離子色譜在水環境監測中常見問題及處理方法

趙青峰 李申瑩

離子色譜在水環境監測中常見問題及處理方法

趙青峰 李申瑩

離子色譜（IC）是一種新型的高效液相色譜技術，其從1975年由H.small等人提出到沿用至今，已有近40年的歷史。該技術的最大的優點就是能同時、準確、快速地檢測多種陰離子，因此在水環境監測中得到了廣泛的應用。

美國戴安公司是世界上第一臺離子色譜儀的制造者，也是全球最著名的離子色譜儀制造商。該公司旗下型號Dionex ICS-90A的離子色譜儀（簡稱ICS-90A）主要由流動相、高壓泵、進樣器、分離柱、化學抑制器和電導池組成，具體分析過程是：樣品通過分離柱，使被測離子得到分離，在抑制器中使淋洗液的背景電導值降低，最后經由檢測器進行檢測。本文就ICS-90A在水環境監測中應注意的事項和出現的問題進行以下分類討論和總結。

一、離子色譜進樣前應注意的事項

1.水樣的過濾處理

2.水樣的稀釋處理

對組成復雜的樣品，若待測離子對樹脂的親和力相差頗大就要幾次進樣，并用不同的濃度或強度的淋洗液。對陰離子分析推薦的最大進樣量，一般為柱容量的30%。濃度過高的樣品就要進行稀釋，直接進行就會造成色譜峰很寬且拖尾。

3.溫度的控制

溫度的不穩定可造成色譜柱在運行過程中壓力的波動，進而造成保留時間偏移、基線不穩及測定結果重現性差等問題，因此，在使用中要保證室溫的穩定。在安放儀器時要避免將儀器安放在空調邊或窗口前，同時安裝柱溫箱以保證柱子的溫度穩定，在取樣后不要立即進樣，讓樣品在自動進樣器中放置一段時間，讓樣品溫度盡量和柱溫一致。

二、離子色譜運行過程中出現的常見問題及處理方法

1.輸液系統混入氣泡

在更換淋洗液和再生液之后，必須排除淋洗液瓶中的氣泡，否則氣泡混入輸液系統，會造成基線不穩。避免氣泡混入輸液系統，純水必須經過真空泵脫氣，脫氣效果的好壞直接關系到儀器的運行。

如果氣泡已經混入輸液系統，可打開廢液閥放空壓力，讓液體排出3～4min，然后擰緊廢液閥即可，注意廢液閥不可擰得過緊。

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2.六通閥的堵塞

當進樣閥處于Load狀態裝樣的過程中，正常樣品流路是：進樣口——六通閥S口——六通閥L口（靠近S口的L）——六通閥L口（定量環另一端）——六通閥W口。

假如樣品進樣前沒有進行過濾處理，就容易造成六通閥的堵塞，所以，當出現進樣器連接上六通閥很難進樣的時候，就需要逐段拆開檢查堵塞點，具體操作過程如下：

（1）接回S口，斷開L口（靠近S口的L），繼續進樣觀察，通暢則繼續延流路往下排查；不通暢則說明S-L之間堵塞，需要連泵反沖兩個口之間部分或者超聲清洗六通閥。

（2）接回上一個L口并斷開下一個L口，繼續進樣觀察，通暢則繼續往下排查；不通暢則說明兩個L口之間的定量環堵塞，需要更換定量環。

（3）接回L口后端開W口，繼續進樣觀察，不通暢則說明L-W之間堵塞，需要連泵反沖兩口之間部分或者超聲清洗六通閥；通暢則繼續下一步。

（4）接回W口繼續進樣很難進入，則說明廢液管堵塞造成反壓過高，更換或截取廢液管一段。

3.系統壓力過高

造成系統壓力過高的主要原因是系統中的有雜質混入，可能造成單向閥、保護柱或者色譜柱的堵塞。通過以下步驟可以逐點確認堵塞位置：

（1）首先斷開保護柱的進口端，然后開泵，如果壓力過高則證明泵的單向閥被堵塞，卸下單向閥放入超聲波水浴中超聲處理30min后重新安裝。

（2）如果斷開保護柱進口端壓力正常，則需要連接保護柱的進口，斷開保護柱和色譜柱的連接管路，如果壓力偏高，則為保護柱柱塞板被堵塞，可以把保護柱進口的柱塞板卸下超聲處理或直接更換，卸下柱塞板時，要注意保護柱內的填料不能灑出。

（3）斷開保護住，直接接入色譜柱，若壓力偏高，則為色譜柱堵塞。首先可以用10倍的淋洗液淋洗色譜柱，觀察壓力值，壓力依舊偏高，則色譜柱過濾網板被玷污，需要更換；若壓力仍未降低，則說明色譜柱已經損壞，需要更換新的色譜柱。

4.背景電導突升

正常情況下，背景會有一個穩定的電導值。但在儀器的使用過程中，經常會出現這樣一種問題：隨著儀器運行時間的加長，電導率數值會突然升高到一個高于先前穩定時的數值，然后又隨著運行時間的加長而逐漸降低，最終降到比先前穩定的電導值還要低一至兩個數值。產生此現象的原因與ICS-90A儀器配備的抑制器有關，ICS-90A配備的是硫酸再生抑制器，在使用硫酸的過程中，可能會有一些雜質被帶入到抑制系統中，這就逐漸降低了抑制效果。

處理方法有二：（1）在日常使用中，使用專用移液管移取硫酸，盡可能最大限度地減少雜質的帶入。（2）如果抑制器效果過低，則必須要更換抑制器。隨著技術的發展，電化學抑制器可以獲得更好的抑制效果，同時保證運行基線更加穩定，也可忽略硫酸帶入雜質對抑制效果的影響。

5.運行過程中與計算機脫離連接問題

在使用儀器過程中，還會出現儀器和計算機脫離連接的問題。通過實驗觀察，發現其主要原因是室內兩臺大型儀器與色譜儀在同一電路上，進而造成了電壓的不穩，以致脫連現象經常發生。解決辦法是為離子色譜增設穩壓電源，同時和其他大型設備錯開使用時間。

三、儀器使用后的維護

在儀器進樣完成后，不得立即關停儀器，需繼續運行1～2h后，再嚴格按照順序關機，即先關抑制器，稍等1～2min后，再關閉泵和其他設備。

此外，長時間不使用離子色譜時，要定期維護更換淋洗液和再生液，保證5～7d運行一次儀器，防止管路干涸后影響儀器使用。

四、小結

離子色譜具有準確、簡捷、快速等諸多優點，是目前同時測定地表水中多種陰離子最佳的方法。它的使用簡化了檢測離子的操作步驟，提高了自動化程度，減少了人為誤差，使分析結果的精密度和準確度明顯提高。但使用過程中出現的問題也要及時研究解決，防止問題不斷積累，以免造成色譜柱甚至儀器的損壞

（作者單位：河南省信陽水文水資源勘測局 464000）