環境水質監測中離子色譜技術的應用研究

【摘要】在經濟快速發展環境下，科學技術得到快速發展，離子色譜技術得到廣泛應用。當前這一技術被廣泛應用到環境監測等工作中，并發揮重要作用。離子色譜技術在環境監測中主要是通過離子或者離子化合物等對環境中污染物質進行監測，從而對環境實現實時保護，以改善我國的環境質量。

【關鍵詞】環境水質監測；離子色譜技術；應用

引言

當前環境問題日益突出，尤其是水污染，土壤污染等問題日益加劇，對環境帶來極大壓力。為改善環境質量，加強環境監測具有重要作用，而離子色譜技術的應用可以實現對環境的實時監測，并通過對監測結果的分析制定有效的環境保護對策，從而實現環境保護的可持續發展。

1、離子色譜技術概述

所謂離子色譜技術主要是指將改進后的電導檢測器安裝在離子交換樹脂柱的后面，以連續檢測色譜分離的離子的方法，離子色譜技術是液相色譜技術的重要組成部分，相比于傳統的交換色譜技術，離子色譜技術能夠提高監測結果的精確度，還能夠擴大監測范圍。現今應用離子色譜技術的行業有藥業，食品行業，紡織業等，除此之外，離子色譜技術還應用在生物領域中，如生物可電解物質；糖類以及氨基酸；維生素與抗生素以及蛋白質與多膚等各類物質的監測之中。由此可見，在科學技術不斷發展的背景下，離子色譜技術的簡便性，準確性越來越受到人們的青睞。

2、離子色譜技術的組成及分離方式

廣義地說，高效液相色譜儀的基本單元至少應該包括貯液器，高壓泵，進樣器，色譜柱，監測器與記錄儀組成，其中計算機系統可以實現儀器控制與數字處理一體化。具體到離子色譜儀，其硬件組成分四大主要裝置，包括色譜分離柱，監測器，傳送裝置與數據處理裝置。作為離子色譜技術系統的最核心部件，色譜分離柱由柱管，壓帽，卡套，篩板等組成，考慮到在水質監測中會有酸性或堿性的樣品，所以色譜分離柱部分不含金屬成分；監測器多用抑制型監測器，監測器中的核心部位是抑制柱，其主要作用是降低淋洗液的背景電導，再將樣品離子轉變成相應的酸或堿以增加其電導，從而大幅度地提高監測靈敏度；傳送裝置的主要作用是將液相物質輸送到分離柱，監測器等，如貯液罐，定量環進樣器等；數據處理裝置以計算機系統為主。

離子色譜技術常用的離子交換劑有兩類，即以交聯聚苯乙烯為基體的離子交換樹脂與以硅膠為基體的鍵合離子交換劑，前一種離子交換劑也有說法定義為薄膜型離子交換樹脂，以薄殼玻珠為承擔載體，并在其表面涂覆所占比例不到3%的離子交換樹脂；后一種也被稱為離子交換鍵合固定相，即利用化學反應通過鍵合力的作用使離子交換基團鍵合在惰性擔體表面，鍵合擔體又分兩種形式，即鍵合薄殼型與鍵合微珠擔體型離子交換樹脂。微粒硅膠作為近年來新型離子交換樹脂，不僅具有鍵合薄殼型離子交換樹脂的優點，室溫下可分離試樣組分，柱效高并且試樣容量比鍵合薄殼型交換樹脂更高。

3、離子色譜技術在水質監測中的應用

在傳統城市污水監測中，對于不同監測指標，有著不同的監測方法，就以硫酸鹽監測為例，GB/T11899-1989重量法為其原有一種經典測定辦法，該方法雖有著較高的精確度，但其操作起來，卻比較繁瑣，且耗時較長，故為確保測定結果的精準性，在城市污水與工業廢水監測中，就必須密切觀眾怒有機質的去除問題。這時，離子色譜檢測法的應用，就可很好的將污水中所含有機質與少量重金屬有效的去除，從而相對降低了色譜柱柱效影響。迎合了城市污水監測需求。一般來說，在環境水質監測中，若是應用離子色譜儀器，僅僅只需花費20min～30min就可測定水質中所含氟化物，硫酸鹽與亞硝酸鹽氮硝酸鹽氮以及氯化物等常規物質含量，即通過配置出相關標準的溶液，選擇適宜濃度，進而配制出多個項目混合使用液，并繪制出標準的曲線圖，進而通過標準曲線圖就其環境水質樣品實施定量分析。

在進樣前，溫度因素對監測可能造成的影響也必須考慮在內，如果溫度不能保證恒定，會導致監測過程中發生基線不平，數據重復性差等，因此，在測試過程中應該嚴格保證室溫在一個穩定的數值。除此之外，離子色譜儀器絕對不能安裝在窗口處或空調口處，且柱子還要配套設置柱溫箱，進一步地保證柱溫恒定，同時，在完成進樣后要穩定一段時間后再繼續操作，以保證柱溫與樣品溫度嚴格一致。

在測定過程中，為了使基線在一段時間內保持穩定及避免有氣泡產生進入到輸液系統中，在更換淋洗液與再生液之前，必須將淋洗液中的氣泡排空。同時，為了避免在水中產生氣泡，純水在被排入輸液系統之前，必須經真空泵脫氣預處理，否則會損壞儀器。如果有氣泡進入到輸液系統中，可先打開廢液閥降低整個系統壓力，在排出過程持續4min左右時，關閉廢液閥，并注意不要將廢液閥擰得過緊。

在離子色譜運行時，還可能出現系統壓力高于正常值的情況，這是因為有雜質堵塞了單向閥，色譜柱或是保護柱。堵塞發生后，需按照以下步驟分析找到堵塞的位置：首先，關閉整個保護柱的進口段，同時打開真空泵，此時如果系統壓力依然過高則可確定雜質在單向閥中，下一步操作應該是拆卸下單向閥，利用超聲波清洗儀進行時長1～2h的清洗，清洗完成后再裝回到泵體中；如果在關閉保護柱的進口段后，系統壓力在正常范圍內，則應關閉保護柱與色譜柱之間的通道管路，并使保護柱的進口段保持連接狀態，如果此時系統壓力過高，則可確定故障處為保護柱的塞板，將其拆卸后利用超聲波清洗儀清洗或更換新的柱塞板，此處操作需要注意的是在拆卸柱塞板時，要注意柱內的填料，防止其灑出。

結束語：

離子色譜技術在我國環境監測中發揮重要作用，當前離子色譜技術已經廣泛應用到大氣環境，水環境以及土壤環境中，有效提高信息的準確性，為環境監測工作提供有效保障。環境一直是我國廣泛關注的社會問題之一，加強對離子色譜技術的應用并有效發揮其最大作用，對提高環境質量有重要影響。

參考文獻：

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