水质监测中离子色谱的应用探究

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　　摘要：随着我国经济建设的高速发展、人民生活水平的提高，人们对水环境安全的关注度也相应提升。对水体中所含各种成分进行定性定量分析也就成为水质保障的关键问题之一。文章很对水质监测中离子色谱的应用展开了相关的分析，以供大家研究探讨。
　　关键词：水质监测;离子色谱;应用
　　离子色谱具有准确、简捷、快速等诸多优点，是目前同时测定地表水中多种阴离子最佳的方法。它的使用简化了检测离子的操作步骤，提高了自动化程度，减少了人为误差，使分析结果的精密度和准确度明显提高。
　　1离子色谱技术的组成及分离方式
　　广义地说，高效液相色谱仪的基本单元至少应该包括贮液器、高压泵、进样器、色谱柱、监测器与记录仪组成，其中计算机系统可以实现仪器控制与数字处理一体化。具体到离子色谱仪，其硬件组成分四大主要装置，包括色谱分离柱、监测器、传送装置与数据处理装置。作为离子色谱技术系统的最核心部件，色谱分离柱由柱管、压帽、卡套、筛板等组成，考虑到在水质监测中会有酸性或碱性的样品，所以色谱分离柱部分不含金属成分;监测器多用抑制型监测器，监测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电导，再将样品离子转变成相应的酸或碱以增加其电导，从而大幅度地提高监测灵敏度;传送装置的主要作用是将液相物质输送到分离柱、监测器等，如贮液罐、定量环进样器等;数据处理装置以计算机系统为主。
　　离子色谱技术常用的离子交换剂有两类，即以交联聚苯乙烯为基体的离子交换树脂与以硅胶为基體的键合离子交换剂，前一种离子交换剂也有说法定义为薄膜型离子交换树脂，以薄壳玻珠为承担载体，并在其表面涂覆所占比例不到3%的离子交换树脂;后一种也被称为离子交换键合固定相，即利用化学反应通过键合力的作用使离子交换基团键合在惰性担体表面，键合担体又分两种形式，即键合薄壳型与键合微珠担体型离子交换树脂。微粒硅胶作为近年来新型离子交换树脂，不仅具有键合薄壳型离子交换树脂的优点，窒温下可分离试样组分、柱效高并且试样容量比键合薄壳型交换树脂更高。离子交换树脂又分为阳离子交换树脂与阴离子交换树脂。按离子交换功能团酸碱性的抢夺，阳离子交换树脂又分为强酸性树脂与弱酸性树脂;类似地，阴离子交换树脂可分为强碱性树脂与弱碱性树脂。因为强酸性或强碱性的离子交换树脂非常稳定，且适用的pH值范围更宽，因此在离子色谱技术中应用更为广泛。
　　2离子色谱技术的特点
　　2.1进样体积小
　　由于现代离子色谱技术所使用的色谱柱含有的树脂具有较高的交联度和较低的交换容量，使得色谱进样的体积较小。
　　2.2能够实现自由游动离子的配对和交换
　　因为现代离子色谱技术是从高效液相色谱技术中分离出来的，因此现代离子色谱技术的色谱柱上的树脂是带有电荷的，同时现代离子色谱技术还能实现自由离子的配对和交换，通过实现自由离子的配对，可以分离出样本中的无机离子。通过离子的交换，可以让样本中的离子实现交换吸附和解吸，进而实现样本离子的状态平衡。
　　2.3应用范围广
　　现代离子色谱技术的应用范围很广，不仅可以应用在环境监测行业，还可以应用在食品制造行业、纺织行业等，而且随着现代离子色谱技术的发展，其应用范围将会越来越广。
　　3离子色谱在水质监测中的应用
　　3.1分析无机阳离子、阴离子
　　离子色谱分析法改变了传统的化学分析状况，有效缩短了分析时间，通过一次进样、梯度淋洗的方法，能够在30min中分离出 36种阴离子，是对饮用水阴离子进行测定的最有效的方法。同时，抑制型离子色谱使用二肢基丙酸和盐酸作为淋洗剂，能够分析出多种阳离子，将阳离子交换固定相在苯乙烯聚合物表面与磺酸基阳离子交换乳胶进行聚合，碱金属离子的亲和力小于碱土，通过等浓度淋洗一次进样，很难同时分离两组离子。使用新型的分离柱能够改变阳离子的交换位置或其选择性以及密度，同样采取等浓度淋洗一次进行的方法，在15min内将碱土离子和碱金属离子分离。
　　3.2分析有机酸、碱
　　离子色谱可以分析有机酸和有机碱。取代基、带控基的多元酸、控酸，例如酒石酸、丁二酸、乳酸、拧橡酸等，经过衍生反应后，难以生存可挥发组分，无法利用气相色谱进行分析，离子色谱解决了这一问题。新型的排斥柱离子填料，包含普通排斥柱的阳离子交换基团，起基代替OH基能和位于填料弱离子交换处的Co基产生氢基，使琵基酸的分离选择性增强。通过离子排斥的分离模式，可以测定出50种水中的可溶性有机酸，找出了定量分析36种有机酸的条件，在多样品分析方面取得了良好的效果。
　　3.3分析复杂样品
　　离子色谱分析方法的发展，实现了无机阳离子和阴离子、有机酸、离子物质和费离子物质的同时分离。有些水样本具有复杂的成分，同时含有无机阳离子、阴离子和其他有机物质，难以测定其成分。通过单株离子色谱法，能够对水样本中草酸、Cl-、Ca+的含量进行测定，其洗脱液为EDTA溶液，洗脱液与Ca+会发生化学反应生成阴离子配合物，同时测定了有机酸和阴阳离子。
　　总之，离子色谱具有快速，准确，灵敏，操作简单，成本低的优势，是水质监测中非常重要的方法。随着离子色谱联用技术以及色谱技术的日益完善，离子色谱技术的应用前景将会越来越广阔。
　　参考文献：
　　[1]孟时贤，离子色谱技术在环境监测中的具体应用[J].中小企业管理与科技，2016（3）.
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