在線離子色譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用研究

范健龍

(上海栗豐機(jī)電科技有限公司，上海 201100)

1 引言

隨著科技的飛速發(fā)展，作為環(huán)境保護(hù)開展[1，2]和環(huán)境污染保護(hù)的基礎(chǔ)研究支撐的技術(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)分析技術(shù)[3]，也在不斷的發(fā)展和改革。環(huán)境保護(hù)檢測(cè)分析技術(shù)[4]的發(fā)展和革新對(duì)于環(huán)境保護(hù)的發(fā)展具有著重要的影響和指導(dǎo)意義[5]。

2 離子色譜技術(shù)

對(duì)比傳統(tǒng)的離子化學(xué)分析的方法,離子色譜法[6]在一定的領(lǐng)域范圍內(nèi)有無可比擬的技術(shù)優(yōu)越性,例如對(duì)比傳統(tǒng)進(jìn)行離子化學(xué)分析色譜方法的原子吸收分光光度法在進(jìn)行陰離子分析時(shí),只能一次準(zhǔn)確的測(cè)定一種新的元素,陰離子的分析一般需要采用離子分光法,滴定法等這些方法耗時(shí)久,操作繁瑣,使用的藥品較多,前處理復(fù)雜。與這些化學(xué)分析方法比較離子色譜法主要有如下幾個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)。

(1)分析速度快。10～20 min左右即可完成常規(guī)陰、陽離子的分析。

(2)樣品用量少。不同廠家進(jìn)樣環(huán)大小不一，一般進(jìn)樣量只需10～50 μL。

(3)數(shù)據(jù)檢測(cè)限低。如果是直接進(jìn)樣可達(dá)ppb級(jí)，若使用了濃縮柱可達(dá)ppt級(jí)[7]。

(4)檢測(cè)線性好。在一定的濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。這一點(diǎn)和傳統(tǒng)化學(xué)方法對(duì)比在低濃度分析時(shí)因?yàn)椴僮骱?jiǎn)單，試劑使用量少，排除了人為及試劑濃度產(chǎn)生的誤差。

(5)多組分同時(shí)測(cè)定。選擇合適的儀器及分離柱可實(shí)現(xiàn)多組分同時(shí)分析。

(6)運(yùn)行前處理簡(jiǎn)單。有別于傳統(tǒng)化學(xué)分析復(fù)雜的前處理，離子色譜技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的前處理，無論是預(yù)濃縮、過濾、去干擾因子等前處理工作，現(xiàn)在能多的廠家離子色譜儀器已經(jīng)能完全自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)，完全解放了雙手。

3 離子色譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

3.1 離子色譜在大氣監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

在分析過程中對(duì)于大多數(shù)可溶于水的無機(jī)大氣污染物離子色譜技術(shù)可以更加準(zhǔn)確高效得提供檢測(cè)數(shù)據(jù)。檢測(cè)測(cè)一般分采樣，前處理，分析三步，對(duì)于后兩步前處理及分析，現(xiàn)階段成熟的采樣技術(shù)對(duì)為后續(xù)的分析提供了很大的幫助。前處理及分析樣品現(xiàn)在大多數(shù)離子色譜儀器已經(jīng)能夠完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，標(biāo)準(zhǔn)化。隨著色譜分離柱的不斷技術(shù)革新，離子色譜在處理復(fù)雜樣品的時(shí)候更加得心應(yīng)手，更低的檢出限，更高的分辨率，更精確的分離度，讓更多的樣品組分能在一根離子色譜柱，一個(gè)分析過程中，高效精準(zhǔn)得分離出來。

3.2 離子色譜法在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

3.3 離子色譜法在土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

土壤作為固體樣品，需要采用合適的預(yù)處理方法處理后才可進(jìn)行離子色譜分析，現(xiàn)在的離子色譜技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展在預(yù)處理技術(shù)方面已經(jīng)有很多成熟的應(yīng)用。

例如超濾，濃縮，萃取，酸提取，堿提取，淋洗液提取，高溫爐焙燒法等都有成熟的應(yīng)用。以高溫爐焙燒法為例，該法可用于金屬和非金屬的測(cè)定[8]。

4 在線離子色譜技術(shù)的應(yīng)用

大氣中氣體氣溶膠的分析方便對(duì)比各個(gè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征污染物的源解析及特征污染物識(shí)別更方便做出預(yù)警，數(shù)據(jù)響應(yīng)迅速，全自動(dòng)化處理數(shù)據(jù)使得數(shù)據(jù)更加可靠。在線大氣監(jiān)測(cè)儀器有特別的數(shù)據(jù)標(biāo)定方法及算法，擺脫了實(shí)驗(yàn)室離子色譜繁瑣的標(biāo)準(zhǔn)曲線法，數(shù)據(jù)抗干擾能力，增加數(shù)據(jù)可靠性。在線離子色譜技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，完整性，實(shí)時(shí)性有了很好的保障[9]。

通過對(duì)現(xiàn)有大氣監(jiān)測(cè)站的在線離子色譜儀器的數(shù)據(jù)分析，可以直觀得看到在線離子色譜技術(shù)在大氣監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。例如江蘇某城 2019離子色譜數(shù)據(jù)比對(duì)，在特征時(shí)段特征污染物的濃度有明顯變化，而且通過數(shù)據(jù)處理可以同比相同特征時(shí)間(如重大節(jié)氣)特征污染物的濃度變化，環(huán)比當(dāng)月各個(gè)污染物因子的濃度動(dòng)態(tài)變化，在記錄監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的同時(shí)也能為之后的污染物治理，污染物源解析提供理論支持(圖1)。

圖1 2019年2月污染物統(tǒng)計(jì)

5 結(jié)語

目前，離子色譜技術(shù)已在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域得到了很多的應(yīng)用，應(yīng)用范圍包括水體監(jiān)測(cè)，大氣檢測(cè)，土壤檢測(cè)等，其中前沿的在線離子色譜已經(jīng)成為今年來熱門的項(xiàng)目。并且在原有的應(yīng)用基礎(chǔ)上經(jīng)過技術(shù)創(chuàng)新，不斷有更新、更好，更快，更準(zhǔn)確的應(yīng)用加入進(jìn)來。為我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)事業(yè)不斷地做出杰出的貢獻(xiàn)[10]。