新疆博尔塔拉蒙古自治州环境监测站 新疆博州 833400
摘要：开展水环境监测过程中最常使用的一种技术方法就是离子色谱技术，该技术在水环境监测中具有自动化程度高、效果稳定、技术应用成熟等诸多优势。本文简要分析了水环境监测中的离子色谱技术的应用原理,以及技术应用的常见问题,并有针对性地提出解决对策,对提升水环境监测质量具有积极的现实意义。
关键词：水环境监测；离子色谱技术；应用问题
引言
所谓离子色谱法是指利用离子交换原理,通过连续对共存的多种阴离子或阳离子进行分离、定性和定量的方法。这种方法有灵敏度高、稳定性好、检测线低、监测快等特点，不仅提高了技术人员的分析水平，还加快了检测样品的分析时间。
1离子色谱技术应用原理
四大色谱中,离子色谱技术位列第三位,作为重要的高效液相色谱分支,自20世纪70年代发明至今,已经广泛应用于环境检测中。离子色谱技术一般是利用离子交换固定相分离柱,利用抑制器实现背景电导降低的效果。离子色谱技术主要基于三种分离原理:
1.1 高效离子交换色谱技术(HPIC)
HPIC高效离子交换色谱法主要应用于无机与有机阳离子和阴离子的分离。HPIC技术利用流动相及键合基质上离子交换基团间发生离子、非离子交换过程或相互作用原理实现分离。
1.2 高效离子排斥色谱技术(HPICE)
HPICE高效离子排斥色谱法主要应用于弱的有机和无机酸领域的分离。HPICE技术分离基于固定相与被分析物间的空间排斥、吸附及唐南排斥作用实现分离效果。
1.3 流动相离子色谱技术(MPIC)
MPIC流动相离子色谱技术主要应用于表面活性阳离子、阴离子以及过渡金属络及物的分离领域。MPIC技术利用被分析物在分析柱上的吸附作用。可动相组成及其浓度会影响分析柱的选择性。需要将改进剂及离子对试剂加入至流动相。
2 离子色谱技术的优势
与其他检测方法相比,离子色谱技术具有如下优势:
2.1 多组分同时测定
在实际监测过程中,通过仪器条件的合理选择,便可达到被监测对象的多组分同时检测效果。
2.2 检测的高效性
离子色谱检测速率较高。常规的阴、阳离子的分析检测可10min时间内完成检测分析。
2.3 检测选择性优
在环境监测中,很多成熟的固定相可供选择,此外,检测器也具有很好的选择性。
2.4 样品用量少
选用离子色谱技术监测样品一般进样只需选择在10～50μL。
2.5 检测灵敏度高
离子色谱技术具有检测灵敏度高的特点,直接进样和浓缩柱分别可达ppb、ppt级。
2.6 检测线性优
离子色谱检测技术在相应的检测浓度范围内,其线性关系表现良好,便于在实际检测中的分析。
2.7 检测成本低
离子色谱技术在环境检测中的应用成本较低,可选用离子水作为流动相,淋洗液也不需要特殊试剂,因此,日常应用及维护的成本较低。
3 水环境监测中离子色谱技术的应用问题
在离子色谱技术的实际应用过程中存在各种各样的问题，影响离子监测的效率以及离子监测的准确性。例如，在水样过滤处理的过程中，需要将监测的水样经过相应的滤膜进行抽滤，否则容易造成水样中的颗粒物堵塞管路的问题，引起离子色谱设备的故障。同时，还需要加强水样的稀释处理，由于待测样品离子对树脂的亲和力存在较大的差异，通常采用多次进样的方法，通过不同浓度淋洗液的配置进行水样组分的分离以及处理。在这个过程中，如果水量控制不合理，导致水样浓度过高，会造成色谱峰拖尾且宽度较大的问题。在离子色谱技术的实际应用过程中，往往会出现输液系统混入气泡、系统压力过高以及计算机脱离连接等各种设备故障以及监测问题，输液系统混入气泡将会使得离子色谱仪基线不稳定，系统压力过高，进而造成色谱柱单向阀以及保护柱堵塞及计算机脱离连接，影响离子色谱技术的实际应用效果。因此，在应用离子色谱技术进行水样监测与分离的过程中，要对这些问题进行系统分析与研究，尽可能地在监测过程中规避上述问题，保证监测的连续性和准确性。
4 解决水环境监测中离子色谱技术应用问题的相关对策
4.1 针对输液系统混入气泡问题的解决对策
首先，需要从源头上控制气泡的混入。如，可以在淋洗剂和再生液更换之后进一步排除气泡进入问题，可以利用去离子水经过真空泵透气处理的方法避免气泡的产生，有效规避气泡对测试环境的影响。其次，需要加强对已经混入气泡的处理，可以通过打开废液阀释放空压力的方式使气泡破碎，避免气泡对测试造成干扰。
4.2 针对计算机脱离连接问题的解决对策
如果在应用离子色谱仪进行水质监测的过程中出现计算机脱离连接的问题，将会直接影响监测的结果以及监测的质量。当大型仪器和色谱仪连接到同一电路上时，极易由于电压不稳定以及电流故障导致计算机和色谱仪之间脱离连接，从而引发色谱仪数据的丢失以及测试流程的中断，影响测试结果和测试效率。因此，在实际使用过程中，应该在测试之前对电压进行测试，保证电压环境的稳定性，从而保证离子色谱仪的供应电源稳定，错开设备使用时间，使得计算机能够有效连接到离子色谱仪上进行系统监测。
4.3 做好离子色谱仪的日常维护工作
随着科学技术的不断发展和工艺水平的持续进步，离子色谱仪的种类越来越多，需要对离子色谱仪的维护以及保养进行不断升级和优化，采取针对性的维护措施对离子色谱仪进行保护。通常情况下，需要进行自动进样器和淋洗液瓶中水的更换，避免水中进入细菌和灰尘而影响设备的正常使用。同时，还需要进行必要的排气，避免气泡的产生。通过多次实验发现离子色谱监测效果与监测过程中的温度也有较大的关系，如果温度在监测过程中发生较大的波动，将会影响监测的效果以及监测的质量，会有不合理的变化出现在监测指标当中，所以需要对温度进行严格控制。操作结束之后，要下柱子并将之保存在常温环境下，避免色谱柱损坏而影响监测质量。
5离子色谱检测法的未来发展方向
从上文分析可知, 离子色谱检测法在水环境检测与水污染治理的过程中, 有着广泛的应用。提高离子色谱检测法应用效果, 需从两方面进行尝试:一方面, 加强对离子色谱检测法的重视, 完善IC检测理论, 营造最佳的检测环境, 以进一步降低检测的成本。另一方面, 检测人员要重视信息技术, 尤其是大数据技术在离子色谱检测法中的应用, 通过数据挖掘技术, 提高离子色谱检测法的检测深度, 对历史数据信息进行综合分析, 对水环境中阴离子的来源进行全面检测。利用数据清洗技术, 对离子色谱检测法获得的数据, 进行重复数据分析。
结论
综上所述，离子色谱技术在水环境监测过程中有着十分重要的应用价值，具有灵敏度高、用时短、精度高的优势，但是在具体操作实践过程中离子色谱分析技术的应用也存在一定的问题，干扰监测结果和监测质量。因此，需要加强对离子色谱技术的分析和研究，明确离子色谱技术应用的原理以及应用的规范，科学进行离子色谱柱的操作。
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