基于離子色譜在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中應(yīng)用研究

馬文照

安徽省亳州市蒙城縣生態(tài)環(huán)境分局環(huán)境監(jiān)測(cè)站 安徽亳州 233500

近年來(lái)，隨著人們對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的顯著提升，對(duì)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的要求也越來(lái)越高。隨著環(huán)境分析、食品分析以及生物分析等學(xué)科技術(shù)水平的顯著提升，也讓離子色譜技術(shù)在許多領(lǐng)域中都得到了有效應(yīng)用。離子色譜技術(shù)具有水溶性離子檢測(cè)靈敏度較高的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用在水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作之中，能夠顯著提升監(jiān)測(cè)效率，讓監(jiān)測(cè)周期得以縮短，這能顯著提升我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)的技術(shù)水平，進(jìn)而為生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

1 離子色譜技術(shù)的簡(jiǎn)要概述

1.1 離子色譜技術(shù)的技術(shù)原理

離子色譜技術(shù)是與傳統(tǒng)離子交換色譜技術(shù)有明顯區(qū)別的新型環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，其屬于液相色譜技術(shù)的范疇，是液相色譜技術(shù)的重要組成部分，所以該技術(shù)也可以成為高效離子色譜技術(shù)。該技術(shù)運(yùn)用關(guān)聯(lián)度較高、交換容量較低的樹(shù)脂材料，檢測(cè)需要的樣本體積較小，通過(guò)設(shè)備與電導(dǎo)系統(tǒng)的相互連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣本的在線檢測(cè)。由于該技術(shù)是從液相色譜技術(shù)中所分離出來(lái)的，因此，其能夠完成對(duì)溶液離子組分的高效分析，通過(guò)樹(shù)脂材料攜帶電荷基團(tuán)以及能夠自由移動(dòng)的配位離子，達(dá)到分離樣本無(wú)機(jī)離子的目的，從而完成對(duì)水體樣本的分析[1]。

1.2 離子色譜的分類與分離方式

目前，離子色譜大致可以分為三種類型，具體為離子交換色譜、離子排斥色譜以及離子對(duì)色譜，不同類型的離子色譜其技術(shù)原理也有一定的區(qū)別，離子色譜技術(shù)中的離子交換色譜主要是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)樣本有機(jī)離子、無(wú)機(jī)離子的分離；而離子排斥色譜是利用Donnon膜的排斥作用，通過(guò)溶質(zhì)與固定相之間的非離子性相互作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)弱酸與有機(jī)酸的有效分離，同時(shí)在分離醇類、醛類以及氨基酸物質(zhì)時(shí)也可應(yīng)用。離子對(duì)色譜根據(jù)樣本流動(dòng)相的不同，實(shí)現(xiàn)對(duì)活性陰離子與陽(yáng)離子的吸附或分離，也可用于分離樣本中的金屬絡(luò)合物。

1.3 離子色譜的技術(shù)特點(diǎn)

離子色譜技術(shù)對(duì)離子具有較好的分離能力，因此，用于分析復(fù)雜的水體樣本，就能更加準(zhǔn)確的分離樣本中的各種陰陽(yáng)離子，以離子色譜技術(shù)為基礎(chǔ)，加入雙柱法更能提高對(duì)離子的分離效率，進(jìn)而達(dá)到較好的檢測(cè)效果，提高監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。另外，離子色譜技術(shù)的敏感度較高，監(jiān)測(cè)設(shè)備的使用壽命較長(zhǎng)，將其應(yīng)用在水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作之中，能夠降低監(jiān)測(cè)成本，同時(shí)還具有降低樣本要求標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

2 離子色譜技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用情況

離子色譜技術(shù)與許多環(huán)境監(jiān)測(cè)中的檢測(cè)設(shè)備都有較強(qiáng)的兼容性，例如抑制電導(dǎo)檢測(cè)器、電化學(xué)檢測(cè)器、紫外-可見(jiàn)吸收檢測(cè)器等設(shè)備，另外也能與電感耦合等離子質(zhì)譜儀搭配使用，通過(guò)質(zhì)譜聯(lián)用的方式，也擴(kuò)大了該技術(shù)的適用范圍。由于離子色譜技術(shù)對(duì)小分子有機(jī)胺類物質(zhì)具有較高的敏感度，檢測(cè)結(jié)果獲取更加穩(wěn)定，同時(shí)具有與質(zhì)譜較高的兼容性，因此，該技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中的常用檢測(cè)方法。離子色譜與質(zhì)譜分析的聯(lián)合運(yùn)用，檢測(cè)中不需要對(duì)樣本進(jìn)行衍生化，就能完成對(duì)樣本的分析，這大大簡(jiǎn)化了樣本檢測(cè)流程，節(jié)省了制備樣本的時(shí)間，在分離相應(yīng)的離子時(shí)，無(wú)需添加有機(jī)改良劑就能完成分離工作，例如在代謝組學(xué)、糖蛋白等研究工作中，離子色譜技術(shù)就是比較有效的監(jiān)測(cè)分析方式[2]。

3 離子色譜技術(shù)在水環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用方法

3.1 化學(xué)性質(zhì)分析中的應(yīng)用

目前，離子色譜技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在了水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作之中，例如對(duì)水庫(kù)、河流、湖泊、地下水、大氣降水以及工業(yè)廢水等水樣的檢測(cè)分析工作之中。該技術(shù)的應(yīng)用，可以完成對(duì)水腫陰陽(yáng)離子、有機(jī)酸、弱電離物質(zhì)的分離、分析工作。在對(duì)有機(jī)酸、有機(jī)堿的分析工作中，離子色譜分析技術(shù)就是一種較常用的技術(shù)手段，同時(shí)，檢測(cè)酒酸、乳酸等物質(zhì)中所含空基及取代基的過(guò)程中，因?yàn)椴荒芡ㄟ^(guò)反應(yīng)生成揮發(fā)組分，就需要利用離子色譜技術(shù)替代原本的相色譜法，離子色譜技術(shù)能夠直接分析各種液相之中含有的有機(jī)酸、有機(jī)堿，這樣就能達(dá)到提升樣本檢測(cè)效率的效果。

3.2 物理性質(zhì)分析中的應(yīng)用

在進(jìn)行物理性質(zhì)分析時(shí)，離子色譜技術(shù)也有較好的應(yīng)用表現(xiàn)，將該技術(shù)與相關(guān)檢測(cè)設(shè)備相互配合，就能達(dá)到不同的檢測(cè)效果，進(jìn)而達(dá)到對(duì)不同性質(zhì)水體的檢測(cè)目的。例如，將離子色譜技術(shù)與電導(dǎo)檢測(cè)器相互配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體樣本離子點(diǎn)導(dǎo)率的獲取，也可以完成離子在雙鉑電極板間遷移狀態(tài)的檢測(cè)。

3.3 對(duì)復(fù)雜樣本的檢測(cè)分析

在一些水體樣本之中，樣本內(nèi)部包含的成分比較復(fù)雜，此時(shí)使用單柱陰離子色譜法進(jìn)行檢測(cè)分析，就能準(zhǔn)確獲取C1-、Ca+等成分的含量數(shù)值，進(jìn)而達(dá)成測(cè)定目標(biāo)。另外，將EDTA作為樣本的洗脫液，通過(guò)EDTA與Ca2+之間的相互反應(yīng)，生成絡(luò)合物，這樣就能準(zhǔn)確獲得樣本溶液的陰陽(yáng)離子以及有機(jī)酸含量。

3.4 應(yīng)用離子色譜技術(shù)進(jìn)行水樣檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作

利用離子色譜技術(shù)進(jìn)行水樣檢測(cè)前，首先要對(duì)水樣進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾采用親水性的PTFE濾頭，根據(jù)水樣的實(shí)際情況，可以選擇對(duì)水樣進(jìn)行稀釋處理，通過(guò)稀釋處理來(lái)保證檢測(cè)的離子濃度處于曲線濃度的有效顯示范圍內(nèi)。如果水體樣本中可能存在干擾檢測(cè)結(jié)果的金屬離子或有機(jī)物質(zhì)，此時(shí)應(yīng)選擇Na型或H型陽(yáng)離子交換柱來(lái)消除相應(yīng)的金屬離子干擾，選擇C18或RP固相萃取柱來(lái)消除樣本中含量較高的有機(jī)物質(zhì)[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鑒于離子色譜技術(shù)具備的操作便捷、檢測(cè)靈敏度高、選擇性好等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，應(yīng)該將此技術(shù)廣泛應(yīng)用在水體樣本檢測(cè)工作中，這樣能顯著提高水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的工作效率，同時(shí)為水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作提供更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。在工作中，我們要加強(qiáng)對(duì)離子色譜技術(shù)以及相關(guān)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用研究，不斷完善技術(shù)，進(jìn)而讓離子色譜技術(shù)發(fā)揮更好的應(yīng)用效果，促進(jìn)我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)事業(yè)的發(fā)展。