离子色谱技术在环境监测中常见问题研究

发表时间:2021/6/4   来源:《科学与技术》2021年2月第5期   作者:常鹏利 康晓敏 卢绍聪
[导读] 基于稀释、过滤,以及预沉降等手段的常规环境样品预处理技术
        常鹏利  康晓敏 卢绍聪
        陕西省环境科学研究院  陕西西安  710061

        摘要:基于稀释、过滤,以及预沉降等手段的常规环境样品预处理技术,在被测样品种类不断增加的情况下,操作复杂,会造成一定的误差,为此提出离子色谱技术在环境监测中常见问题研究。通过对环境样品种类的预处理,实现色谱柱与色谱条件的选择。根据实验结果可以看出,在加入5mg/L相同环境监测液体分析物的情况下,离子色谱技术的环境监测相对误差较小,仅为2.9%,能够实现对环境监测数据更为精准的分析。
        关键词:离子色谱;环境监测;预处理;数据分析;
        中图分类号:O657.7+5       文献标识码:A
        
        0引言
        随着社会经济的快速发展,生态环境也不断遭到破坏,尤其是生物多样性减少、荒漠化,以及水资源短缺等问题日益加剧。在对环境进行监测时,发现环境污染物一旦进入到大气环境中,便会对人体造成一定程度的伤害[1]。当今环保意识的不断增强,对有毒、有害物质的处理便提出了更高的要求,环境监测也越来越受到重视。
        在环境监测中,发现环境检测样品基体复杂多样,而环境有害物质的浓度较低,同种有害物质元素很容易受到环境变化的影响,并以多种形式并存。环境监测是保护环境的重要构成部分,尤其是在环境保护中逐步实现量化监测[2]。因此,环境的监测离不开技术的支持,而离子色谱技术刚好能够发挥重要现实作用。
        基于离子色谱技术的环境监测样品预处理,主要是通过超临界流体萃取、单点萃取、固相萃取,以及液相微萃取等技术实现的。基于离子色谱技术的环境监测,在提高环境中待测物质测定结果准确性、避免色谱柱损坏,以及提高监测灵敏性等方面,发挥了重要作用。
1提出离子色谱技术在环境监测中常见问题
1.1预处理环境样品种类
        在基于离子色谱技术的环境监测中,通过超临界流体萃取的技术对环境监测样品进行数据预处理。在离子色谱技术中,超临界流体萃取是指监测环境内温度与压力临界点之上的样品流体[3]。对环境样品技术进行超临界流体萃取的预处理方式,其表面张力为0,样品的流体密度接近其溶解力液体,具有较强的环境监测样品物质的传导能力。具体的超临界流体萃取在环境监测中的应用如表1所示:

        将超临界流体萃取技术应用于环境监测的样品分析中,该预处理方法不但处理简单、高效,而且能够满足污染物稳定性,以及低含量的特性。此外,超临界流体萃取技术是基于线上操作,既能够可对污染物进行选择性萃取,也不会对实验环境,以及人体造成伤害[4]。
1.2选择色谱柱与色谱条件
        在基于离子色谱技术的环境监测中,离子交换平衡、络合平衡,以及离子排斥效应构成离子色谱分离机理[5]。在离子色谱技术的交换平衡中,A为被测离子;B为环境监测样品洗脱液中对应离子。其具体表达式如公式1所示:
  
        其中,R表示为离子色谱技术中离子交换剂;x和y表示为离子色谱技术中竞争离子价数。因此,可以得到B对A离子色谱的选择系数,具体表达式如公式2所示:
       
        在基于离子色谱技术的环境监测中,使用的分离柱填料作为色谱柱,进一步降低了环境监测中的交换容量,使环境样品的表面交换层更薄。因此,基于离子色谱技术的具体色谱选择条件如表2所示:

        基于离子色谱技术的常用检测器,主要是电化学,以及光学这两种。电化学检测器是由电导和安培检测器构成;而光学检测器主要通过吸收环境中的紫外线实现检测。因此,离子色谱技术的预处理样品一般具有成本低、操作简单、应用范围广等特性。
2实验
2.1实验准备环节
        基于离子色谱技术的环境监测,能够对环境样品中的有害物质进行了细化分析。基于离子色谱技术的环境监测,其常用的处理方法通常需要去除干扰性杂质。这不仅能够满足社会经济发展新时期对环境监测的要求,还能为环保提供客观、真实,且准确的数据信息。
        为了充分考虑环境监测中的进样环境,通常选择高容量的在线除氯色谱柱。与传统方法相比,基于离子色谱技术的环境监测不但操作简便、省时省力,还极大地节约了监测成本。
2.2实验过程及结果
        为了能够更好地验证基于离子色谱技术的环境监测的可行性,通过选择在离子液体温度的控制下,分散并获取环境监测的样本数据,进而将其与传统的监测方法进行结果的对比。在环境监测样品分析物与加入量相同的情况下,其具体对比结果如表3所示:
         
        根据实验结果可以看出,在加入5mg/L相同环境监测液体样本分析物的情况下,回收率相差不大、然而,传统的监测方法存在较大的相对误差;基于离子色谱技术的环境监测其相对误差最小,仅为2.9%。因此,基于离子色谱技术的监测方法,能够实现对环境监测数据的精准分析,进而提高了工作效率。
3结束语
        环境监测是环境保护工作的基础,只有做好环境监测,才能有效,并且持续地推动社会经济的发展。在基于离子色谱技术的环境监测中,环境监测工作得到了技术上的支持,在保护环境方面具有重要现实意义。对离子色谱技术在环境监测中常见问题进行研究,明确表示出:必须提高对环境污染事故的应对能力,并对环境质量变化进行实时监测。
参考文献
[1]龚艳华.水环境监测中离子色谱技术应用及改善[J].中国科技信息,2021(06):66-67.
[2]范健龙.在线离子色谱技术在环境监测领域应用研究[J].绿色科技,2020(12):154-155.
[3]秦艺艺.离子色谱技术在水环境监测中的应用[J].内蒙古水利,2020(05):66-67.
[4]修莺盟.离子色谱技术在水环境监测中的性能分析与应用[J].科学技术创新,2020(05):35-36.
[5]张毅华.离子色谱技术在水环境监测中的应用及对策[J].环境与发展,2019,31(08):149-150.
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