離子色譜法測定降水中的鉀、鈣、鈉、鎂離子

施奕佳，袁寧寧

（上海市黃浦區環境監測站，上海 200001）

現今，降水含量元素一直是飽受關注的測定目標。本文通過離子色譜法對鉀、鈣、鈉、鎂四種組合成分做出測定，從而進一步明晰關于水質硬度存在的決定性因素。經過相關數據調查可以發現：水質能夠依據離子含量構成作出硬度區分。如若水質硬度較高，便會對人體機能產生極高的傷害，甚至產生病變等情況。

1 離子色譜法的相關概述

1.1 離子色譜法的工作原理

離子色譜法的應用十分定向，主要針對離子物質進行檢析。離子色譜法相對于其他檢測方法來說，檢測數據真實且偏差度較小。使用離子色譜法對離子元素做出測定時，能夠具備較寬泛的分析范圍，排除高效離子流動的基礎上對混合離子進行二次檢測分離[1]。隨著現階段此技術的大范圍應用和突破，分離色譜技術已經趨于智能化。不僅檢驗操作手段十分便捷，并且對于水質中流動的配位離子也能夠通過采樣做出無機區分。這樣一來，即使在前期設定的溶液因為客觀條件制約難以順利融入或者脫離，后期也可以通過此方法的介入達成基團維護，持續跟進平衡狀態的控量。

1.2 離子色譜法的特點

離子色譜技術所擁有的特點和優勢十分顯著，主要體現在以下幾點：其一，即為所需檢測的時間較短且精確度較高。通常來說，利用離子色譜技術對降水中的鉀、鈣、鈉、鎂離子進行測定時，耗時區間只需要五至二十分鐘。在傳統的檢測過程中，往往需要消耗大量的人力和物力同時應用操作，其中人員操作水平的高低與否也起到決定性的作用。隨著離子色譜法的有效應用，進一步突破解決了傳統操作模式帶來的弊端。這不僅有效地規避了人員在操作過程中由于個人及不可控客觀因素帶來的不當行為，還能夠進一步保證操作數值的精準性，避免物力的二次消耗[2]。其二，即為檢測離子的靈敏度較高。在針對鈣、鎂離子進行測定時，現有的離子色譜法完全可以滿足依據離子成分進行過篩分離。但是需要注意的是，由于降水中的測定離子具有流通性，導致整個檢測過程并不完全受控。為了準確控制檢測結果的真實性，就需要將檢測樣品做好質量預估并衡定計算值，保證具備一定的數值流動區間，而不是過于嚴密的將其控制在一個定量值上，進行反復測量。其三，即為分離柱的穩定性高。目前針對降水中的鉀、鈣、鈉、鎂離子有很多測定方法，不只局限在離子色譜法上，實驗室常用的以光度法和原子吸收法兩種為主。客觀地說，雖然就測定過程和結果來看優弊不一，但是離子色譜法在分離過篩的過程中填料可以將硅膠摒棄，轉向替代為堿度較強或者酸度較強的溶液。在此基礎上采用交換度較高且容量度較低的樹脂材料，對樹脂負倍電荷進行高效液相分離。使用此方法，確保所檢離子成分充分的情況下，加強對于成本的控制。這樣一來，便無需擔心填料需求比值失衡或是消耗成本過高導致檢測無法順利開展等諸多問題。現今，很多供水單位以及飲用水工廠也捕捉到此點，找到所需契機進行市場大規模投放和推廣，滿足資源的可持續發展和利用。

2 離子色譜法測定降水中的鉀、鈣、鈉、鎂離子

2.1 方法原理

對于所要檢測的降水量進行等同比值毫升數的取樣，通過陰變量離子色譜柱的分離使用，對水質中所含有的鉀、鈣、鈉、鎂離子做出測定。操作注意事項眾多，設備的選取務必保證前后的操作一致性，依據峰面定性和持續時間作出綜合的評定和測量，經過大數據比對離子分離率較強的設備隸屬于美國戴安[3]。其中需要制備的原液為硫酸鹽、氯氟化物，調和液為硫酸根以及氫氧化鉀溶液。原液的調和純度直接決定著測定數據精密度，只有切實滿足上述客觀條件，才能進一步提煉篩查鉀、鈣、鈉、鎂離子的純度。

2.2 試驗過程

具體試驗過程主要分為四個步驟。首先，制備定量的所需原液，在350 ml的容量瓶中先行倒入650 mg/L的氯氟化物，通過液體稀釋飽和度確立硫酸鹽溶液容量的投放。需要注意的是為保證制備試劑的純度，通常會調低所需試劑含量的純水注入參數比。后期相關數據的勘測和試驗結果的多次比對，切實遏制了此點做法。正確的做法應當是發覺所測定離子的分子構成達到10 mg/L時，就立即注入等同的純水進行稀釋混勻，對于各項離子的濃度稀釋要求在試驗遵循準則上有明確的標準，可以按照規范做出具體參考。其次，在一次試劑測定完畢，檢測數據記錄后需要立即對測定儀器進行參數優化調試，保證二次及多次數據比對時盡可能減少客觀因素影響導致的誤差[4]。再次，在離子色譜儀中注入降水測定樣品，時刻調整進樣器的含量比值，投放標準可以確立為少樣多次。衡定標準需要保持一致性，以標準系統含量的濃度劃分從低到高放入。鉀、鈣、鈉、鎂離子的測定含量取值以峰面積的曲線走向為參考標準，在實際的應用過程中，樣品數據的確立對象不必設限，相同參數設備應用和相同溶劑的制備下的數據一樣具備真實性。最后，進行離子交換測定，依據鉀、鈣、鈉、鎂離子在降水中的呈現濃度，從而進行溶液電導分離。由于在溶液交互過程中對于所保留的時間存在差異，衡量范圍即需要取中間值做出反復比對。

2.3 注意事項

制定注意事項時，主要依據頻發問題做出總結，體現在以下三點：其一，在基準溶液試劑配制時需要利用高純度水源的注入，及時遏制氣泡產生并維持試驗線型穩定性，保證所需數據的精準度。其二，原液的制備中往往會忽略過濾系統的使用，此環節出現問題直接導致的因素就是管道流通性受到影響。在不具有完備過濾系統的情況下，為解決此點可以增設0.50 μm的濾膜進行過濾，防止雜質進樣。其三，對于每項降水樣品測定后需要及時對使用設備進行清洗，不僅局限在運行儀器上，控制器也要進行等同活化，以此加劇運行速率的提升。

2.4 具體應用

在客觀地對色譜法進行概念界定時能夠發現，它所具備的應用途徑十分寬泛。離子色譜法作為其中的一項應用分支，在降水中對于鉀、鈣、鈉、鎂離子的測定在交換力方面具有顯著優勢。僅從樹脂材料的使用這一點來看，就值得全面推廣和使用。同時，在測定降水樣品的過程中并沒有操作頻次上的限制，而是可以一次連續的進樣。經過這次試驗后的數據研究能夠發現，水質離子含量比值不同對人們生活的影響。就目前試驗方法來看，離子色譜法在其領域上的應用是最為高效且快捷的，避免人力過多消耗的同時，節約使用成本[5]。

總的來說，離子色譜技術在未來的應用前景是十分可觀的。由于人們思維觀念的不斷提升，主觀意識也在隨之加強。水源作為生活中必需項的存在，被各行各業廣泛流通利用，優勢雖多但也因此產生多種污染。雖然日常生活使用水源質量的要求還不算太過于嚴苛，但是飲用水中鉀、鈣、鈉、鎂離子的含量把控尤為重要。如若水源中雜質化合物過多，會直接影響到人類的身體健康。針對于此，我國供水行業也根據目前所存在的問題制定了新的執行方針和解決方案，經過反復多次的離子色譜試驗數據比對，測定結果更傾向于離子質量和濃度的正向線性關系反饋。也就是說，測定人員需要在所需降水中衡定鉀、鈣、納、鎂離子的濃度。但是在此過程中需要明確的是，無論測量個體和頻次定位在哪項取值內，測量值的偏差都不可超過2%。穩定此條件的基礎上，對于回收試驗的計算回收率可以做出進一步的參數提升。綜上所述，降水樣品測量離子狀態趨于穩定的情況下，可以根據其存備特質投向市場應用中。以生產礦泉水的產業為例，可以利用離子色譜法對水源中鉀、鈣、鈉、鎂離子做出測定，合理控量水質的硬度[6]。同時，能夠有效解決工業循環體系內水質復雜的問題。雖然此項技術的操作要求相對于其他檢測技術較為便捷，但是對于試劑制備的技術人員依舊需要符合執行標準，避免因為試劑調配不當產生純水濃度占比較少或是沉淀物生成較多等負面情況，影響數據的失真，導致無法在生產環節大規模的投放應用，造成不必要的效益損失。相信在日后隨著社會的不斷發展以及科技的進步，生活用水以及飲用水源都會等同作出提升。

3 結論

目前，離子色譜法所具有的應用優勢使它進一步開拓了此領域的投放占比空間。通過該方法對于降水中鉀、鈣、鈉、鎂離子的含量測定，越發明確其測定數據的準確性，且水質硬度的改善也起到了至關重要的作用。客觀地說，離子色譜法的出現突破了傳統方法測定下存在的眾多弊端，比如污染源較多、試用劑的浪費和所檢設備的消耗等等。相信隨著日后科學技術不斷的提升，離子色譜法的應用會有更為廣闊的發展空間。