陰離子色譜在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究

王春先

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的突飛猛進(jìn)，經(jīng)濟(jì)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾日益凸顯，為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的雙贏，近年來(lái)我國(guó)在環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理方面給予了非常的重視。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，新型技術(shù)設(shè)備逐漸應(yīng)用到環(huán)境保護(hù)中來(lái)，離子色譜作為一種新型的分析工具已經(jīng)成為環(huán)境保護(hù)過(guò)程中的一個(gè)重要方法和途徑。隨著離子色譜在我國(guó)的研究和應(yīng)用，相關(guān)的政策標(biāo)準(zhǔn)逐步完善，因此離子色譜在我國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)中得到了很好的發(fā)展。本文主要通過(guò)對(duì)離子色譜法的概述、陰離子色譜在境監(jiān)測(cè)中的優(yōu)點(diǎn)、陰離子色譜在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用以及注意問(wèn)題進(jìn)行分析研究，旨在為陰離子色譜在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的發(fā)展提供幫助。

【關(guān)鍵詞】陰離子色譜；環(huán)境監(jiān)測(cè)；環(huán)境保護(hù)

1、離子色譜概述

離子色譜法是高效液相色譜法中的一種，通過(guò)將溶液中的離子組分進(jìn)行分離分析的方法。在離子色譜中，離子交換樹脂作為固定相，其中存在著固定帶電荷基團(tuán)以及游動(dòng)配位離子。一旦被測(cè)樣品加入到離子交換色譜柱，使用適合的溶液進(jìn)行洗脫工作，所加入的樣品離子與離子交換樹脂上存在的游動(dòng)配位進(jìn)行交換，實(shí)現(xiàn)可逆性的解析與吸附，最終達(dá)到吸附的平衡狀態(tài)。

離子色譜分析的對(duì)象物質(zhì)有無(wú)機(jī)陰離子、無(wú)機(jī)陽(yáng)離子、有機(jī)陰離子、有機(jī)陽(yáng)離子、天然有機(jī)物、生物物質(zhì)等。其中無(wú)機(jī)陰離子包括鹵素及簡(jiǎn)單陰離子、酸根陰離子、陽(yáng)離子的配陰離子。

目前常用的陰離子色譜方法利用離子交換的原理，連續(xù)對(duì)多種陰離子進(jìn)行定量和定性分析。水樣注入碳酸鹽—碳酸氫鹽溶液并流經(jīng)系列的離子交換樹脂，基于待測(cè)陰離子對(duì)低容量強(qiáng)堿性陰離子樹脂（分離柱）的相對(duì)親和力不同而彼此分開。被分開的陰離子，在流經(jīng)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹脂（抑制柱）室，被轉(zhuǎn)換為高電導(dǎo)的酸型，碳酸鹽—碳酸氫鹽則轉(zhuǎn)變?yōu)槿蹼妼?dǎo)的碳酸（清除背景電導(dǎo)）。用電導(dǎo)檢測(cè)器測(cè)量被轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)酸型的陰離子，與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，根據(jù)保留時(shí)間定性，峰高或峰面積定量。一次進(jìn)樣可連續(xù)測(cè)定六種無(wú)機(jī)陰離子（F-、CL-、NO2-、NO3-、HPO42-和SO42-）。

2、陰離子色譜在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的優(yōu)點(diǎn)

無(wú)機(jī)陰離子是發(fā)展最早的離子色譜檢測(cè)法，也是在目前研究過(guò)程中最為成熟的方法，其中包括對(duì)水樣中的氟、氯等陰離子進(jìn)行檢測(cè)，還能夠?qū)α蛩岣⒘姿岣汝庪x子進(jìn)行檢測(cè)。這種檢測(cè)方法應(yīng)用十分廣泛，可用于檢測(cè)飲用水的質(zhì)量、液態(tài)食品安全、污水排放達(dá)標(biāo)率、石油等工業(yè)制品的質(zhì)量檢測(cè)。隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)重視程度的提高，對(duì)鹵素離子在電子工業(yè)中的殘留指標(biāo)有了越來(lái)越嚴(yán)格多規(guī)定，因此這種檢測(cè)技術(shù)也被工藝控制部門廣泛的應(yīng)用于對(duì)無(wú)鹵素分析的控制操作當(dāng)中。

陰離子色譜檢測(cè)法在操作過(guò)程中一般選用抑制型陰離子色譜柱，還要配備碳酸鈉0.0018mol/L—碳酸氫鈉0.0017 mol/L淋洗液。采用色譜法進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)能夠在很大程度上避免分析方法的缺陷和不足，可以同時(shí)對(duì)多種離子進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)行靈活分析。其使用的樣品量較少，操作過(guò)程簡(jiǎn)單，檢測(cè)技術(shù)也比較先進(jìn)，檢測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確。

陰離子色譜檢測(cè)能夠作為刑事偵查的重要檢測(cè)手段，還能夠作為食品行業(yè)進(jìn)行發(fā)酵分離的重要方法、還能夠進(jìn)行糖類分析，當(dāng)然在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面也是最佳選擇。

3、陰離子色譜在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

3.1 監(jiān)測(cè)水環(huán)境。傳統(tǒng)城市污水檢測(cè)過(guò)程中由于檢測(cè)的指標(biāo)不同而需要采取不同的檢測(cè)方法，雖然檢測(cè)的精確度較高但檢測(cè)過(guò)程比較復(fù)雜，耗時(shí)長(zhǎng)。采用陰離子色譜進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)能夠簡(jiǎn)便操作過(guò)程，提高監(jiān)測(cè)的效率。利用城市污水離子色譜前處理系統(tǒng)能夠減少污水中的重金屬離子以及有機(jī)物質(zhì)，從而降低對(duì)色譜柱效果的影響。采用陰離子色譜進(jìn)行水環(huán)境的監(jiān)測(cè)能夠充分實(shí)現(xiàn)對(duì)城市污水的監(jiān)測(cè)，在檢測(cè)過(guò)程中需要注意的是對(duì)有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行去除，以確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確無(wú)誤。還能夠?qū)邓乃|(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)陰離子色譜法極大縮短了檢測(cè)點(diǎn)時(shí)間，提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性，可以對(duì)水質(zhì)中的氟、氯、硫酸鹽等進(jìn)行有效測(cè)試。監(jiān)測(cè)時(shí)通過(guò)對(duì)不同溶液的濃度選擇和多種項(xiàng)目混合的使用液進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制，然后通過(guò)曲線進(jìn)行水樣的定量分析，由此得出精確的監(jiān)測(cè)結(jié)果。

3.2 監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境環(huán)境。在自然環(huán)境中，大氣中的氯化氫成分是很低的，由于城市化進(jìn)程的加快，垃圾焚燒和塑料性產(chǎn)品的焚燒，導(dǎo)致大氣中的氯化氫含量增高，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了不良的影響，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致居民生活健康問(wèn)題和生物的生長(zhǎng)問(wèn)題。采用陰離子色譜監(jiān)測(cè)法能夠有效的對(duì)大氣中氯化氫含量進(jìn)行測(cè)量。在測(cè)量過(guò)程中首先要進(jìn)行氣體的樣本采取，選擇兩個(gè)較大的氣泡吸收管裝入比例適當(dāng)?shù)奈找海捎么?lián)形式進(jìn)行氣體的采集，采集完畢后將氣體放入聚乙丙烯容器中，然后進(jìn)行對(duì)氣體的檢測(cè)。為了確保檢測(cè)結(jié)果的高度準(zhǔn)確，可以選擇靈敏度較高的陰離子色譜儀，以提高監(jiān)測(cè)效率。

4、陰離子色譜在環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用中注意的問(wèn)題

4.1 樣品前處理。樣品前處理一般情況下包含四個(gè)方面：樣品采樣、凈化、消除基體、以及樣品的過(guò)濾或者稀釋。

水樣采集后應(yīng)經(jīng)0.45μm微孔濾膜過(guò)濾，保存于清潔的玻璃瓶或聚乙烯瓶中。水樣采集后應(yīng)盡快分析，否則應(yīng)在4℃下存放，一般不加保存劑。

過(guò)濾應(yīng)使用0.45um的過(guò)濾膜，為保護(hù)分離柱，建議對(duì)所有樣品過(guò)濾，對(duì)于某些難溶樣品，可以先進(jìn)行粗濾或離心以除去大顆粒成分。

樣品稀釋的稀釋劑是水或淋洗液，對(duì)于低含量分析（0.5mg/L），建議用淋洗液稀釋，通常也可用水加淋洗液進(jìn)行稀釋。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是可以減少系統(tǒng)峰。

利用陰離子色譜進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)離不開對(duì)樣品的前處理，前處理是進(jìn)行科學(xué)有效監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵和重點(diǎn)內(nèi)容。在選擇前處理方法時(shí)需要綜合考慮多方面的因素，如：實(shí)驗(yàn)室條件、被監(jiān)測(cè)樣品的特點(diǎn)性能以及所采取的檢測(cè)方法等，然后進(jìn)行針對(duì)性的樣品前處理。

4.2 干擾及消除

4.2.1 當(dāng)水負(fù)峰干擾F-或CL-的測(cè)定時(shí)，可于100ml水樣中加入1ml淋洗貯備液來(lái)消除水負(fù)峰的干擾。

4.2.2 保留時(shí)間相近的兩種離子，因濃度相差太大而影響低濃度陰離子的測(cè)定時(shí)，可用加標(biāo)的方法測(cè)定低濃度陰離子。

4.2.3 不被色譜柱保留或若保留的陰離子干擾F-或CL-的測(cè)定。若這種共淋洗的現(xiàn)象顯著，可改用弱淋洗液（0.005mol/LNa2B4O7）進(jìn)行洗脫。

4.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液

要注意標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置以及儲(chǔ)存。標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置取決于被測(cè)樣品的濃度，要根據(jù)被測(cè)樣品的濃度來(lái)確定最佳標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度值。還要注意在儲(chǔ)存過(guò)程中控制好外部溫度，一般應(yīng)該保持在四到六度之間。

在進(jìn)行水環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)要注意對(duì)于細(xì)菌性水質(zhì)和具有強(qiáng)酸性、可溶性物質(zhì)的水質(zhì)不能夠采用陰離子色譜監(jiān)測(cè)方法。運(yùn)用陰離子色譜對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)還需要對(duì)試驗(yàn)用水進(jìn)行蒸餾工作，或者直接采用超純水即可，保證監(jiān)測(cè)儀器的穩(wěn)定運(yùn)行。

5、結(jié)論

陰離子色譜監(jiān)測(cè)法作為液相色譜的一種已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在當(dāng)今的監(jiān)測(cè)手段當(dāng)中，不論是對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)、食品安全檢測(cè)以及其他質(zhì)量檢測(cè)等都是行而有效的檢測(cè)手段，而在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的效果是最為突出的，且得到了有效的成果。隨著我國(guó)社會(huì)的不斷進(jìn)步發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平提高，城市化進(jìn)程加快，經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)環(huán)境造成的破壞愈演愈烈。在環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越突出的今天，國(guó)家對(duì)環(huán)境的保護(hù)和治理工作也迫在眉睫，需要找到一條科學(xué)有效的治理道路和治理手段。采用色譜檢測(cè)法進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)是新型科學(xué)技術(shù)在我國(guó)環(huán)境治理中的重要應(yīng)用，能夠提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和安全性，簡(jiǎn)化監(jiān)測(cè)手段，縮短監(jiān)測(cè)時(shí)間。在我國(guó)的未來(lái)建設(shè)發(fā)展過(guò)程中要兼顧經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展，實(shí)現(xiàn)發(fā)展的科學(xué)可持續(xù)性，減少對(duì)大自然的破壞行為。

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