在線離子色譜技術在環境監測領域應用研究

范健龍

(上海栗豐機電科技有限公司，上海 201100)

1 引言

隨著科技的飛速發展，作為環境保護開展[1，2]和環境污染保護的基礎研究支撐的技術環境監測分析技術[3]，也在不斷的發展和改革。環境保護檢測分析技術[4]的發展和革新對于環境保護的發展具有著重要的影響和指導意義[5]。

2 離子色譜技術

對比傳統的離子化學分析的方法,離子色譜法[6]在一定的領域范圍內有無可比擬的技術優越性,例如對比傳統進行離子化學分析色譜方法的原子吸收分光光度法在進行陰離子分析時,只能一次準確的測定一種新的元素,陰離子的分析一般需要采用離子分光法,滴定法等這些方法耗時久,操作繁瑣,使用的藥品較多,前處理復雜。與這些化學分析方法比較離子色譜法主要有如下幾個主要優點。

(1)分析速度快。10～20 min左右即可完成常規陰、陽離子的分析。

(2)樣品用量少。不同廠家進樣環大小不一，一般進樣量只需10～50 μL。

(3)數據檢測限低。如果是直接進樣可達ppb級，若使用了濃縮柱可達ppt級[7]。

(4)檢測線性好。在一定的濃度范圍內線性關系良好。這一點和傳統化學方法對比在低濃度分析時因為操作簡單，試劑使用量少，排除了人為及試劑濃度產生的誤差。

(5)多組分同時測定。選擇合適的儀器及分離柱可實現多組分同時分析。

(6)運行前處理簡單。有別于傳統化學分析復雜的前處理，離子色譜技術已經實現了簡單的前處理，無論是預濃縮、過濾、去干擾因子等前處理工作，現在能多的廠家離子色譜儀器已經能完全自動化實現，完全解放了雙手。

3 離子色譜技術在環境監測中的應用

3.1 離子色譜在大氣監測中的應用

在分析過程中對于大多數可溶于水的無機大氣污染物離子色譜技術可以更加準確高效得提供檢測數據。檢測測一般分采樣，前處理，分析三步，對于后兩步前處理及分析，現階段成熟的采樣技術對為后續的分析提供了很大的幫助。前處理及分析樣品現在大多數離子色譜儀器已經能夠完全實現自動化，標準化。隨著色譜分離柱的不斷技術革新，離子色譜在處理復雜樣品的時候更加得心應手，更低的檢出限，更高的分辨率，更精確的分離度，讓更多的樣品組分能在一根離子色譜柱，一個分析過程中，高效精準得分離出來。

3.2 離子色譜法在水環境監測中的應用

3.3 離子色譜法在土壤環境監測中的應用

土壤作為固體樣品，需要采用合適的預處理方法處理后才可進行離子色譜分析，現在的離子色譜技術經過多年的發展在預處理技術方面已經有很多成熟的應用。

例如超濾，濃縮，萃取，酸提取，堿提取，淋洗液提取，高溫爐焙燒法等都有成熟的應用。以高溫爐焙燒法為例，該法可用于金屬和非金屬的測定[8]。

4 在線離子色譜技術的應用

大氣中氣體氣溶膠的分析方便對比各個站點數據進行特征污染物的源解析及特征污染物識別更方便做出預警，數據響應迅速，全自動化處理數據使得數據更加可靠。在線大氣監測儀器有特別的數據標定方法及算法，擺脫了實驗室離子色譜繁瑣的標準曲線法，數據抗干擾能力，增加數據可靠性。在線離子色譜技術的應用，對于數據的準確性，完整性，實時性有了很好的保障[9]。

通過對現有大氣監測站的在線離子色譜儀器的數據分析，可以直觀得看到在線離子色譜技術在大氣監測中的應用。例如江蘇某城 2019離子色譜數據比對，在特征時段特征污染物的濃度有明顯變化，而且通過數據處理可以同比相同特征時間(如重大節氣)特征污染物的濃度變化，環比當月各個污染物因子的濃度動態變化，在記錄監測數據的同時也能為之后的污染物治理，污染物源解析提供理論支持(圖1)。

圖1 2019年2月污染物統計

5 結語

目前，離子色譜技術已在環境監測領域得到了很多的應用，應用范圍包括水體監測，大氣檢測，土壤檢測等，其中前沿的在線離子色譜已經成為今年來熱門的項目。并且在原有的應用基礎上經過技術創新，不斷有更新、更好，更快，更準確的應用加入進來。為我國環境監測事業不斷地做出杰出的貢獻[10]。