離子色譜在水質(zhì)檢測中的應(yīng)用研究

沈曉霞(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心福建總隊，福建 福州 350001)

0 引言

隨著社會發(fā)展需求的不斷提升，我國科研水平也逐步進(jìn)入了繁盛的發(fā)展階段，大量的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)滲透到了人們生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域，以此來構(gòu)建高性能、高質(zhì)量的生活管理模式。人們對于基礎(chǔ)水質(zhì)的要求越來越高，而受到水體污染等多種因素的影響，水質(zhì)檢測技術(shù)應(yīng)運而生，離子色譜檢測技術(shù)是當(dāng)前運用在水質(zhì)檢測中的一種核心技術(shù)體系。充分分析該種技術(shù)體系的工作原理以及實際特點，借助實際的檢測流程進(jìn)行詳細(xì)論述，不僅是本文論述的重點，也是進(jìn)一步提升水質(zhì)檢測質(zhì)量的研發(fā)方向。

1 離子色譜檢測技術(shù)的運行原理及優(yōu)的特點

1.1 運行原理

在利用離子檢測技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)檢測工作的過程中，樣品中的陰陽離子會在預(yù)先使用的淋洗液的影響下，轉(zhuǎn)換到離子交換系統(tǒng)中。由于不同離子對分離柱的親和度有著較大的差異性，因此通過色譜柱便可以輕易的劃分不同離子的范圍，從而將其分離。利用電導(dǎo)檢測器來實現(xiàn)陰離子電導(dǎo)率的檢測，將檢測結(jié)果和系統(tǒng)中原本存在的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)落實比對，針對保留時間、峰面積以及峰高來確定定量工作的實際方案，整體技術(shù)運行的原理如圖1所示。

圖1 離子色譜儀水質(zhì)檢測運行原理

1.2 應(yīng)用特點

在水質(zhì)檢測的過程中，利用離子色譜檢測技術(shù)能夠有效節(jié)省檢測時間，同時可以有效減少人力和物力資源。與傳統(tǒng)的化學(xué)方法相比，離子色譜檢測技術(shù)能夠有效避免外界環(huán)境以及操作環(huán)節(jié)等復(fù)雜因素的影響，可以進(jìn)一步提升檢測結(jié)果的精度，降低誤差，具有較高的靈活性和精準(zhǔn)性。

在利用離子色譜檢測技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)檢測的過程中，不需要利用濃氨水以及丙酮等污染環(huán)境和影響健康的有害物質(zhì)。同時也可以進(jìn)一步縮短水浴鍋的加熱時間，從而減少酸堿等有害氣體的排放量，產(chǎn)生的廢棄液總量較少，因此離子色譜檢測技術(shù)也是一項符合當(dāng)前環(huán)保發(fā)展理念的綠色檢測技術(shù)體系。另外，在實際檢測的過程中通過以濃度第一的重碳酸鈉以及碳酸鈉作為淋洗液進(jìn)行工作，該種方式可以在短時間內(nèi)進(jìn)行重金屬以及有害物質(zhì)的分離，從而提升檢測的效率，節(jié)約資金。

2 離子色譜檢驗技術(shù)在水質(zhì)檢測中的實際應(yīng)用

2.1 基礎(chǔ)資料

在用離子色譜法進(jìn)行水質(zhì)檢測的過程中，需要利用的儀器包括離子色譜儀、容量瓶、注射器等基礎(chǔ)設(shè)備，檢測是用水以無氨水為主，同時也涉及到了大量富含多種陰、陽離子的溶液、淋洗液等。

2.2 水質(zhì)檢測流程

在水質(zhì)檢測過程中，離子色譜法所涉及的范圍較為寬廣，例如針對工業(yè)廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，生活污水的環(huán)境污染程度進(jìn)行檢測，地表水以及常見的生活飲用水的飲用指標(biāo)進(jìn)行檢測等。

常規(guī)的檢測時間在25分鐘左右，檢測對象以氟化物、氯化物、硫酸鹽等重金屬以及污染成分為主，在檢測作業(yè)開始之前需要結(jié)合檢測對象配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。結(jié)合溶液內(nèi)部的離子濃度繪制曲線圖，接下來針對被檢測的水質(zhì)樣品落實定量分析，使其符合檢測標(biāo)準(zhǔn)，同時能夠滿足檢測結(jié)果的精準(zhǔn)度需求。利用離子色譜儀進(jìn)行檢測的過程中，要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)落實操作，詳細(xì)的檢測對象及相關(guān)參數(shù)如圖2所示。

圖2 不同離子的檢測參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)

2.3 檢驗要求

2.3.1 超純水要求

由于對水質(zhì)進(jìn)行檢測的過程中需要接觸到大量溶液性試劑，在這個過程中需要對檢測設(shè)備和相應(yīng)儀器進(jìn)行清洗所使用的水，必須要以超純水為主，以免清洗劑中帶有的雜質(zhì)影響檢測結(jié)果。在制備超純水的過程中必須要落實離子色譜測試工作，保證超純水未被其他物質(zhì)污染，若多次檢測的結(jié)果都以正峰值的形式出現(xiàn)，則代表超純水中含有其他雜質(zhì)。超純水要與淋洗液之間的干擾離子平衡，若多次檢測結(jié)果以負(fù)峰值的狀態(tài)呈現(xiàn)出來，表示超純水的干擾離子含量較淋洗液中的離子含量低，這時需要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)更換淋洗液。

2.3.2 氯離子要求

若被檢測的水體樣本以海水和沿海的水體為主，那么水體中自身含帶的氯離子會對檢測結(jié)果造成較大的干擾，因此要想進(jìn)一步提升水質(zhì)檢測的精準(zhǔn)性，需要利用具有較高容量的離子色譜柱對氯離子進(jìn)行精準(zhǔn)分離，但是在選擇消除和分離方式的過程中要結(jié)合實際情況進(jìn)行分析。例如，當(dāng)被檢測水體中的污染成分中同樣含有較高的氯離子，那么在進(jìn)行氯離子分離的過程中便要結(jié)合水體的產(chǎn)生和污染物的來源綜合對比，切勿盲目將氯離子全部去除，以免影響檢測結(jié)果。可以選擇不同類型的離子色譜柱進(jìn)行檢測作業(yè)，避免檢測成分中含有的氯離子對檢測結(jié)果造成影響。例如，通過銀離子色譜柱消除檢測樣本中的部分氯離子，但是這種方式雖然能夠減少氯離子的檢測干擾，同時也會消除部分樣本中存在的其他離子，因此，是否使用該種方式還需要結(jié)合實際情況而定。也可以使用uv檢測器來實現(xiàn)氯離子抗干擾作業(yè)。uv檢測器主要依靠紫外線進(jìn)行離子定位操作，由于其他離子對紫外線有較高的吸收率，但是氯離子的紫外線吸收能力較弱，因此通過紫外線檢測器可以有效區(qū)分氯離子和其它離子，從而能夠精準(zhǔn)祛除。同時也可以應(yīng)用電解銀電極法，通過調(diào)整電流和電位，消除樣品中的大部分離子。

2.3.3 基線噪聲要求

在應(yīng)用離子色譜儀檢測的過程中，檢測環(huán)境以及設(shè)備本身會產(chǎn)生部分噪聲。這些噪聲會直接導(dǎo)致檢測結(jié)果受到波動影響，因此為了避免機(jī)械噪聲的出現(xiàn)，在使用離子色譜儀的過程中需要維持電壓穩(wěn)定，且在使用之前需要利用脫氣的方式，排除淋洗液中的部分氣泡，以免在色譜柱帶壓操作的期間淋洗液釋放氣泡從而產(chǎn)生噪聲。另外所選用的工作站中也會存在不同的平滑代數(shù)方式，這些平滑代數(shù)方式會通過數(shù)據(jù)計算來繪制平滑譜圖曲線，能夠進(jìn)一步降低噪聲帶來的干擾，在增加信噪比的同時，也可以緩解檢測的下限，從而提升檢測的精度。

3 離子色譜檢測技術(shù)應(yīng)用在水質(zhì)檢測中的注意事項

3.1 維護(hù)重點

第一，要防止離子色譜柱中產(chǎn)生較多的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)中含有的有機(jī)物會導(dǎo)致離子色譜柱堵塞，不僅會影響色譜柱的工作性能，也會導(dǎo)致檢測儀器的工作效率降低。第二，若水中含有強(qiáng)酸強(qiáng)堿等具有腐蝕性的污染元素時，不可以將其作為檢測樣品，大量的強(qiáng)效性污染元素會導(dǎo)致色譜柱受到侵蝕污染，不僅會直接的影響檢測的精準(zhǔn)度，也會改變水質(zhì)中本身含有的陰陽離子的峰值，從而導(dǎo)致檢測失效。第三，在使用離子色譜儀進(jìn)行檢測之后，要嚴(yán)格的落實離子色譜柱的維護(hù)和消毒工作，避免水質(zhì)中附帶的細(xì)菌導(dǎo)致柱壓增高，而由此產(chǎn)生的離子峰拖尾情況會使整體離子色譜柱喪失生理功能。因此，在每次使用完畢之后都需要利用超純水以及規(guī)范的清洗溶劑，進(jìn)行離子色譜柱淋洗工作。

3.2 樣品處理注意事項

如果被檢測樣品來源于自來水以及城市管道的地下水，則可以直接進(jìn)行檢測。若選取的水體較為渾濁，且來源于城市的污水排放管道、江河湖泊等需要進(jìn)行前期樣品處理作業(yè)，就要針對被檢測樣品中的污染顆粒和成分進(jìn)行分析，并且利用合適的方式降低污染粒子對檢測的影響。例如，針對工業(yè)廢水進(jìn)行水質(zhì)檢測時，由于水中含有大量的燃料和油分，這些有機(jī)物體積較大、色度較高，不僅會堵塞樣管，還會降低離子色譜柱的檢測性能，因此，在前期針對工業(yè)廢水樣品要進(jìn)行過濾處理，利用過濾膜過濾分子較大的污染顆粒，然后適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行樣品稀釋，減少高離子含量，才可以進(jìn)行檢測。

3.3 樣本保存收集注意事項

在針對被檢測的水體進(jìn)行樣本收集的過程中，需要利用去離子水來清洗聚乙烯瓶，禁止使用具有強(qiáng)酸或強(qiáng)堿成分的洗滌劑進(jìn)行清洗，這些成分的洗滌劑中含有的大量離子只會粘附在設(shè)備上，從而對檢測產(chǎn)生干擾。若樣本采集之后，不能及時進(jìn)行檢測作業(yè)，則需要對樣本水體進(jìn)行過濾處理，并且保存在恒溫為4℃的環(huán)境中，盡量避免樣本中既有的細(xì)菌在不同離子濃度和溫度下產(chǎn)生大量繁殖的情況。但是在冷藏環(huán)境下，只能對細(xì)菌進(jìn)行初步的抑制作用，無法完全杜絕細(xì)菌的快速繁殖，因此需要合理的調(diào)整時間，盡快進(jìn)行水質(zhì)檢測。針對已經(jīng)超出冷藏時間且保存環(huán)境不當(dāng)?shù)臉颖荆荒苡糜谒|(zhì)檢測，需要重新取樣，并按照規(guī)范的方式進(jìn)行檢測作業(yè)。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，離子色譜儀在水質(zhì)檢測過程中能夠發(fā)揮較大的價值，但是在離子色譜檢測技術(shù)應(yīng)用的過程中還要充分把握部分工具的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)性，全面落實設(shè)備的科學(xué)養(yǎng)護(hù)工作。本文主要分析了離子色譜技術(shù)在水質(zhì)檢測應(yīng)用中的相關(guān)流程以及注意事項，在規(guī)范超純水、氯離子以及噪聲控制要求的同時，也需要明確維護(hù)重點，保證樣本的有效性，才能夠在提升檢測精度的同時，提升離子色譜技術(shù)的應(yīng)用價值。