離子色譜分析法在水質分析中的應用研究

郭璇 郭超

摘 要：由于離子色譜分析法具有很多優點，如簡便、快捷、靈敏度高、能同時分離多組分等，因此近年來離子色譜分析法得到了快速發展。為使離子色譜分析法在水質分析中的應用更科學、更合理，能更好的幫助分析水質，本文在詳細闡述了離子色譜分析法概念、原理、分類及基本作業流程的基礎上，研究了離子色譜分析法在分析水中消毒副產物與無機陰離子、無機陽離子等方面的具體應用，并建設性的提出了離子色譜法的未來發展對策，以供同行參考。

關鍵詞：離子色譜；分析法；水質分析；應用

1 離子色譜分析法概述

1.1 離子色譜的概念

離子色譜（IC）起源于1975年，是高效液相色譜（HPIC）的一種， 其采用低容量的離子交換樹脂做柱填料，以低離子強度的溶液作流動相，采用電導檢測來衡量并分析水體中的陰、陽離子的液相色譜方法。

離子色譜的主要對象為自來水、污水、工業廢水、河水和酸雨等環境領域以及土壤、肥料等農業領域，近年來也廣泛應用于食品、生化、醫藥等其他領域。離子色譜法是中國國家標準（GB），美國標準檢測法（ASTM）和美國國家環境保護局制定的檢測方法（USEPA）等國內外標準方法。

在具體分析時，需在分離柱后面接一根抑制柱來對水質中電解質的背景導電率進行抑制。其不同于傳統離子交換色譜柱，樹脂交聯度較高交換容量較低，且進樣體積較小，淋洗液用柱塞泵即可輸送，可在線自動實時電導檢測淋出液。

1.2 離子色譜分析法分離原理

離子色譜的分離機理主要是離子交換，有三種分離模式，分別是高效離子交換色譜（HPIC），離子排斥色譜（HPIEC）和離子對色譜（MPIC）。三種分離方式分別基于不同的分離機理，HPIC采用低容量離子交換樹脂，分離機理主要是離子交換；HPICE采用高容量的樹脂，分離機理主要是離子排斥；MPIC則采用不含有離子交換基團的多孔樹脂，分離機理主要基于吸附和離子對的形成。其中離子交換色譜適用于多種離子的分析，其應用也最廣泛。主要是借助帶電溶質分子與位于離子交換固定相上可交換的離子實施交換進而實現分離的目的。離子色譜分析法主要利用的是電荷間交互作用，依據帶電分子中電荷存在的微小差異來分離分子，其分離容量較高，可有效分離親水性陰、陽離子。

1.3 離子色譜分析法的分類

按照離子色譜分析法實際分離機理的差異，我們可把離子色譜分析法細分為：離子對色譜法、離子交換色譜法、離子排斥色譜法、靜電離子色譜法以及金屬配位離子色譜法。

1.4 離子色譜分析法的基本作業流程

可先用高壓輸液泵把流動相以某一穩定流速輸送至分析體系，途徑進樣器隨流動相流入色譜柱，由于各組分具有不同的特性在色譜柱中會進行分離，分離后會順次進入檢測器。在分析中對于抑制型離子色譜應裝設一抑制系統于電導檢測器前，即應用另一高壓輸液泵向抑制器輸送再生液，在抑制器中可有效降低流動相背景電導，隨后讓流動物進入布設的電導池，在數據處理系統的作用下會處理、保存傳輸來的檢測信號。對于無需抑制器與輸送再生液高壓泵的離子色譜儀來說，這樣的色譜儀不僅結構更簡單，而且價格也更便宜。

2 離子色譜分析法在水質分析中的應用

當前，離子色譜分析法在我國的水質分析中已得到廣泛應用。應用離子色譜分析法不僅能測定各類水樣中含有的無機陰陽離子，而且還能測定水樣中的有機酸。在實際生產中很多水樣品都可用離子色譜分析法分析，如人們日常食用的飲用水、制造的生活污水、工業生產形成的工業廢水以及海水等。

2.1 離子色譜法在消毒副產物中的應用

人們在凈化水時，需往水中加消毒劑，但所加的消毒劑時常會與水中有機物進行化學反應，生成很多消毒副產物。如鹵素含氧酸（用氯氣給水消毒時產生）、亞氯酸根（用二氧化氯與臭氧給水消毒時產生）、氯酸根（用漂白粉給水消毒時產生）等。上述物質都為有害物質，它們不僅易污染環境，而且易對人體健康造成嚴重危害。當前，據科學家研究用臭氧消毒時形成的澳酸鹽屬于一種致癌物，因此，為了人畜健康，我們必須能有效檢測，合理處理這些物質。應用離子色譜法進行水質檢測時，可分離這些離子，對它們各自的含量進行準確檢測，檢測結果準確可靠，可及時發現消毒副產物對水質的影響，能更好的保障人畜健康。

2.2 離子色譜法在無機離子中的應用

我們日常所見的各類水源中，都含有大量的陰陽離子，應用離子離子色譜法可有效檢測這些離子。

（1）應用離子色譜法來檢測無機陰離子。我們用離子色譜法來分析水中所含的F、Cl、NO3，SO4時，發現應用離子色譜分析法的檢出限比應用常規理化法明顯高，這樣一方面可顯著縮短檢測耗時，另一方面還可降低檢測成本，離子色譜檢測法效果較好。

（2）應用離子色譜法來檢測無機陽離子。堿金屬、銨離子以及堿土金屬這些都屬于水質中所含的無機陽離子，在進行硬度比較水中的Mg2+與Ca2+時，人們應用離子色譜分析法檢測出的檢出限要明顯低于應用傳統EDTA-2Na法，但它們有大致相同的檢測結果。由此，我們可知離子色譜法能更準確、更迅速的檢測水中的無機陽離子，同時在應用離子色譜分析法來檢測其它陽離子時，也能取得良好效果，因此離子色譜法較適合應用于無機離子檢測。

3 離子色譜法的發展對策

（1）在系統分析法的基礎上，綜合應用雙機、多機聯用技術，以及組合多種色譜、應用多維色譜技術。這樣可使離子色譜檢測技術更靈敏、選擇性更強、具有更高的分辨力、所得檢測信息也會更豐富，檢測范圍可得到進一步擴大。

（2）重視離子色譜分析法的完善化、標準化。

（3）努力開發、研制能實現微型化、自動化以及能進行長時間連續監測的離子色譜。

4 結語

離子色譜發自1975年問世以來，已被廣泛地應用到多個領域，現在已成為常規的分析方法。離子色譜法具有很多優點，在水質分析中更是廣泛應用，為保障良好的水質奠定了基礎，為保障環境質量提供了方法。總之，隨著我國環境檢測技術的不斷發展，各項檢測技術也會越來越成熟，離子色譜法將會得到進一步發展，離子色譜法必將為環境質量分析做出更大貢獻。

參考文獻：

[1] 紀峰，邢艷，馬強，等.DX-120型離子色譜儀在水質檢測中的應用[J].化學工程師，2011，6（03）.

作者簡介：郭璇（1983-），女，漢族，湖北人，本科，目前承擔大氣污染及降水的部分分析化驗工作。