離子色譜在環(huán)境監(jiān)測中的價值與應(yīng)用

徐彩虹

摘 要：新形勢下，全球面臨的一項共同性難題，就是環(huán)境問題。日漸惡劣的生態(tài)環(huán)境極大地影響了人們正常的生產(chǎn)和生活。為此，如何加大環(huán)境治理力度，已經(jīng)成為全社會亟待解決的問題。隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們在環(huán)境監(jiān)測中，最常使用的技術(shù)手段就是離子色譜技術(shù)，該技術(shù)可使環(huán)境治理難題得到有效解決?；诖耍狙芯渴紫群唵谓榻B了離子色譜法應(yīng)用原理，并對離子色譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的具體應(yīng)用進行了探討。希望通過研究，為環(huán)境監(jiān)測工作的有效性提供保障，并為順利開展環(huán)境治理工作夯實基礎(chǔ)[1]。

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

中圖分類號：O657.7;X830 ? ? 文獻標志碼：A ? 文章編號：1003-5168（2022）10-0124-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.10.028

The Value and Application of Ion Chromatography in Environmental Monitoring

XU Caihong

（Zhenjiang Danyang Ecological Environment Bureau，Zhenjiang 212000，China）

Abstract： Under the new situation， the global face of a common problem is the environmental problem. Increasingly harsh ecological environment， a great impact on people's normal production and life. Therefore， how to strengthen environmental governance has become an urgent issue for the whole society. With the rapid development of science and technology， people in the Environmental Monitoring， the most commonly used technology， is ion chromatography technology， environmental governance problems can be effectively solved. In this study， the application principle of ion chromatography is briefly introduced， and the application of Ion Chromatography in Environmental monitoring is discussed. The purpose of this study is to provide a reliable basis for the effectiveness of the Environmental monitoring and to lay a solid foundation for the successful implementation of environmental governance.

Keywords：Ion Chromatography; environmental monitoring; principle; value; application

0 引言

隨著人們關(guān)注到只有保護環(huán)境，執(zhí)行綠色低碳經(jīng)濟發(fā)展的要求，才能更好地全面促進我國經(jīng)濟穩(wěn)定的可持續(xù)化發(fā)展，更好地解決以往存在的歷史遺留問題。環(huán)境治理問題在經(jīng)濟發(fā)展中顯得尤為重要。在全面踐行可持續(xù)化發(fā)展理念的背景下，我國越來越重視環(huán)境治理工作。從各個方面來治理排污企業(yè)，進而實現(xiàn)污水防治水平全面提升，以便更好地落實可持續(xù)化發(fā)展理念[1]。目前，從整體的水污染治理情況來看，依然存在較大程度的不足，這就應(yīng)促進環(huán)境監(jiān)測及污染治理水平全面提升，通過有效高質(zhì)量的綜合治理，構(gòu)建良好的生態(tài)環(huán)境，促進社會和諧穩(wěn)定發(fā)展。隨著科技的不斷發(fā)展和進步，對環(huán)境監(jiān)測也有更加嚴格的標準和要求。在環(huán)境監(jiān)測的過程中，運用離子色譜技術(shù)不單能夠分離環(huán)境中的有機物質(zhì)，還能監(jiān)測環(huán)境中的無機物，同時能夠高效監(jiān)測和分離無機物的陰離子。由此可見，離子色譜技術(shù)作為一種最佳的監(jiān)測方式，能夠監(jiān)測大氣、土壤和水質(zhì)。其主要優(yōu)勢在于簡單的操作方式、較快的測試速度、靈敏的監(jiān)測反應(yīng)，易于觀察，并且具有較高的分析能力，能取得比較準確的環(huán)境監(jiān)測結(jié)果，使環(huán)境監(jiān)測和治理能力有效提高。基于離子色譜技術(shù)的優(yōu)勢，其在今后會有更加廣泛的應(yīng)用范圍，因此需要加大研究力度，真正發(fā)揮其使用效能[2]。

1 離子色譜法簡介

1.1 概述

目前，離子色譜分析法作為一種行之有效的分析技術(shù)，集有機陰離子、陽離子一體化。而這樣的轉(zhuǎn)變，也形成了更加商業(yè)化和綜合化的離子色譜法。液相色譜技術(shù)，是離子色譜法發(fā)展及其相關(guān)應(yīng)用的基礎(chǔ)，但離子色譜技術(shù)的優(yōu)越性又遠高于液相色譜技術(shù)[3]。離子色譜法基本原理是通過交換離子，實現(xiàn)離子的分離，最后再使用監(jiān)測儀進行監(jiān)測。

1.2 工作原理

在液相色譜技術(shù)中，離子色譜法是重要的組成部分，用以監(jiān)測離子性物質(zhì)，是這一技術(shù)的核心內(nèi)容。在具體應(yīng)用過程中，首先需要在分離柱上分離混合離子，再與監(jiān)測到離子的具體特性相結(jié)合進行劃分，然后再利用監(jiān)測器二次監(jiān)測這些離子。光學監(jiān)測器作為主要儀器，主要用來監(jiān)測一些氨基酸和重金屬。離子色譜技術(shù)往往有著更加便捷的應(yīng)用，并且能獲得更加精準的數(shù)據(jù)。由于傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)缺乏準確性，因此離子色譜技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛。相較于其他物質(zhì)的分離技術(shù)，應(yīng)用離子光譜法具備一定的現(xiàn)實意義和明顯的優(yōu)勢，是傳統(tǒng)方式所不具備的，通過該技術(shù)的運用，還能夠監(jiān)測維生素和糖類、氨基酸等。

2 離子色譜在環(huán)境監(jiān)測中的價值

隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，諸多企業(yè)以及個人為了進一步提高經(jīng)濟收入，以犧牲環(huán)境資源為代價，致使環(huán)境資源遭到破壞。但環(huán)境資源在人們生活中具有較為重要的作用，因而必須高度重視環(huán)境資源的保護。所謂的環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量保障，指的是在環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測的過程中加強質(zhì)量管理，充分保障監(jiān)測結(jié)果的準確性。而環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量控制指的是通過相應(yīng)的配套措施，保障各項監(jiān)測環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量提升[4]。在質(zhì)量保證以及質(zhì)量控制的過程中形成質(zhì)量管理體系，相互聯(lián)系、相互作用，形成有機整體，并具有自我監(jiān)督和持續(xù)改進的功能，實現(xiàn)監(jiān)測結(jié)果的科學準確。環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量控制屬于環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量保障的重要組成部分，主要包括實驗室內(nèi)的質(zhì)量控制以及實驗室間的質(zhì)量控制。在實際環(huán)境監(jiān)測工作過程中，所有程序均包含質(zhì)量控制。運用離子色譜技術(shù)，對環(huán)境資源進行監(jiān)控，采取適當?shù)姆椒ㄅc措施進行治理。同時還應(yīng)進一步加強對環(huán)境的管理與改善，確保環(huán)境調(diào)查工作得到充分開展，對環(huán)境資源的利用產(chǎn)生更為全面的認知。此外針對當前質(zhì)量控制現(xiàn)狀，運用離子色譜技術(shù)，采取適當措施，減少生產(chǎn)、生活對環(huán)境產(chǎn)生的負面影響。當前環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量難度較高，主要是由于取樣過程的難度不斷增加，且涉及其他層面的工作，在此情況下，為了進一步提升監(jiān)測工作的準確性以及可靠性，需要有效運用離子色譜技術(shù)，不斷加強對環(huán)境監(jiān)測的保障[5]。

3 離子色譜法在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

3.1 水質(zhì)監(jiān)測

目前人們所關(guān)注的焦點問題就是水環(huán)境修復(fù)和污水治理工作。而保護水環(huán)境，是構(gòu)建良好生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵。過去水質(zhì)監(jiān)測主要是結(jié)合不同類型的水資源，運用相對應(yīng)的監(jiān)測技術(shù)。往往會消耗大量的精力和時間，同時操作過程也相對煩瑣，對順利開展水環(huán)境治理工作造成了一定程度的阻礙。水質(zhì)監(jiān)測主要包括兩個方面的內(nèi)容[6]。

一是地表水環(huán)境的監(jiān)測。首先應(yīng)結(jié)合實際條件來綜合調(diào)查常規(guī)水因子，進而全面開展相應(yīng)的水環(huán)境質(zhì)量分析工作;其次落實調(diào)查污染因子，能較為全方位找出某一范圍內(nèi)的污染問題，以便判斷是否存在水體污染的情況。在開展水環(huán)境取樣的實踐中，應(yīng)明確考慮到周邊相應(yīng)的影響因素，在環(huán)境工況因素中，應(yīng)盡量選擇水流較小、天氣晴朗、風速平靜等情況。為避免單一一次的調(diào)查可能存在不準確的情況，應(yīng)落實滿足于不同級別、不同時期的多次調(diào)查工作，方可得出具體有效的平均值。

二是地下水環(huán)境的監(jiān)測。在具體的地下水施工實踐中，應(yīng)明確保障落實地下水質(zhì)的情況。一般來說，主要是選擇本區(qū)域中最具有代表性的水井來進行采樣檢測工作，但這樣的方式也不能適用于所有的情況。如難以尋找到合適的水井，可以選擇具有代表性一定數(shù)量的水井，進行綜合化的監(jiān)測工作。具體的監(jiān)測環(huán)節(jié)，要按照規(guī)范標準要求，落實具體水的酸堿性、鐵、氟化物、硫酸鹽等方面的檢測，還應(yīng)明確了解水井區(qū)域中的具體水文特征情況。

離子色譜法對過去監(jiān)測技術(shù)的局限性有很大程度的彌補，使環(huán)境監(jiān)測過程得到進一步的精簡，同時還能獲得更加精準的監(jiān)測數(shù)據(jù)。通過有效匹配和對比不同水質(zhì)樣品的各種陰、陽離子，可使人力、物力資源得到有效節(jié)約，還能實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測工作效率的不斷提高。使用離子色譜技術(shù)實時監(jiān)測降水狀況，能夠在極短的時間內(nèi)獲得降水以后的環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)，由此提供可靠的數(shù)據(jù)支持，使環(huán)境治理工作更加有效。另外，離子色譜技術(shù)的運用，還能簡單地稀釋和過濾水質(zhì)樣品，并對多種成分進行分析，整個過程簡單易行。

利用離子色譜法，對水質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測主要依據(jù)分為三個部分：采樣質(zhì)量控制、實驗室質(zhì)量控制以及監(jiān)測質(zhì)量控制。上述三部分貫穿水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測內(nèi)容全過程，各部分是相對獨立的工作，各個環(huán)節(jié)又相互影響，如若某一環(huán)節(jié)出錯，則可能導致后續(xù)的環(huán)節(jié)或是結(jié)果產(chǎn)生誤差。三部分在水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測工作應(yīng)用發(fā)展的過程中逐漸形成有機的統(tǒng)一的整體，使得水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測過程更為完善。進行水質(zhì)采樣前對采樣環(huán)境進行勘察，優(yōu)化采樣布點，盡可能選擇最佳的采樣地點，保障水質(zhì)樣品具有一定代表性。確定監(jiān)測項目以及監(jiān)測頻率的過程中，需要充分結(jié)合實際水環(huán)境，并妥善保管采集到的樣品，為水質(zhì)樣品添加保護劑確保其保存效果良好。此外應(yīng)保障待測組分的變化盡可能地降到最低，從而降低裝運水質(zhì)樣品以及分析水質(zhì)樣品的過程中出現(xiàn)的差錯。水樣采集完畢后，需要填寫采集記錄，并在交接轉(zhuǎn)移過程中填寫交接記錄，確保流程合規(guī)。

3.2 土壤環(huán)境監(jiān)測

首先要取樣，然后將樣本中的離子利用超聲波或者溶液進取的方式進行提取，最后有效地分析所提取出的離子。使用離子色譜法可對土壤消解液和提取液中的離子信息進行準確測定，還能將監(jiān)測應(yīng)用范圍進一步拓寬，促進監(jiān)測效率的切實提高。而縱觀現(xiàn)階段的實際狀況，運用離子色譜技術(shù)監(jiān)測土壤，能夠精準地監(jiān)測維生素、糖類、電解物質(zhì)，并且操作過程非常便利，能更加全面和科學地監(jiān)測土壤。具體步驟如下[7]。

3.2.1 分析土壤樣品。在分析土壤的過程中應(yīng)選擇適當?shù)姆椒?，并保障結(jié)果的準確性以及精密性。進行土壤分析前應(yīng)對樣品的性能進行測定，確保在實際操作過程中能夠穩(wěn)定獲得數(shù)據(jù)，同時應(yīng)保障實際操作過程中采用正確的方法得到準確的數(shù)據(jù)。保障實驗室內(nèi)的安全，妥善保管實驗中的玻璃儀器，避免化學試劑以及試液等出現(xiàn)變質(zhì)情況。

3.2.2 數(shù)據(jù)處理。在進行數(shù)據(jù)處理的過程中，應(yīng)采用適當?shù)慕y(tǒng)計方法，對數(shù)據(jù)進行整理，測量結(jié)果的統(tǒng)計，區(qū)間估計并進行回歸分析。

3.2.3 報告審核。對報告進行審核的過程中，應(yīng)確保報告符合相關(guān)的技術(shù)要求，同時應(yīng)充分保證報告的全面性。對于監(jiān)測站而言，報告是反映土壤環(huán)境科學性的產(chǎn)品，因而報告的準確性至關(guān)重要。應(yīng)在報告審核過程中設(shè)立相關(guān)崗位，并給予經(jīng)費支持，如若沒有合格監(jiān)測人員，便不能滿足管理和工作要求。對于外部而言，通過質(zhì)量管理文件向相關(guān)方證實實驗室的能力，保證監(jiān)測工作的公正性和科學性，為客戶提供信心和質(zhì)量保證。

3.3 大氣環(huán)境監(jiān)測

若某一地區(qū)垃圾焚燒情況嚴重，會極大地影響區(qū)域大氣環(huán)境的污染指數(shù)，還會對該區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量帶來嚴重威脅。而通過離子色譜技術(shù)的運用，能將這一局限性徹底打破，對于空氣中氯化氫含量的變化及時捕捉，將更加精準的數(shù)據(jù)提供給治理部門，使之在環(huán)境治理策略上更加科學。使用離子色譜技術(shù)，可對環(huán)境治理過程中大氣環(huán)境監(jiān)測的實際需求給予最大化的滿足，同時還能監(jiān)測酸雨。通過提供可靠的技術(shù)支持，為順利開展大氣治理工作夯實基礎(chǔ)，由此對治理方案的可行性提供保障，還能對區(qū)域性的接收特點提供保障，使調(diào)整方案達到最優(yōu)，由此使環(huán)境治理措施更具針對性。

3.4 工業(yè)環(huán)境監(jiān)測

使用離子色譜技術(shù)監(jiān)測工業(yè)環(huán)境時，應(yīng)密切關(guān)注以下幾點問題。

一是需要將離子抑制器所帶來的影響盡可能地減少，在實際應(yīng)用過程中，抑制器狀態(tài)極容易影響到離子色譜技術(shù)的使用。若是有過長的抑制器停用時間，就會造成微膜脫水破裂，而一旦發(fā)生這種狀況，則很難保障抑制器的工作能力。同時，也會改變工作原理，無法保障監(jiān)測結(jié)果的準確性。即使抑制器工作狀態(tài)正常，氯離子等也可能會污染到抑制器。隨著不斷減少的電容量，也會影響其峰值。為了制定更有效的措施解決以上問題，可選擇化學濃度相近的物質(zhì)，以保障環(huán)境監(jiān)測工作的順利開展。

二是提高監(jiān)測結(jié)果的真實性和準確性。一旦改變了使用環(huán)境，離子色譜數(shù)值也會出現(xiàn)一定的波動，同時還會影響到峰值面積和進度，很難保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實性，所以需要制定具有一定差異性的環(huán)境保護策略。在實際監(jiān)測過程中，還要進一步加強管理和維護色譜柱，以更好地解決以上問題。要定期使用沖洗液沖洗色譜柱，為提高儀器的清潔度提供保障。在這一過程中，還需要單獨清洗離子色譜儀[8]。

3.5 污染源監(jiān)測

一般情況下，會通過污染源樣品的提取來監(jiān)測環(huán)境，但是由于污染源種類繁多，其性質(zhì)的差異性也會非常顯著。因此，在使用離子色譜技術(shù)時，需要工作人員提前預(yù)處理樣品，具體采取以下幾種處理方式：一是濾膜法。對于地下水和飲用水等比較清澈且存在顆粒時，可使用濾膜法;二是離子交換樹脂法。若樣品有色度并且比較渾濁時，將污染物質(zhì)或者有機物有針對性地提取出來后，再使用離子色譜技術(shù)進行檢驗。

4 應(yīng)用離子色譜技術(shù)中存在的問題及解決對策

4.1 抑制器工作狀態(tài)

在環(huán)境監(jiān)測過程中，如果抑制器長時間停止使用，會出現(xiàn)漏水情況，由此對抑制器的實際工作狀態(tài)帶來影響，進而使監(jiān)測結(jié)果的準確度降低。同時，有機大分子和重金屬也會嚴重污染抑制器。為此，應(yīng)盡量選擇濃度接近的標準物質(zhì)對其進行校準，以避免上述問題的出現(xiàn)，由此對監(jiān)測結(jié)果的真實性和準確性提供保障。

4.2 水中氟離子測定問題

在監(jiān)測水環(huán)境時，其中一個非常重要環(huán)節(jié)，就是監(jiān)測水中氟離子。但是在實際應(yīng)用過程中，往往不能對水中的氟離子含量進行準確測定。而之所以出現(xiàn)以上問題，一是乙酸、甲酸等物質(zhì)極容易影響水中的氟離子。相關(guān)工作人員應(yīng)對水中的離子以及導電性進行嚴格控制，所選擇的離子水應(yīng)具有較高的純度。首先，采用去離子處理需要監(jiān)測的水源小樣;其次，還可通過一些工具的使用，盡可能地減少水源本身對監(jiān)測結(jié)果產(chǎn)生的影響;最后，在監(jiān)測水環(huán)境時，還要準確計算監(jiān)測中的氯氟離子峰面積，由此對于氟離子監(jiān)測結(jié)果的可靠性提供保障[9]。

4.3 分離度降低

在環(huán)境監(jiān)測過程中，離子色譜技術(shù)長時間的應(yīng)用，會將變色譜柱的峰面積、峰值改變，由此使監(jiān)測結(jié)果的準確性降低。因此，若是離子色譜法長時間使用，相關(guān)工作人員就要密切關(guān)注色譜柱，并定期徹底清洗色譜柱，由此對色譜柱的特性提供保障，以真正發(fā)揮其在環(huán)境監(jiān)測中的作用[10]。

5 結(jié)語

結(jié)合當前我國工業(yè)化生產(chǎn)的實際情況，針對嚴重的環(huán)境污染問題，應(yīng)予以高度重視，并從實際出發(fā)來進一步完善環(huán)境的監(jiān)管措施，加強環(huán)境污染問題的預(yù)防治理工作，以便更好地符合綠色低碳經(jīng)濟發(fā)展要求。隨著科學技術(shù)水平的不斷提升，在環(huán)境監(jiān)測工作中開始廣泛運用離子色譜技術(shù)，獲得更加真實的監(jiān)測結(jié)果，使環(huán)境治理中遇到的各種難題得到最大程度的解決，為制定環(huán)境保護策略提供有力的幫助。未來應(yīng)當更加充分發(fā)揮這一技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，從根本上保障環(huán)境管理工作的有效開展。

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