解析环境水质检测中离子色谱技术的应用

解析环境水质检测中离子色谱技术的应用

发表时间：2018-12-25T11:20:46.520Z 来源：《基层建设》2018年第33期作者：旦增拉伍

[导读] 摘要：随着水资源污染问题的日益严重，水质分析的日益频繁，水质监测断面的不断增加、监测项目的日益增多，传统的化学分析方法由于其操作繁琐、试剂消耗量大，技术要求高等缺点已不能满足我们监测任务的要求。

西藏自治区水文水资源勘测局水环境监测中心西藏 850000

摘要：随着水资源污染问题的日益严重，水质分析的日益频繁，水质监测断面的不断增加、监测项目的日益增多，传统的化学分析方法由于其操作繁琐、试剂消耗量大，技术要求高等缺点已不能满足我们监测任务的要求。因此，自动化的仪器分析方法将发展为未来水质监测的主要分析手段。目前，在我们常用的分析仪器中，离子色谱由于其效率高、灵敏度高、环境友好、易于操作、自动化程度高、能同时测定水样中多种阴离子或者阳离子等优势而倍受青睐。

关键词：环境；水质检测；离子色谱技术；应用

前言：科学技术在快速的发展，环境监测的标准也越来越严格，在监测的过程中不仅仅是将环境中的有机物质进行化学分离以及分析，还需要对环境中的无机物进行检测。而离子光谱法可以高效的将无机物的阴离子分离并且检测，因此对于水质检测、土壤检测以及大气检测来说，离子光谱技术是最佳的监测方式，因此在环境监测工程中，离子色谱法被广泛的应用，本文对离子色谱技术的原理以及特点进行了分析，并且简述了离子色谱法在环境监测工作中的应用

1离子色谱在地表水水质分析中的应用

在水质监测中，水中F-、Cl-、NO3-、SO42-、BrO3-等阴离子和K+、Na+、Mg2+、Ca2+等阳离子含量的检测是我们水质分析的重要指标。这些无机阴离子和阳离子有多种检测方法，常见的有重量法、滴定法、分光光度法、电极法等，且不同的离子有不同的检测方法。如果以常规方法分别进行分析，其工作量较大、操作繁琐、对人体自身和周围环境有一定的危害，不能及时、有效的得到分析报告。通过离子色谱技术则可以同时分析多种阴离子或多种阳离子，有效的缩短了测试时间，并且具有稳定性好，灵敏度高，环境友好等特点。

1.1水中无机阴离子分析

目前，运用离子色谱检测水中无机阴离子含量的技术已十分成熟。纪峰等利用离子色谱法对水中的F-、Cl-、NO3-、SO42-进行分析，并与常规理化检测方法从检出时间、检出限、经济性和环境保护等方面进行对比，结果表明运用离子色谱所需的检测时间远少于常规理化检测方法，其检出限也远低于常规理化检测方法的检出限，其中SO42-的检出限更是比常规方法低50倍。从经济性和环保方面考虑，离子色谱法避免了苯酚、浓氨水、丙酮等多种有害物质的使用和水浴锅的长时间加热，只需极少量盐作为淋洗液，工作条件清洁，操作费用低，不会对环境造成污染，符合环保要求。通过测定不同浓度无机阴离子（F-、Cl-、NO3-、SO42-、Br-、NO2-、HPO42-）的色谱峰和保留时间，探讨了最佳淋洗液浓度、流量等实验条件。研究发现离子色谱的测量条件（淋洗液浓度、泵流率）等因素对离子色谱各参数（保留时间、峰高和峰面积）有较大影响；NaHCO3-Na2CO3淋洗液配比浓度增大时，各离子的保留时间、峰高、峰面积和淋洗周期呈递减规律；当泵流量增大时，各离子的保留时间、峰高、峰面积呈递减规律。此外，作者研究了不同无机阴离子同时测试时，其相互之间的影响。结果表明各无机阴离子之间的比例变化时，其单个阴离子的保留时间也会受到一定程度的影响。

1.2水中无机阳离子分析离子色谱分析

水中阳离子时，不但可以同时对多种阳离子进行分析，而且可以检测元素的不同氧化态。因此，离子色谱技术也广泛应用于水中金属阳离子的分析。朱静等[3]通过优化离子色谱分析条件，建立了化学抑制电导-离子色谱测定水样中Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+的方法，并应用于实际样品的检测。该研究采用CSl6阳离子交换柱，检出限（LOD）为0.011~0.027mg/L，加标回收率为

91.00％~105.49％。与传统的分光光度法、滴定法相比，该方法操作简单、耗用试剂少、灵敏度高、不易受干扰，可以有效的监控饮用水中更低含量的Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+，适用于大批水样的快速测定。张显安等[4]采用单柱非抑制型离子色谱法，以酒石酸+吡啶二羧酸为淋洗液，同时测定矿泉水中Li+、Sr2+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+，且分离效果较好，比ICP-MS检测成本低，应用范围广。 2离子色谱技术在环境监测部门的应用现状

离子色谱技术在现代环境监测工作中有十分广泛的应用，与其他物质分析、分离技术相比，离子色谱技术的速度优势显而易见，因此在环境监测工作中，离子色谱法是应用最广泛的监测技术。在水质检测的工作中，传统的重量检测法准确性较高，但是操作流程较为复杂，并且耗时较长，而应用离子色谱技术来检测水中的阴、阳离子可以省去繁杂的操作步骤，还能节省测试的时间。如今城市的大气环境情况复杂，用离子色谱技术来对大气环境中的阴离子以及阳离子进行检测具备高效、准确的特点。例如对大气环境中氯化氢的检测，一般来说，大气中的氯化氢气体含量是很低的，但是如果点燃生活垃圾，则会生成大量的氯化氢气体，如果使用传统的大气环境监测方法不能得到大气环境中氯化氢气体含量的准确数据，因此传统的环境监测技术在这种情况下缺乏准确性。而离子光谱技术可以弥补传统技术的不足。首先要按照离子色谱仪的要求来调配吸收液的浓度，然后再使用滤膜来过滤吸收液，最后再对其进行分析。从操作结果来看，应用离子色谱技术可以准确的检测出氯化氢在大气中的实际含量，并且离子色谱技术只需要应用再生液以及洗淋液，试剂要求较为简单，操作方便，可以降低药物成本，并且对环境的危害较小，还具备一定的重现性。因此在对大气环境中的有害气体进行检测的工作中，应用离子光谱法具备传统方式所不具备的优势，有一定的现实意义。环境监测工作还需要对当地土壤条件进行检测，首先需要进行土壤取样，然后对土壤样本进行分析，分析时可以选用溶液浸泡、超声波、等方法，然后再进行土壤小样分析工作。离子色谱法可以有效的测定土壤中生物消解液以及提取液，现阶段离子色谱技术主要是应用在HPLC以及GC无法解决的问题中，其较为突出的特点是可以用来电离弱紫外线吸收的物质，随着离子光谱技术的不断发展，也可以用此技术来进行糖类检测、维生素检测、氨基酸检测以及生物可电解物质检测中。

3离子色谱设备的维护

离子色谱技术应用的是较为精密的仪器，因此对此类仪器的保养工作是十分重要的，其维护工作的质量直接关系到了离子色谱仪器的使用寿命以及测得数据的精确度，如果其开机时间较短，则离子色谱仪器则不容易达到其稳定的工作状态，由此基线会出现漂移的情况，并且背景电数值一直处于增强的趋势，则说明其抑制模块的零件出现了问题，此时技术人员应当先行检测离子抑制设备的情况，需要能够正常工作的接地线来保证仪器工作时的稳定性。在离子光谱仪器的维修工作中还需要工作人员注意用去离子液体来清洗仪器的泵，并且使用过强酸性物质以及强碱性物质之后需要将仪器清洗干净，这样才能避免仪器的内部密封圈以及泵被损坏。其次在平常使用离子光谱仪器的过程中，要适时加入淋洗液，这样可以防止泵内的液体耗光，从而出现仪器空抽的情况。当泵内部出现了气泡，要先行去除里面的气