離子色譜在飲用水監測當中的運用探析

聶青

景德鎮市自來水公司，江西景德鎮 333000

水質污染在我國是很常見的一個問題，一部分地區因為大力發展工業，增加了污水和廢棄物的排放，從而導致人們的飲用水被污染。2009年，我國一個工業重鎮附近的飲用水被檢測出含有致癌物質，這也說明了問題的嚴重性。所以，必須采用一種合理而可行的手段來對飲用水的質量進行監測。

1 離子色譜技術的發展史

離子色譜技術通過對物質進行分離，比如交換陰離子和陽離子、樹脂等等，來對有機化合物進行分析與監測，目前被廣泛應用于水質監測當中。雖然這種技術可以對離子進行交換，但是卻不能吸收紫外線，因而無法對高效液相色譜進行分析。

這種技術最早起源于上個世紀七十年代的美國，離子能夠在溶液中產生電導，因此對它們進行電導測試，可以分析出里面的物質和成分。一位美國的科學家利用這些原理發明了離子色譜技術，并且在此技術的基礎上進行改進。在當時，這種技術是屬于發明者的專利，未經過授權，其他人不能研制和使用的。但是當時的離子色譜技術還具有一定的局限性，比如，電導的水平較低，等等。

到了上個世紀八十年代，這種技術已經開始被廣泛的使用，而且離子色譜的銷售量也在增加，還有一些技術人員對該技術進行了大幅度的改進，到了如今，該技術的應用已經遍及多個行業和領域，其中最普遍的是用于水質的監測。

2 具體的監測過程

2.1 實驗的器具

實驗的儀器和設備是非常重要，首先要準備離子色譜儀，再配上合適的淋的洗液，淋洗液的規格必須要符合標準。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歐姆左右的水來進行調配。最后要準備分離柱，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物質對離子的影響。

2.2 監測的范圍

用離子色譜來對飲用水進行監測，它能夠對水中的陰離子、陽離子、有機酸、蛋白質等進行分析。在進行監測的時候，主要用于水中陰離子和陽離子的測定，以及可吸附有機鹵素的測定。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、陽離子的測定。此外它還能監測水中的其他有害成分，比如消毒粉殘留物質、鹵代乙酸等。

2.3 監測的樣品

監測的樣品必須是從飲用水中提取而來的，或者是來自附近的水廠。在采集樣品的時候，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進行采集。

采集到了樣品之后，必須要用濾膜來勁過濾，這樣可以防止樣品中包含有可能損壞儀器、設備，影響監測效果的成分。此外，還要對樣品中的干擾成分進行剔除，防止對監測的結果起到不好的影響。

2.4 實驗的結果

離子色譜的方法是通過固定相與流動相之間的差異，對其中的含量進行分析。因為保存的時間不一致，所以分離也能夠實現。離子色譜進行分離的時候，必須要依靠柱效，因為柱效在一定程度上影響了分離的速度。但是被分析的物質可以有更多的時間與固定相產生反應，這就使得整個監測過程的時間被縮短了。但是分離的程度會減少，從而也充分的說明，水中的流速很重要。

2.5 原理

用離子色譜來監測水質，其主要的原理是離子的交換。離子又分為陰離子和陽離子，分析方法有三種，第一種是排斥色譜，第二種直接交換色譜，第三種則是離子對色譜。在進行分析的過程中，離子要被分離和交換。

在進行交換時，離子會被逐漸的分離，必須先用淋洗液來輔助分離，然后再將分離后的離子裝入容器內。裝入之后即可對離子進行交換樹脂，并且保存下來。最后，將需要監測的離子與樹脂進行對比，這樣就可以進行徹底的分離。分離完畢之后，離子之間會相互轉化，淋洗液則會轉化為低電導率的弱酸。這時，還要進行測量，以提高其穩定性和可靠性。

3 測定飲用水中的物質

3.1 對無機陽離子的監測

離子色譜法對無機陽離子的測定，監測時間的很短，成本也很低，技術含量也很高，水質樣品的CL含量比較多，一些陽離子常常會被CL所覆蓋。因為CL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、廢水的測定。

3.2 對無機陽離子的監測

離子色譜技術已經得到了提高，如今可以快速對水中的重金屬、有害物質、硬度進行檢測了。用離子色譜法對水質進行檢測，其效果遠遠的高于其他測定的方法。此外，離子色譜的方法還可以檢測出重金屬的含量。同時，其穩定性和靈敏性也很好。

3.3 對水中消毒物質的殘留進行監測

自來水在生產和加工的過程當中，必須要加入消毒物質，從而消滅水質中的微生物、細菌等。但這些消毒粉和消毒液加入自來水中以后，會產生一些化學物質，這些化學物質如果超標，便會對人體造成傷害。國家對飲用水中的化學物質有明確的限定，比如，每升水中的亞氯酸鹽含量不能超過兩毫克，多了就會產生致癌的危險。

3.4 對水中的鹵素含氧酸進行監測

目前國外已經有很多方法可以監測鹵素含氧酸的含量，但我國尚未有這方面的技術，但是同樣可以利用離子色譜來對鹵素含氧酸進行監測。采用微波濃縮的離子色譜技術，大約半個小時左右，就可以監測出水中的物質。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的對監測的干擾。

3.5 對水中的高氯酸根進行監測

高氯酸根是飲用水中常常出現的一種化學成分，這種成分會對人的甲狀腺造成一定損害，甚至還擾亂人體內分泌，國家規定高氯酸根的成分不能超過一定的范圍。目前用離子色譜來監測高氯酸根，還沒有得到廣泛的應用，因為不但檢測難度大，而且檢測成本也十分的高。可以采用微波濃縮的方法，濃縮至20倍左右，加入自動淋洗液，然后進行檢測，但它的檢測設備卻非常的昂貴。

3.6 對鹵代乙酸進行監測

鹵代乙酸作為一種化學成分，它是在飲用水采用氯氣消毒的過程中產生的，鹵代乙酸對動物和人類有極強的危害，甚至會致殘、致癌。一般的檢測方法是衍生氣相色譜法，這種方法比較的繁瑣，而且過程很復雜，通過陰離子交換柱對自來水中的一氯乙酸、二氯乙酸進行分離測定，排除干擾。

4 總結與體會

如今，隨著社會的發展和工業的進步，水質被污染的狀況越來越嚴重，為了減少危害，不得不采用科學的辦法和手段來對水質進行監測。這種用離子色譜技術來進行監測的方法，為環境管理者提供了可靠的依據，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用。

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