水环境检测中离子色谱技术的应用探讨

发表时间:2021/7/26   来源:《科学与技术》2021年3月9期   作者:陈仁荣
[导读] 现如今,离子色谱技术正快速发展着,
        陈仁荣
        浙江艾迪信检测技术有限公司 浙江杭州 310000
        摘要:现如今,离子色谱技术正快速发展着,由于该项技术有着一系列突出的优势,例如高效、精准以及快速等,从而在诸多方面获得了大力的推广。本文先简述了该项技术的系统构成与分离方式,然后基于水环境检测,探讨了该技术的运用(包含化学性质分析、物理性质分析、复杂样品分析)以及优势,最后分析了该技术的发展趋势与前景,以期能为相关人员提供参考。
        关键词:离子色谱;水环境检测;无机阴阳离子;有机酸碱

        引言:对于离子色谱分析来讲,其有着较为成熟的理论,而且有关的设备较为先进,其一系列分析技术有着较大的发展空间,比如无机阴离子分析,通过对该项技术的使用,可以短时间内检测水中很多类型的离子,对于很多种水质的检测有着突出的优势。
1.硬件构成与分离方式
        对于该项技术的系统来讲,其由多个成分所组成,比如传送装置以及分离柱。分离柱属于非常关键的部件,是这一系统的关键成分。对于检测样品来讲因为通常含有酸或者碱的成分,所以分离柱通常不是金属。而对于检测器而言,通常属于抑制型的,针对于分离柱,在其之后配置合适的抑制柱,能够有效增加检测灵敏度。对于传送装置来讲,就是把流体送至有关的仪器,并对样品进行一定的处理,同样也包含着较多的成分,如泵以及进样器等。而对于数据处理装置而言,通常属于计算机系统。针对于离子色谱而言,离子交换属于其工作原理,同时也属于这一项技术的理论核心,通常情况下,主要包含三种分离方式,也就是MPIC、HPIEC以及HPIC,无论是交换能力还是容量,这几种方式都有着一定的不同。
2.基于水环境检测,离子色谱技术的运用
        对于这一项技术来讲,其有着很大的运用范围,能够有效运用于很多方面,比如水质检测、空气检测等。通过对该项技术的使用,可以有效分析所采集到的水样,其中包含很多类型的水样,比如河水、地下水以及污水等,能够检测出水中所含的多种物质,例如离子、酸以及碱等。基于水环境检测,对于这一项技术的运用,本文主要从化学性质分析(无机阴、阳离子;有机酸、有机碱)、物理性质分析、复杂样品分析等方面进行探讨,希望能为相关人员提供参考。
2.1化学性质分析
        (1)无机阴、阳离子。直至七十年代,对于无机阴阳离子的分析,还始终采用以往的陈旧方式,需要经过很长时间的分析,并且1次仅可以开展1种离子分析。在诞生离子色谱之后,显著增加了离子分析效率,在七分钟内可以实现对36种离子的分析。换句话来讲,该技术的诞生属于化学分析进步的里程碑。(2)有机酸、有机碱。这两种物质的分析往往用到该项技术。酸中若存在空基以及取代基,则难以经过反应产生不同的挥发组分,这样的酸有乳酸以及丁二酸等,所以难以借助气相色谱法,而通过对离子色谱的使用,可以有效处理这一问题,同时针对于各种液相,可以有效分析其中的有机酸以及碱。
2.2物理性质分析
        从物理性质这一方面来看,该项技术也能够起到分析的作用。在装置合适检测器的基础上,针对于水体不一样的物理性质,能够达到检测的目标。(1)装配电导检测器,可以进一步检测离子的导电率,并测量离子迁移。值得一提的是,为防止组分出现变化,或者形成双电层情况,需要使用交流电。k=Kc/R,其中R表示电阻,单位为欧姆;Kc表示电导池常数;k代表电导大小。

对于离子电导来讲,除了和浓度有关,也和电导率有联系,以下为换算公式:K=,其中表示电荷率,代表电荷的大小,而表示离子浓度。(2)装配安培检测器,基于反推的作用,对电位以及物质进行检测。(3)通过配置紫外检测器,对吸收度值进行检测。
2.3复杂样品的分析
        目前对于该项技术的研究持续深入,怎样有效分离复杂样品已成为研究的核心内容。实际中一些水样构成颇为复杂,可能会存在着多种物质,比如有机碱以及离子,因此不易进行测定。通过对离子色谱的利用,无论是氯离子、钙离子,还是水样中草酸的含量,都可以达到同时测定的目的。将EDTA当作洗脱液,钙离子能够和其进行反应,从而产生相应的络合物,由此可以基于1根Shim-Pack柱子,实现对复杂样品的分析。
3.水环境检测时,离子色谱所具备的优势
        对于地表水的分析,离子色谱属于一种常用的方法,易于进行操作,能够确保分析结果的准确性,检测所需的时间并不长。在具体检测过程中,若出现问题则要第一时间进行处理,避免致使仪器或者色谱柱出现损坏。当进行水环境检测时,可以采用的方法有很多,比如离子以及气相色谱法,不同的方法有着各自的优势。与别的检测手段进行比较,通过对离子色谱的使用,可以有效开展化学与物理分析,以下为该项技术的优势。(1)易于进行操作、分析快速。对于一般的阴阳离子,分析所需的时间不会超过五分钟,易于进行操作,将有关的样品准备到位,放进仪器里面就可以获取相应的分析结果。(2)存在较好的离子选择性。面对一些并不简单的分析过程,通过该项技术的使用,可以短时间内分离出离子,同时若选择合理的方法,还可以加快离子分离速率。(3)灵敏度高。针对于水样而言,对于其中一些含量非常小的离子成分,通过采用这一项技术,也可以达到分辨的目的,有的时候能够检测至每升0.02毫克。(4)同一时间内可以实现对多种离子的分析。和一些方法进行比较,离子色谱存在多倍分析效率。(5)对于该技术的检测设备来讲,都通过两种材料制成,也就是塑料与玻璃,所以对于一些腐蚀性强的液体,可以起到很大的免疫作用,有效延长了仪器的使用年限。(6)对样品要求并不高。只需进行一些简单的处理就可以,比如过滤。
4.发展状况
        通过不断的发展,使得在现如今的化学分析领域,该项技术成为了常用的分析手段。从八十年代以来,起初通过对该项技术的使用,可以对一些常见的阴阳离子进行简单的分析,而目前对于多种样品以及成分,可以达到同时分析的目的,由此可以得知,这一项技术有着很好的实用性。实际上这一项技术有着一些地方需要进一步完善,例如针对于硅质填料,其对酸碱度值的不可靠性,又如对于高聚物离子,其对溶剂有着不匹配的情况。对于洗脱液的选取,属于这一项技术发展的核心方向,各洗脱液存在着不一样的作用,尤其是对一些离子成分的分离,这些成分无论是结构还是性质,都存在着一定的相似性,面对这样的情况,洗脱液有着显著的作用。
结论:总而言之,该项技术有着一系列的分析优势,比如精准以及快速,属于一种行之有效的分析方法,有着很大的发展空间。在很多种物质分析中都有着很好的实用性,如有机酸、碱,对于一些常见的离子可以实现精准而快速的检测,能够有效识别36种有机酸,在合理添加EDTA的基础上,可以达到分析碱金属的目的。基于水环境检测,通过对该项技术的使用,可以短时间内有效识别水中物质,同时定量不同离子的含量,可为水质分析工作的开展,提供强有力的资料支持。
参考文献:
[1]李少飞.水环境检测中离子色谱技术的应用[J].节能与环保,2021(02):90-91.
[2]程诚,夏俊.离子色谱技术及其在水环境检测中的应用[J].资源节约与环保,2019(11):59.
[3]龙梅芬.离子色谱技术及其在水环境检测中的应用[J].绿色科技,2018(08):225-226.
作者简介:姓名:陈仁荣(1990.);性别:男,民族:汉,籍贯:江西上饶科
人,学历:本科;
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