離子色譜在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

韓瑩

摘 要：環(huán)境是人類(lèi)生存的基礎(chǔ)條件，環(huán)境質(zhì)量問(wèn)題逐漸的被人們所關(guān)注，它不但可以提高人民生活質(zhì)量，還可以提高工作效率。環(huán)境檢測(cè)分析方法逐漸多元化，通過(guò)相關(guān)的調(diào)查和研究得出，環(huán)境監(jiān)測(cè)方面離子色譜方法是最常用的方法，它可以簡(jiǎn)單快捷的分析出水質(zhì)的情況，受到的影響因素比較少。同時(shí)可以對(duì)不同離子進(jìn)行分析，而且不會(huì)帶來(lái)環(huán)境污染和損害，所以在環(huán)境檢測(cè)研究方面得到廣泛的使用。

關(guān)鍵詞：離子色譜;環(huán)境檢測(cè);應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1 引言

離子色譜法（IC）作為一種高效色譜方法，具有進(jìn)樣體積小、分析快速、靈敏度高、高選擇性、可同時(shí)分析多種目標(biāo)離子以及實(shí)驗(yàn)環(huán)境友好、試劑污染小、維護(hù)簡(jiǎn)便等特性，在眾多水分析方法中具有巨大優(yōu)勢(shì)，因而廣泛應(yīng)用于飲用水、地表水、降水、工業(yè)廢水甚至空氣廢氣的分析檢測(cè)。

2 離子色譜法基本原理

對(duì)離子色譜法來(lái)講，是一門(mén)全新的化學(xué)成分分析技術(shù)。這種技術(shù)產(chǎn)生于上世紀(jì)中后期，在陰離子的分析上，具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，并成為當(dāng)時(shí)在化學(xué)分析領(lǐng)域的一大突破。特別是在多組分化學(xué)成分的測(cè)定方面，更是受到廣泛的好評(píng)。而對(duì)于離子色譜法，按照分離模式來(lái)分類(lèi)，可以將離子色譜法分為離子排斥色譜、離子交換色譜和離子對(duì)色譜。其中，離子排斥色譜法通常被用在重要的有機(jī)酸和醇類(lèi)等物質(zhì)的測(cè)定中;離子交換色譜則主要用于對(duì)無(wú)機(jī)類(lèi)離子的成分分析。而對(duì)于離子色譜法來(lái)講，離子色譜法原理主要是借助物質(zhì)在離子交換柱上存在的差別來(lái)對(duì)物質(zhì)內(nèi)不同的成分進(jìn)行離散，然后借助光學(xué)和電化學(xué)的原理，對(duì)物質(zhì)中的每一種成分進(jìn)行分析，最終得到不同離子的光譜圖。在這個(gè)過(guò)程中，它包含離子對(duì)色譜、離子排斥色譜和交換色譜。以對(duì)水質(zhì)的分析為例，在水質(zhì)分析中，HP-IC則是常用的一種分離方法，這種方式主要是對(duì)親水性的陰陽(yáng)離子進(jìn)行分析，并作出精確的判斷。而其原理則是利用樣本中離子和牢固相電荷間庫(kù)侖力的功用，樣品中的離子會(huì)被暫時(shí)性的固定和保存。而由于庫(kù)侖力的差異，導(dǎo)致這兩者之間存在一定的親和力差異，繼而在對(duì)固定相保留度也不完全相同。因此，這就可以對(duì)不同的離子進(jìn)行分離。

3 離子色譜法優(yōu)勢(shì)分析

離子色譜法與傳統(tǒng)的檢測(cè)分析手段相對(duì)比，有著一定的優(yōu)勢(shì)。不僅僅操作難度較低，具有較強(qiáng)的選擇性，可以根據(jù)需要靈活進(jìn)行特定物質(zhì)的分析，檢測(cè)速度較快，周期較短，檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度較高。同時(shí)離子色譜法還能夠在同一時(shí)間內(nèi)完成對(duì)不同種離子的快速檢測(cè)，并且具有較強(qiáng)的抗干擾能力與環(huán)保屬性，在檢測(cè)過(guò)程中，不會(huì)對(duì)外部環(huán)境產(chǎn)生影響。正是基于這種優(yōu)勢(shì)，離子色譜法被廣泛應(yīng)用于環(huán)境檢測(cè)、醫(yī)療檢測(cè)、水質(zhì)分析等多個(gè)領(lǐng)域，尤其在水質(zhì)分析工作中的應(yīng)用，在傳統(tǒng)的水質(zhì)分析環(huán)節(jié)，由于不同水體中所含有的離子種類(lèi)有所差異，因此在化學(xué)檢測(cè)以及儀器檢測(cè)環(huán)節(jié)，需要耗費(fèi)大量的資源，用于檢測(cè)儀器、檢測(cè)藥劑的準(zhǔn)備，成本較高，檢測(cè)分析效果并不明顯。而離子色譜法在水質(zhì)分析環(huán)節(jié)的應(yīng)用，則能夠有效解決上述問(wèn)題，在確保水質(zhì)分析效果的前提下，壓縮檢測(cè)成本，避免了額外的費(fèi)用支出。基于離子色譜法在水質(zhì)分析中所展現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)當(dāng)對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用方式進(jìn)行探討，構(gòu)建起完善高效的水質(zhì)分析機(jī)制。

4 離子色譜在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

4.1 離子色譜在環(huán)境水質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用

目前，我國(guó)的水質(zhì)分析工作中通常使用的是離子色譜分析法技術(shù)。離子色譜法運(yùn)用的領(lǐng)域有居民日常飲用水的水質(zhì)分析、生活污水的水質(zhì)分析、工業(yè)污水的水質(zhì)分析和海水成分的分析等方面。水環(huán)境中的無(wú)機(jī)化合物的游離性比較強(qiáng)，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，在檢測(cè)水環(huán)境中無(wú)機(jī)化合物的過(guò)程中，有效性不足，同時(shí)，傳統(tǒng)檢測(cè)方法的檢測(cè)手段比較復(fù)雜，操作的難度比較大，運(yùn)用離子色譜監(jiān)測(cè)方法，主要可以通過(guò)梯度淋洗方法，對(duì)水環(huán)境中的陰陽(yáng)離子進(jìn)行快速的分離處理，有效提取到檢測(cè)的目標(biāo)樣本，減少其他陰離子與陽(yáng)離子對(duì)檢測(cè)成果造成的干擾，提高離子色譜監(jiān)測(cè)方法在無(wú)機(jī)化合物分析中的準(zhǔn)確度。在這個(gè)過(guò)程中，檢測(cè)人員要注意以下幾個(gè)要點(diǎn)：1）全面控制好淋洗檢測(cè)方法的運(yùn)行時(shí)間，對(duì)于一般的污染水源，目前主流的做法是，將時(shí)間控制在30分鐘作用，檢測(cè)人員要在時(shí)間臨界點(diǎn)，對(duì)水環(huán)境中的陰離子分離狀況進(jìn)行觀察，逐步確定出檢測(cè)的最佳分離時(shí)間。2）檢測(cè)人員要提高對(duì)飲用水陰陽(yáng)離子檢測(cè)的重視程度，按照國(guó)家對(duì)于飲用水中陰陽(yáng)離子的含量規(guī)定，進(jìn)行檢測(cè)計(jì)劃的制定，確定好檢測(cè)的周期。3）檢測(cè)人員要不斷進(jìn)行技術(shù)改造，根據(jù)市場(chǎng)上的技術(shù)與設(shè)備的變化，對(duì)自身的檢測(cè)方案進(jìn)行升級(jí)。例如，檢測(cè)人員可以利用了Ion-PacCSll分離柱等先進(jìn)的方法與設(shè)備，對(duì)目前的檢測(cè)方案進(jìn)行調(diào)整，提高水環(huán)境中的陰陽(yáng)離子的分離效果。

4.2 離子色譜在環(huán)境土壤檢測(cè)中的應(yīng)用

土壤中的無(wú)機(jī)陰陽(yáng)離子含量是環(huán)境監(jiān)測(cè)中的一類(lèi)重要指標(biāo)，不僅關(guān)系水體質(zhì)量、農(nóng)業(yè)安全，還與癌癥以及地方病有所關(guān)聯(lián)。由于土壤成分復(fù)雜，ICP只能檢測(cè)金屬陽(yáng)離子，AAS、AES、SP等方法一次只能測(cè)定一個(gè)元素或一種離子，尤其是分光光度法，不僅效率低、步驟多、干擾大，還產(chǎn)生大量廢液，給環(huán)境造成額外負(fù)擔(dān)。只有離子色譜法，可在土壤樣品以合適方法提取后，直接對(duì)提取水樣進(jìn)樣檢測(cè)，同時(shí)得到一系列陰離子或陽(yáng)離子數(shù)據(jù)。例如，硫酸鹽在自然界中分布廣泛，在土壤中常以微溶或不溶的礦物鹽形式存在。硫酸鹽能改變土壤pH值，造成土壤的酸堿度失衡，影響植物根系對(duì)其他礦物鹽和微量元素的吸收，也直接影響植物對(duì)硫元素的吸收和利用。測(cè)定土壤中硫酸鹽含量對(duì)確定鹽土類(lèi)型以及改良利用土壤都具有重要的意義。有文獻(xiàn)介紹重量法、EDTA容量法、陽(yáng)離子交換法和硫酸鋇比濁法測(cè)定硫酸根離子，但硫酸鋇比濁法精密度較差，另外3種方法操作煩瑣冗長(zhǎng)。

4.3 離子色譜在環(huán)境空氣檢測(cè)中的應(yīng)用

隨著社會(huì)發(fā)展以及人們對(duì)空氣質(zhì)量的日益重視，環(huán)境空氣的各檢測(cè)項(xiàng)目重要性也日益體現(xiàn)。在實(shí)際的監(jiān)測(cè)工作中，大氣中的氟化物、硫酸鹽化速率、二氧化硫、氮氧化物、鹽酸霧、硫酸霧、硫化氫、氨氣等是常規(guī)的檢測(cè)項(xiàng)目，選擇合適的提取方法、相應(yīng)的吸收試劑，就能直接或間接地進(jìn)行測(cè)定，簡(jiǎn)便可靠，靈敏度高。

5 離子色譜儀的日常維護(hù)

5.1 做好前處理工作

應(yīng)用離子色譜技術(shù)檢測(cè)樣品時(shí)，首先要借助于PTFE濾頭科學(xué)過(guò)濾樣品，如果依然達(dá)不到要求，則要進(jìn)行稀釋?zhuān)偈闺x子濃度與曲線(xiàn)濃度范圍要求所符合。部分樣品如果存在著一定的干擾，則需要借助于針對(duì)性的陽(yáng)離子交換柱，將金屬離子干擾去除掉，如果有機(jī)物含量較高，則需要運(yùn)用C18或RP固相萃取柱。

5.2 做好日常維護(hù)工作

目前，離子色譜儀的類(lèi)型不斷增多，需要結(jié)合具體類(lèi)型，采取針對(duì)性的日常維護(hù)措施。一般來(lái)講，每周需要定期更換自動(dòng)進(jìn)樣器、淋洗液A瓶的水，避免系統(tǒng)受到樣品細(xì)菌的污染。完成更換操作后，要進(jìn)行必要的排氣，首先將廢液閥打開(kāi)，然后點(diǎn)擊prime按鈕，完成排氣工序后要避免過(guò)緊的擰廢液閥。研究發(fā)現(xiàn)，溫度也會(huì)在較大程度上影響到離子色譜檢測(cè)效果。如果沒(méi)有穩(wěn)定的溫度條件，就會(huì)導(dǎo)致有不合理變化出現(xiàn)于檢測(cè)指標(biāo)中，因此，就需要對(duì)室溫嚴(yán)格控制。如果色譜柱長(zhǎng)時(shí)間不用，需要科學(xué)封存。利用淋洗液對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行1h左右的沖洗，結(jié)合操作說(shuō)明卸下柱子，借助于死堵頭封閉處理色譜柱，將其保存于常溫環(huán)境下。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上，通過(guò)離子色譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的廣泛應(yīng)用，可高效準(zhǔn)確地對(duì)水環(huán)境、大氣環(huán)境和土壤環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提供詳實(shí)可信的數(shù)據(jù)信息。因此，在國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)日趨重視的今天，以離子色譜技術(shù)統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)室對(duì)環(huán)境中離子的檢測(cè)是十分必要和迫切的。

參考文獻(xiàn)

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