水質監(jiān)測中離子色譜的應用探究

陳梅娟

摘要：隨著我國經濟建設的高速發(fā)展、人民生活水平的提高，人們對水環(huán)境安全的關注度也相應提升。對水體中所含各種成分進行定性定量分析也就成為水質保障的關鍵問題之一。文章很對水質監(jiān)測中離子色譜的應用展開了相關的分析，以供大家研究探討。

關鍵詞：水質監(jiān)測;離子色譜;應用

離子色譜具有準確、簡捷、快速等諸多優(yōu)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。

1離子色譜技術的組成及分離方式

廣義地說，高效液相色譜儀的基本單元至少應該包括貯液器、高壓泵、進樣器、色譜柱、監(jiān)測器與記錄儀組成，其中計算機系統(tǒng)可以實現(xiàn)儀器控制與數(shù)字處理一體化。具體到離子色譜儀，其硬件組成分四大主要裝置，包括色譜分離柱、監(jiān)測器、傳送裝置與數(shù)據(jù)處理裝置。作為離子色譜技術系統(tǒng)的最核心部件，色譜分離柱由柱管、壓帽、卡套、篩板等組成，考慮到在水質監(jiān)測中會有酸性或堿性的樣品，所以色譜分離柱部分不含金屬成分;監(jiān)測器多用抑制型監(jiān)測器，監(jiān)測器中的核心部位是抑制柱，其主要作用是降低淋洗液的背景電導，再將樣品離子轉變成相應的酸或堿以增加其電導，從而大幅度地提高監(jiān)測靈敏度;傳送裝置的主要作用是將液相物質輸送到分離柱、監(jiān)測器等，如貯液罐、定量環(huán)進樣器等;數(shù)據(jù)處理裝置以計算機系統(tǒng)為主。

離子色譜技術常用的離子交換劑有兩類，即以交聯(lián)聚苯乙烯為基體的離子交換樹脂與以硅膠為基體的鍵合離子交換劑，前一種離子交換劑也有說法定義為薄膜型離子交換樹脂，以薄殼玻珠為承擔載體，并在其表面涂覆所占比例不到3%的離子交換樹脂;后一種也被稱為離子交換鍵合固定相，即利用化學反應通過鍵合力的作用使離子交換基團鍵合在惰性擔體表面，鍵合擔體又分兩種形式，即鍵合薄殼型與鍵合微珠擔體型離子交換樹脂。微粒硅膠作為近年來新型離子交換樹脂，不僅具有鍵合薄殼型離子交換樹脂的優(yōu)點，窒溫下可分離試樣組分、柱效高并且試樣容量比鍵合薄殼型交換樹脂更高。離子交換樹脂又分為陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂。按離子交換功能團酸堿性的搶奪，陽離子交換樹脂又分為強酸性樹脂與弱酸性樹脂;類似地，陰離子交換樹脂可分為強堿性樹脂與弱堿性樹脂。因為強酸性或強堿性的離子交換樹脂非常穩(wěn)定，且適用的pH值范圍更寬，因此在離子色譜技術中應用更為廣泛。

2離子色譜技術的特點

2.1進樣體積小

由于現(xiàn)代離子色譜技術所使用的色譜柱含有的樹脂具有較高的交聯(lián)度和較低的交換容量，使得色譜進樣的體積較小。

2.2能夠實現(xiàn)自由游動離子的配對和交換

因為現(xiàn)代離子色譜技術是從高效液相色譜技術中分離出來的，因此現(xiàn)代離子色譜技術的色譜柱上的樹脂是帶有電荷的，同時現(xiàn)代離子色譜技術還能實現(xiàn)自由離子的配對和交換，通過實現(xiàn)自由離子的配對，可以分離出樣本中的無機離子。通過離子的交換，可以讓樣本中的離子實現(xiàn)交換吸附和解吸，進而實現(xiàn)樣本離子的狀態(tài)平衡。

2.3應用范圍廣

現(xiàn)代離子色譜技術的應用范圍很廣，不僅可以應用在環(huán)境監(jiān)測行業(yè)，還可以應用在食品制造行業(yè)、紡織行業(yè)等，而且隨著現(xiàn)代離子色譜技術的發(fā)展，其應用范圍將會越來越廣。

3離子色譜在水質監(jiān)測中的應用

3.1分析無機陽離子、陰離子

離子色譜分析法改變了傳統(tǒng)的化學分析狀況，有效縮短了分析時間，通過一次進樣、梯度淋洗的方法，能夠在30min中分離出 36種陰離子，是對飲用水陰離子進行測定的最有效的方法。同時，抑制型離子色譜使用二肢基丙酸和鹽酸作為淋洗劑，能夠分析出多種陽離子，將陽離子交換固定相在苯乙烯聚合物表面與磺酸基陽離子交換乳膠進行聚合，堿金屬離子的親和力小于堿土，通過等濃度淋洗一次進樣，很難同時分離兩組離子。使用新型的分離柱能夠改變陽離子的交換位置或其選擇性以及密度，同樣采取等濃度淋洗一次進行的方法，在15min內將堿土離子和堿金屬離子分離。

3.2分析有機酸、堿

離子色譜可以分析有機酸和有機堿。取代基、帶控基的多元酸、控酸，例如酒石酸、丁二酸、乳酸、擰橡酸等，經過衍生反應后，難以生存可揮發(fā)組分，無法利用氣相色譜進行分析，離子色譜解決了這一問題。新型的排斥柱離子填料，包含普通排斥柱的陽離子交換基團，起基代替OH基能和位于填料弱離子交換處的Co基產生氫基，使琵基酸的分離選擇性增強。通過離子排斥的分離模式，可以測定出50種水中的可溶性有機酸，找出了定量分析36種有機酸的條件，在多樣品分析方面取得了良好的效果。

3.3分析復雜樣品

離子色譜分析方法的發(fā)展，實現(xiàn)了無機陽離子和陰離子、有機酸、離子物質和費離子物質的同時分離。有些水樣本具有復雜的成分，同時含有無機陽離子、陰離子和其他有機物質，難以測定其成分。通過單株離子色譜法，能夠對水樣本中草酸、Cl-、Ca+的含量進行測定，其洗脫液為EDTA溶液，洗脫液與Ca+會發(fā)生化學反應生成陰離子配合物，同時測定了有機酸和陰陽離子。

總之，離子色譜具有快速，準確，靈敏，操作簡單，成本低的優(yōu)勢，是水質監(jiān)測中非常重要的方法。隨著離子色譜聯(lián)用技術以及色譜技術的日益完善，離子色譜技術的應用前景將會越來越廣闊。

參考文獻：

[1]孟時賢，離子色譜技術在環(huán)境監(jiān)測中的具體應用[J].中小企業(yè)管理與科技，2016（3）.