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摘要:现阶段,离子色谱技术在环境水质检监测中应用十分广泛,它具有操作简便使用方便、结果准确并且耗时短的特征。它在原有离子检验的基础上进行了简化,并加入了自动化设施,提高了检测结果的精度及准确度,降低了人为因素的影响。目前已经成为化学科学中一项十分常见的技术之一。
关键词:水环境;检测;离子色谱技术;应用
一、离子色谱技术的涵义
离子色谱技术指的是将电导检测器(已经过改进)安装于离子交换树脂柱的后侧,使其与检测色谱分离离子进行连接的一种方法。对于液相色谱技术而言,离子色谱技术是非常重要的存在,与以往任何一种形式的交换色谱技术相比,离子色谱技术监测结果精准性更高,监测范围也更大。
二、离子色谱技术的分离机理
离子色谱法作为一种常用离子交换固定相作为分离柱,利用电导检测器来降低监测背景电导,其主要基于三种不同分离机理:
1.HPIC
HPIC,即高效离子交换色谱法。这种色谱法的分离主要是基于流动相与健合,使流动相与健合在基质上实现离子交换集团之间的离子交换过程,以及一些非离子的相互作用。高效离子交换色谱目前常应用于有机、无机阴离子及阳离子分离领域。
2.HPICE
HPICE,即高效离子排斥色谱法。这种色谱法的分离主要是基于固定相与被分析物之间多种(三种)不同作用的-Donnan排斥,吸附作用、空间排斥等,从而达到分离效果。高效离子排斥色谱法主要应用于较弱的无机和有机酸分离应用领域。
3.MPIC
MPIC,即流动相离子色谱法。这种色谱法的分离主要是基于被分析物在分析柱上的吸附作用。根据可动相浓度及组成选择相应的分析柱。其中,流动相加入了有机改进剂、离子对试剂。流动相离子色谱法分离方式常常被应用于过渡金属铬和物,以及表面活性阳离子与阴离子分离等各个领域。
三、离子色谱技术的发展现状
随着化学技术水平的不断发展,离子色谱分析技术日趋成熟,已经成为化学分析领域一种常用的化学分析技术,而且它的应用范围随着其技术水平的提高而不断扩大,所产生的影响效果也十分明显。但是在实际应用的过程中,离子色谱技术在具体的应用中还存在许多不足的情况,需要工作人员能够不断地对其进行研究与完善。例如硅质填料会影响具体工作过程中测定溶液pH的稳定性,导致分析数据不准确,高聚物粒子在有机溶剂中难以发挥,往往会影响分析的结果等。洗脱液的选择与使用是离子色谱分析技术的关键核心技术之一,在分析不同的离子时,需要采用不同的洗脱液与不同的技术,特别是在一些机构与性质进行比较的离子物质进行分析,洗脱液类型的选择是十分重要的。
四、离子色谱技术应用时的注意事项
离子色谱对温度较为敏感,因此,该类技术的使用及所得结果也极易受到温度的影响。一旦温度未达到合理范围,那么在该类技术的应用时,便会出现基线不稳定等现象,从而影响到最终的检测结果。对此,技术人员在开展检测过程时,需高度重视对环境温度的控制,要选择在恒温环境下开展对水样本的检测和分析,以求得出最精确的结果。此外,涉及参与检测过程的设备均需安置在恒温条件下,不要因为自然环境或者空调等对温度的影响而导致检测设备温度不定,因而影响检测结果。当所有条件均满足检测要求后,静待一段时间,等温度彻底平稳后再开展后续的检测环节,同时需注意对水样的过滤处理方式。待测水样本必须经过标准的过滤技术处理,运用0.45μm 过滤膜先对检测样本采取过滤处理,去除样本中的杂质,以免未经处理的杂质流入检测设备中,而导致检测设备的堵塞甚至是瘫痪。最后,需要注意对样本的稀释处理。如果水样的成分较为复杂,且亲和力差距数值较大,则需要分别进行多次检验,以便得出较为精准的检测结果。
五、离子色谱技术在环境水质检测中的应用探究
(一)无机阴、阳离子的检测
无机阴离子的检测方法比较早,且是最为成熟的检测方法。对于这种检测方式,既能够应用在环境水质检监测中,还能够对冶金、石油和废水等进行检测。对现代人们生活中的自来水和引水机等进行检测,主要是对水中所含有的无机阴离子的检测。而在这其中,相关人员对水中无机阴离子的检测主要是检测水样品中的卤素阴离子和硫酸根等比较常见的阴离子。由于卤素阴离子的含量与电子工业中产生的废物残留存在一定联系,因而对卤素离子检测是当前我国质量监控部门较为重要的工作之一。
对于无机阳离子的检测工作,与上述无机阴离子的的检测方式比较相似。其不同点则表现在:离子色谱技术对无机阳离子的检测采用的是不同离子色谱交换柱,这样能够对实际检测样品中的多种阳离子进行较好的检测。采用离子色谱技术对土壤中硼元素进行相应的检测工作时,因硼在植物生长发育上产生一定的影响,同时也是植物生长必不可少的重要元素。所以,硼元素所具有的含量值是衡量土壤肥力的关键指标。在现阶段,硼元素会对人和其他哺乳动物造成一定的伤害,特别是工业废料所残留或含有的有害物质废水。
(二)有机阴阳离子的检测
在水体当中除了一些无机阳离子和阴离子以外还存在着许多有机生物,而针对有机阴阳离子的检测活动,也可以利用离子色谱技术。比如,很多水体当中都蕴含着酒酸或者是柠檬酸的物质,而这些物质气相色谱法是无法进行分解的,能够利用离子色谱技术。通过离子色谱技术可以将水环境当中一些比较复杂的离子成分进行分解检测,并且在检测过程当中,除了检测阴阳离子以外,还可以检测水中的蛋白质含量。
(三)复杂样品的分析
现阶段对于离子色谱法的研究不断深入,如何将阴阳离子中离子性与非离子性物质同时分离,已经成为现阶段研究的重点。在实际检测过程中,水样的组成复杂,其中有可能同时含有有机酸、阴阳离子等,所以对其测定非常有难度的。使用单柱阴离子色谱法,可以实现对水样中Cl-、Ca2+等成分的测定。此外,以EDTA作为洗脱液,还能够与Ca2+反应形成络合物,这样就能够在同一根Shim-Pack柱子同时完成对阴、阳离子以及有机酸含量的测定。
六、离子色谱运行过程中出现的常见问题及处理方法
在应用离子色谱技术检测水样时,易出现输液系统存在气泡的问题。为防止输液系统中出现气泡,进而影响到基线稳定性,要求在正式检测前务必淋洗干净淋洗瓶,保障其中不存在气泡后,更换再生液或淋洗液。除此之外,为防止水样中出现气泡,应使用真空泵对纯水实施脱气处理,脱气后的纯水允许进入输液系统内部,如此便可维护仪器设备正常运转性能。经实践观察发现,若输液系统中已出现气泡,正确做法是打开废液阀,以将系统压力散去,待阀门开启时间已有4 min时,便可再次关闭阀门,但要控制好阀门松紧度,不可过紧。
结束语
综上所述,离子色谱技术具备操作便捷、检测灵敏度高、选择性好等技术优势,进而说明离子色谱检测技术的发展空间以及发展潜力巨大,对现代检测领域的发展起到明显的助力作用。在工作中,需要相关从业人员加强对离子色谱技术以及相关检测技术的应用研究,不断完善技术,进而让离子色谱技术发挥更好的应用效果,促进我国环境监测事业的发展。
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