(jiān)測中的運(yùn)用

工作人員可以將離子色譜儀運(yùn)用于空氣環(huán)境監(jiān)測中，監(jiān)測空氣中的有害物質(zhì)、粉塵及霧霾含量。結(jié)合地區(qū)實(shí)際情況，考慮到一些地區(qū)工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模較大的情況，建議工作人員監(jiān)測空氣中的氯化氫物質(zhì)含量，這是一種有害氣體，在空氣中的含量較少，但是會對人體健康造成較大的危害。自改革開放以來，隨著地區(qū)工業(yè)制造業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，產(chǎn)生大量的垃圾，而粗暴的焚燒法促使地區(qū)空氣環(huán)境受到污染，空氣中的氯化氫含量不斷提升，嚴(yán)重影響著地區(qū)空氣質(zhì)量，不利于地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。因此，工作人員可以利用離子色譜儀進(jìn)行監(jiān)測空氣中的氯化氫含量，以此實(shí)現(xiàn)對空氣環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測。在實(shí)際監(jiān)測的過程中，工作人員可以利用大型氣泡吸收管，在吸收管中裝入10ml左右的吸收液，同時(shí)在吸收液中融入1.3ml的碳酸鈉、2ml的碳酸氫鈉，利用硅膠管將兩個(gè)氣泡吸收管連接在一起，之后將連接裝置與大氣采樣器連接在一起。之后，工作人員要按照每分鐘1L的流速采集氣體，采集60min。在完成采樣之后，工作人員將吸收液放置于聚乙烯瓶子中。之后，工作人員可以采用陰離子交換柱進(jìn)行檢測，按照每分鐘800微升的流速進(jìn)行淋洗，在檢測的過程中，工作人員要盡可能的選擇具有較高靈敏度、具有較強(qiáng)化學(xué)抑制能力的離子色譜儀，從而保證空氣監(jiān)測的質(zhì)量與精確度，準(zhǔn)確監(jiān)測中空氣中的氯化氫等有毒位置，將監(jiān)測結(jié)果作為地區(qū)空氣環(huán)境整改與保護(hù)的重要成果依據(jù)。

3.3土壤環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

離子色譜法對土壤中有效氟進(jìn)行測定，選用30mmol/L氫氧化鉀溶液作為淋洗液，流速1.20mL/min，峰高定量準(zhǔn)確測定有效態(tài)（可提取態(tài)）氟含量。方法加標(biāo)回收率為95%～108%，精密度好，檢出限低，操作簡單，對環(huán)境無污染，適合于土壤污染狀況的調(diào)查。張濤等建立了超聲輔助提取離子色譜法測定鉻污染場地中鉻（Ⅵ）的方法。實(shí)驗(yàn)表明0.3mol/L的KCl溶液提取效率最高，提取時(shí)間為20min最適宜，線性關(guān)系良好，檢出限低，精密度高，加標(biāo)回收率良好，說明離子色譜法可作為鉻（Ⅵ）的定量檢測方法。

4.離子色譜儀的維護(hù)與保養(yǎng)

結(jié)合上文的離子色譜儀在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用可以發(fā)現(xiàn)，離子色譜儀的是一種具有較高精度的儀器設(shè)備，其使用壽命、監(jiān)測精度與運(yùn)行狀態(tài)之間具有密切關(guān)聯(lián)。因此，工作人員要對離子色譜儀進(jìn)行養(yǎng)護(hù)與保養(yǎng)，比如：定期使用淋洗液清潔色譜柱，以此防治分離柱在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)阻塞的情況，避免在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)氣泡流動的情況。此外，工作人員還要對儀器設(shè)備中的進(jìn)樣器、電抑制器、輸液系統(tǒng)、色譜柱進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng);在色譜柱的養(yǎng)護(hù)過程中，工作人員要認(rèn)識到氣泡對于色譜柱的干擾情況，若儀器設(shè)備在一段時(shí)間內(nèi)不使用，則需要將恒流泵進(jìn)液過濾頭放置到水中，避免其暴露在空氣中;還需要定期檢查流動管路中的氣泡存在情況，若發(fā)現(xiàn)氣泡則先排除氣泡之后再接上色譜柱。

5.結(jié)束語

未來離子色譜一大發(fā)展趨勢即離子色譜與其他大型儀器的聯(lián)用技術(shù)，許多文獻(xiàn)已有相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析，如離子色譜與電感耦合等離子體質(zhì)譜、原子熒光光譜、原子吸收光譜法等聯(lián)用，測定砷、硒、鉻等，前處理簡單、操作簡便、靈敏度高。由此可見離子色譜技術(shù)在未來將會有更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]黃志剛.水環(huán)境監(jiān)測中離子色譜技術(shù)應(yīng)用問題及對策[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2019（12）：124-125.