水環境監測中離子色譜技術應用問題及對策

【摘 要】離子色譜技術是常用的水環境監測技術和手段，自動化程度比較高，應用效果穩定，在水環境監測過程中有著十分重要的應用價值。但是從離子色譜技術的實際應用情況來看，仍有一定的應用問題，如精確度不高、影響因素過多，嚴重制約著離子色譜技術的發展。論文主要針對環境監測中離子色譜技術應用存在的問題進行探究，提出具體的解決對策。

【Abstract】Ion chromatography technology is a common technology and means of water environment monitoring. It has a high degree of automation and a stable application effect. It has a very important application value in the process of water environment monitoring. However， from the practical application of ion chromatography technology， there are still some application problems， such as low accuracy， too many influencing factors， which seriously restrict the development of ion chromatography technology. This paper mainly discusses the problems existing in the application of ion chromatography technology in environmental monitoring， and puts forward specific countermeasures.

【關鍵詞】水環境監測;離子色譜技術;應用問題;對策

【Keywords】water environment monitoring; ion chromatography technology; application problems; countermeasures

【中圖分類號】X832? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）12-0124-02

1 引言

離子色譜技術可以在水環境監測過程中有效監測水體中含有的常規水溶性離子，相對于其他監測方式來說，具有靈敏度高、成本低的優勢，可以提升監測效率，縮短監測周期，在水環境監測過程中有著十分重要的應用價值和應用效果。所以離子色譜技術也是水環境監測過程中最為常用的監測方法和監測技術，但是在實際應用過程中也存在一定的問題需要進行規避和完善。

2 離子色譜技術概述

2.1 離子色譜技術的原理

離子色譜技術出現于20世紀70年代，主要是通過離子交換樹脂進行離子交換制的分離，然后用監測器監測出流出物電導的變化情況，從而能夠明確流出物的主要電學性質，推測流出物的主要結構，對水質的污染問題進行分析和研究。監測水中不同離子的含量在水環境監測領域離子色譜技術的應用十分廣泛，應用的歷史長達幾十年，離子色譜技術已經是一項應用十分成熟和系統的技術，在發展過程中有著十分廣闊的發展前景和巨大的發展價值。目前，離子色譜技術的分離方式主要包括HPIC、HPIEC、MPIC這三種技術，在離子交換原理的支持下，離子交換色譜利用樹脂進行離子分離，是液相色譜技術的重要組成部分[1]。所用的樹脂交換容量較低，交聯度比較高，因此，只需要體積較小的樣本便能夠得出相對精確的結果?？梢赃M行在線的監測和自動化的監測，監測效率較高，可以減少人員的使用，簡化監測流程。現代離子色譜技術是一種從高效液相色譜技術中分離出來的能夠實現智能溶液離子組分監測的方法和技術，從而實現對樣品中離子的有效分析以及分離[2]。

2.2 離子色譜技術應用的優勢

離子色譜技術相對于傳統的技術來說具有較大的應用優勢。傳統的監測技術通常采用原子吸收法以及分光光度法進行陽離子的分析與監測，這種監測技術只能夠對某種元素進行分析，監測所需要耗費的工作量較大、時間較長，而且監測精度無法得到保障。傳統的陰離子分析與監測通常應用光度法和容量法來進行，需要消耗大量的藥品和成本，花費的時間較長，處理操作的難度較大[3]。離子色譜監測技術的應用首先能夠大大地縮短監測所需要的時間，通常只需要幾分鐘便可以獲得較為精確的結果，能夠有效分析比較常見的陰陽離子，離子交換技術結合高效分離柱可以進一步縮短分析所需要的時間，提高靈敏度。同時，離子色譜技術還具有良好的選擇性，可以匹配多種監測器和固定相，因此，可以極大地簡化前處理程序，只需要對液體進行稀釋和過濾之后便能夠進行監測。另外，離子色譜技術的應用可以實現一次監測多種化合物，能夠同時監測樣品的多種成分[4]。

2.3 離子色譜技術的分離方式和特點

離子色譜技術對離子具有較強的選擇性，該技術在進行復雜樣品的分析過程中可以準確分離各種陰陽離子，結合雙柱法可以進一步提升離子分離的速度以及離子分離的質量，對樣品要求比較低，設備使用壽命比較長，靈敏度較高，在水環境的處理與監測過程中有十分重要的應用價值。離子色譜的類型分別為離子排斥色譜、離子交換色譜以及離子對色譜三種類型。離子排斥色譜主要是利用固定相和溶質之間的非離子性的相互作用進行相關離子的分離，離子交換色譜則是以離子間作用力的不同進行陰陽離子的有效分離。離子排斥色譜主要應用于有機酸和有機弱酸的分離，也可以用于氨基酸、醇類以及糖類的分離。離子對色譜的分離原理基于分離和吸附的選擇性，與流動相的性能密切相關，主要應用于金屬絡合物以及表面活性陽離子的分離。

3 水環境監測中離子色譜技術的應用問題

在離子色譜技術的實際應用過程中存在各種各樣的問題，影響離子監測的效率以及離子監測的準確性。例如，在水樣過濾處理的過程中，需要將監測的水樣經過相應的濾膜進行抽濾，否則容易造成水樣中的顆粒物堵塞管路的問題，引起離子色譜設備的故障。同時，還需要加強水樣的稀釋處理，由于待測樣品離子對樹脂的親和力存在較大的差異，通常采用多次進樣的方法，通過不同濃度淋洗液的配置進行水樣組分的分離以及處理。在這個過程中，如果水量控制不合理，導致水樣濃度過高，會造成色譜峰拖尾且寬度較大的問題。在離子色譜技術的實際應用過程中，往往會出現輸液系統混入氣泡、系統壓力過高以及計算機脫離連接等各種設備故障以及監測問題，輸液系統混入氣泡將會使得離子色譜儀基線不穩定，系統壓力過高，進而造成色譜柱單向閥以及保護柱堵塞及計算機脫離連接，影響離子色譜技術的實際應用效果。因此，在應用離子色譜技術進行水樣監測與分離的過程中，要對這些問題進行系統分析與研究，盡可能地在監測過程中規避上述問題，保證監測的連續性和準確性。

4 解決水環境監測中離子色譜技術應用問題的相關對策

4.1 針對輸液系統混入氣泡問題的解決對策

首先，需要從源頭上控制氣泡的混入。例如，可以在淋洗劑和再生液更換之后進一步排除氣泡進入問題，可以利用純水經過真空泵透氣處理的方法避免氣泡的產生，有效規避氣泡對測試環境的影響。其次，需要加強對已經混入氣泡的處理，可以通過打開廢液閥釋放空壓力的方式使氣泡破碎，避免氣泡對測試造成干擾。

4.2 針對計算機脫離連接問題的解決對策

如果在應用離子色譜儀進行水質監測的過程中出現計算機脫離連接的問題，將會直接影響監測的結果以及監測的質量。當大型儀器和色譜儀連接到同一電路上時，極易由于電壓不穩定以及電流故障導致計算機和色譜儀之間脫離連接，從而引發色譜儀數據的丟失以及測試流程的中斷，影響測試結果和測試效率。因此，在實際使用過程中，應該在測試之前對電壓進行測試，保證電壓環境的穩定性，從而保證離子色譜儀的供應電源穩定，錯開設備使用時間，使得計算機能夠有效連接到離子色譜儀上進行系統監測。

4.3 做好離子色譜儀的日常維護工作

隨著科學技術的不斷發展和工藝水平的持續進步，離子色譜儀的種類越來越多，需要對離子色譜儀的維護以及保養進行不斷升級和優化，采取針對性的維護措施對離子色譜儀進行保護。通常情況下，需要進行自動進樣器和淋洗液瓶中水的更換，避免水中進入細菌和灰塵而影響設備的正常使用。同時，還需要進行必要的排氣，避免氣泡的產生。研究發現，離子色譜監測效果與監測過程中的溫度也有較大的關系，如果溫度在監測過程中發生較大的波動，將會影響監測的效果以及監測的質量，會有不合理的變化出現在監測指標當中，所以需要對溫度進行嚴格控制。操作結束之后，要下柱子并將之保存在常溫環境下，避免色譜柱損壞而影響監測質量。

5 結語

綜上所述，離子色譜技術在水環境監測過程中有著十分重要的應用價值，具有靈敏度高、用時短、精度高的優勢，但是在具體操作實踐過程中離子色譜分析技術的應用也存在一定的問題，干擾監測結果和監測質量。因此，需要加強對離子色譜技術的分析和研究，明確離子色譜技術應用的原理以及應用的規范，科學進行離子色譜柱的操作。

【參考文獻】

【1】楊蕾.環境水質監測中離子色譜技術的應用研究[J].綠色科技，2017（06）：43-44.

【2】程誠，夏俊.離子色譜技術及其在水環境監測中的應用[J].資源節約與環保，2016（11）：59.

【3】郭芳芳，戴超，張書玉.離子色譜法測定水中碘離子含量[J].化工管理，2017（35）：192.

【4】洪一丹.離子色譜技術在環境監測中的應用分析[J].科技資訊，2017（33）：30-31.

【作者簡介】黃志剛（1971-），男，廣東惠州人，工程師，從事環境監測研究。