黃志剛

（吐魯番市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，新疆 吐魯番838000）

1 引言

離子色譜技術(shù)可以在水環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中有效監(jiān)測(cè)水體中含有的常規(guī)水溶性離子，相對(duì)于其他監(jiān)測(cè)方式來(lái)說(shuō)，具有靈敏度高、成本低的優(yōu)勢(shì)，可以提升監(jiān)測(cè)效率，縮短監(jiān)測(cè)周期，在水環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中有著十分重要的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用效果。所以離子色譜技術(shù)也是水環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中最為常用的監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)技術(shù)，但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也存在一定的問(wèn)題需要進(jìn)行規(guī)避和完善。

2 離子色譜技術(shù)概述

2.1 離子色譜技術(shù)的原理

離子色譜技術(shù)出現(xiàn)于20 世紀(jì)70年代，主要是通過(guò)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行離子交換制的分離，然后用監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)出流出物電導(dǎo)的變化情況，從而能夠明確流出物的主要電學(xué)性質(zhì)，推測(cè)流出物的主要結(jié)構(gòu)，對(duì)水質(zhì)的污染問(wèn)題進(jìn)行分析和研究。監(jiān)測(cè)水中不同離子的含量在水環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域離子色譜技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，應(yīng)用的歷史長(zhǎng)達(dá)幾十年，離子色譜技術(shù)已經(jīng)是一項(xiàng)應(yīng)用十分成熟和系統(tǒng)的技術(shù)，在發(fā)展過(guò)程中有著十分廣闊的發(fā)展前景和巨大的發(fā)展價(jià)值。目前，離子色譜技術(shù)的分離方式主要包括HPIC、HPIEC、MPIC 這三種技術(shù)，在離子交換原理的支持下，離子交換色譜利用樹(shù)脂進(jìn)行離子分離，是液相色譜技術(shù)的重要組成部分[1]。所用的樹(shù)脂交換容量較低，交聯(lián)度比較高，因此，只需要體積較小的樣本便能夠得出相對(duì)精確的結(jié)果?？梢赃M(jìn)行在線(xiàn)的監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)效率較高，可以減少人員的使用，簡(jiǎn)化監(jiān)測(cè)流程?，F(xiàn)代離子色譜技術(shù)是一種從高效液相色譜技術(shù)中分離出來(lái)的能夠?qū)崿F(xiàn)智能溶液離子組分監(jiān)測(cè)的方法和技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品中離子的有效分析以及分離[2]。

2.2 離子色譜技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

離子色譜技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的技術(shù)來(lái)說(shuō)具有較大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)通常采用原子吸收法以及分光光度法進(jìn)行陽(yáng)離子的分析與監(jiān)測(cè)，這種監(jiān)測(cè)技術(shù)只能夠?qū)δ撤N元素進(jìn)行分析，監(jiān)測(cè)所需要耗費(fèi)的工作量較大、時(shí)間較長(zhǎng)，而且監(jiān)測(cè)精度無(wú)法得到保障。傳統(tǒng)的陰離子分析與監(jiān)測(cè)通常應(yīng)用光度法和容量法來(lái)進(jìn)行，需要消耗大量的藥品和成本，花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，處理操作的難度較大[3]。離子色譜監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用首先能夠大大地縮短監(jiān)測(cè)所需要的時(shí)間，通常只需要幾分鐘便可以獲得較為精確的結(jié)果，能夠有效分析比較常見(jiàn)的陰陽(yáng)離子，離子交換技術(shù)結(jié)合高效分離柱可以進(jìn)一步縮短分析所需要的時(shí)間，提高靈敏度。同時(shí)，離子色譜技術(shù)還具有良好的選擇性，可以匹配多種監(jiān)測(cè)器和固定相，因此，可以極大地簡(jiǎn)化前處理程序，只需要對(duì)液體進(jìn)行稀釋和過(guò)濾之后便能夠進(jìn)行監(jiān)測(cè)。另外，離子色譜技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)一次監(jiān)測(cè)多種化合物，能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)樣品的多種成分[4]。

2.3 離子色譜技術(shù)的分離方式和特點(diǎn)

離子色譜技術(shù)對(duì)離子具有較強(qiáng)的選擇性，該技術(shù)在進(jìn)行復(fù)雜樣品的分析過(guò)程中可以準(zhǔn)確分離各種陰陽(yáng)離子，結(jié)合雙柱法可以進(jìn)一步提升離子分離的速度以及離子分離的質(zhì)量，對(duì)樣品要求比較低，設(shè)備使用壽命比較長(zhǎng)，靈敏度較高，在水環(huán)境的處理與監(jiān)測(cè)過(guò)程中有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。離子色譜的類(lèi)型分別為離子排斥色譜、離子交換色譜以及離子對(duì)色譜三種類(lèi)型。離子排斥色譜主要是利用固定相和溶質(zhì)之間的非離子性的相互作用進(jìn)行相關(guān)離子的分離，離子交換色譜則是以離子間作用力的不同進(jìn)行陰陽(yáng)離子的有效分離。離子排斥色譜主要應(yīng)用于有機(jī)酸和有機(jī)弱酸的分離，也可以用于氨基酸、醇類(lèi)以及糖類(lèi)的分離。離子對(duì)色譜的分離原理基于分離和吸附的選擇性，與流動(dòng)相的性能密切相關(guān)，主要應(yīng)用于金屬絡(luò)合物以及表面活性陽(yáng)離子的分離。

3 水環(huán)境監(jiān)測(cè)中離子色譜技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題

在離子色譜技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在各種各樣的問(wèn)題，影響離子監(jiān)測(cè)的效率以及離子監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。例如，在水樣過(guò)濾處理的過(guò)程中，需要將監(jiān)測(cè)的水樣經(jīng)過(guò)相應(yīng)的濾膜進(jìn)行抽濾，否則容易造成水樣中的顆粒物堵塞管路的問(wèn)題，引起離子色譜設(shè)備的故障。同時(shí)，還需要加強(qiáng)水樣的稀釋處理，由于待測(cè)樣品離子對(duì)樹(shù)脂的親和力存在較大的差異，通常采用多次進(jìn)樣的方法，通過(guò)不同濃度淋洗液的配置進(jìn)行水樣組分的分離以及處理。在這個(gè)過(guò)程中，如果水量控制不合理，導(dǎo)致水樣濃度過(guò)高，會(huì)造成色譜峰拖尾且寬度較大的問(wèn)題。在離子色譜技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)輸液系統(tǒng)混入氣泡、系統(tǒng)壓力過(guò)高以及計(jì)算機(jī)脫離連接等各種設(shè)備故障以及監(jiān)測(cè)問(wèn)題，輸液系統(tǒng)混入氣泡將會(huì)使得離子色譜儀基線(xiàn)不穩(wěn)定，系統(tǒng)壓力過(guò)高，進(jìn)而造成色譜柱單向閥以及保護(hù)柱堵塞及計(jì)算機(jī)脫離連接，影響離子色譜技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果。因此，在應(yīng)用離子色譜技術(shù)進(jìn)行水樣監(jiān)測(cè)與分離的過(guò)程中，要對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)分析與研究，盡可能地在監(jiān)測(cè)過(guò)程中規(guī)避上述問(wèn)題，保證監(jiān)測(cè)的連續(xù)性和準(zhǔn)確性。

4 解決水環(huán)境監(jiān)測(cè)中離子色譜技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題的相關(guān)對(duì)策

4.1 針對(duì)輸液系統(tǒng)混入氣泡問(wèn)題的解決對(duì)策

首先，需要從源頭上控制氣泡的混入。例如，可以在淋洗劑和再生液更換之后進(jìn)一步排除氣泡進(jìn)入問(wèn)題，可以利用純水經(jīng)過(guò)真空泵透氣處理的方法避免氣泡的產(chǎn)生，有效規(guī)避氣泡對(duì)測(cè)試環(huán)境的影響。其次，需要加強(qiáng)對(duì)已經(jīng)混入氣泡的處理，可以通過(guò)打開(kāi)廢液閥釋放空壓力的方式使氣泡破碎，避免氣泡對(duì)測(cè)試造成干擾。

4.2 針對(duì)計(jì)算機(jī)脫離連接問(wèn)題的解決對(duì)策

如果在應(yīng)用離子色譜儀進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)的過(guò)程中出現(xiàn)計(jì)算機(jī)脫離連接的問(wèn)題，將會(huì)直接影響監(jiān)測(cè)的結(jié)果以及監(jiān)測(cè)的質(zhì)量。當(dāng)大型儀器和色譜儀連接到同一電路上時(shí)，極易由于電壓不穩(wěn)定以及電流故障導(dǎo)致計(jì)算機(jī)和色譜儀之間脫離連接，從而引發(fā)色譜儀數(shù)據(jù)的丟失以及測(cè)試流程的中斷，影響測(cè)試結(jié)果和測(cè)試效率。因此，在實(shí)際使用過(guò)程中，應(yīng)該在測(cè)試之前對(duì)電壓進(jìn)行測(cè)試，保證電壓環(huán)境的穩(wěn)定性，從而保證離子色譜儀的供應(yīng)電源穩(wěn)定，錯(cuò)開(kāi)設(shè)備使用時(shí)間，使得計(jì)算機(jī)能夠有效連接到離子色譜儀上進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測(cè)。

4.3 做好離子色譜儀的日常維護(hù)工作

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和工藝水平的持續(xù)進(jìn)步，離子色譜儀的種類(lèi)越來(lái)越多，需要對(duì)離子色譜儀的維護(hù)以及保養(yǎng)進(jìn)行不斷升級(jí)和優(yōu)化，采取針對(duì)性的維護(hù)措施對(duì)離子色譜儀進(jìn)行保護(hù)。通常情況下，需要進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)樣器和淋洗液瓶中水的更換，避免水中進(jìn)入細(xì)菌和灰塵而影響設(shè)備的正常使用。同時(shí)，還需要進(jìn)行必要的排氣，避免氣泡的產(chǎn)生。研究發(fā)現(xiàn)，離子色譜監(jiān)測(cè)效果與監(jiān)測(cè)過(guò)程中的溫度也有較大的關(guān)系，如果溫度在監(jiān)測(cè)過(guò)程中發(fā)生較大的波動(dòng)，將會(huì)影響監(jiān)測(cè)的效果以及監(jiān)測(cè)的質(zhì)量，會(huì)有不合理的變化出現(xiàn)在監(jiān)測(cè)指標(biāo)當(dāng)中，所以需要對(duì)溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制。操作結(jié)束之后，要下柱子并將之保存在常溫環(huán)境下，避免色譜柱損壞而影響監(jiān)測(cè)質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，離子色譜技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中有著十分重要的應(yīng)用價(jià)值，具有靈敏度高、用時(shí)短、精度高的優(yōu)勢(shì)，但是在具體操作實(shí)踐過(guò)程中離子色譜分析技術(shù)的應(yīng)用也存在一定的問(wèn)題，干擾監(jiān)測(cè)結(jié)果和監(jiān)測(cè)質(zhì)量。因此，需要加強(qiáng)對(duì)離子色譜技術(shù)的分析和研究，明確離子色譜技術(shù)應(yīng)用的原理以及應(yīng)用的規(guī)范，科學(xué)進(jìn)行離子色譜柱的操作。