離子色譜技術(shù)及其在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

摘要：離子色譜技術(shù)是當(dāng)前生態(tài)環(huán)境研究監(jiān)測工作中應(yīng)用的重要技術(shù)，隨著相關(guān)研究工作的不斷深入，離子色譜的分析方法也越來越完善，自動化設(shè)施的加入也提高了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。本文將分析離子色譜的技術(shù)要點及其在水環(huán)境監(jiān)測中的重要應(yīng)用，期望離子色譜法在水環(huán)境監(jiān)測中得到更深入的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：離子色譜技術(shù)；水環(huán)境；監(jiān)測；應(yīng)用

中圖分類號：X832 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）07-0092-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.053

Ion chromatography technology and its application in water environment monitoring

Li Yanyun

（Guangzhou Jingcheng Testing Technology Co.， Ltd.， Guangzhou Guangdong 511533，China）

Abstract： Ion chromatography technology is an important technology used in the current research and monitoring of ecological environment. With the continuous deepening of related research work， the analytical method of ion chromatography has also become more and more perfect. The addition of corresponding automated facilities also improves the accuracy of test results. Sex. This article will analyze the technical points of ion chromatography and its important applications in water environment monitoring. It is expected that ion chromatography will be used more deeply in water environment monitoring.

Key words：Ion chromatography； Water environment； Monitoring； Application

隨著環(huán)境分析、食品分析、生物分析、藥物分析等不同學(xué)科的快速發(fā)展，離子色譜以其獨特的分離機理在不同領(lǐng)域得到了廣泛的重視?，F(xiàn)代離子色譜技術(shù)對常規(guī)的水溶性離子的檢測具有較高的靈敏度，縮短了監(jiān)測周期，提高了監(jiān)測效率，有效地提升了環(huán)境監(jiān)測的整體水平，因此離子色譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用范圍十分廣泛，可用于探測水質(zhì)、土壤、大氣等自然生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測工作中。

1 離子色譜技術(shù)概述

1.1 現(xiàn)代離子色譜技術(shù)的原理

現(xiàn)代離子色譜技術(shù)是一種區(qū)別于傳統(tǒng)離子交換色譜技術(shù)的新環(huán)境監(jiān)測技術(shù)。它是液相色譜技術(shù)的重要組成部分，因此也被人們稱之為高效離子色譜技術(shù)?，F(xiàn)代離子色譜技術(shù)運用了交聯(lián)度較高且交換容量較低的樹脂，所采取的樣本體積較小，將設(shè)備連接到電導(dǎo)系統(tǒng)即可進行在線監(jiān)測。該技術(shù)是一種從高效液相色譜技術(shù)中分離出來的能夠?qū)崿F(xiàn)分析溶液智能離子組分的方法，樹脂上帶有電荷基團以及可以自由移動的配位離子，來實現(xiàn)對樣品中無機離子的有效分離與分析[1]。

1.2 離子色譜的分類及分離方式

通常情況下，離子色譜的類型可分為三種，分別為離子交換色譜、離子排斥色譜以及離子對色譜。離子交換色譜以離子間作用力不同為原理，主要用于有機和無機陰、陽離子的分離。離子排斥色譜基于Donnon膜排斥作用，是利用溶質(zhì)和固定相之間的非離子性相互作用進行分離的，主要用于機弱酸和有機酸的分離，也可以用于醇類、醛類、氨基酸和糖類的分離。離子對色譜的分離機理是吸附、分離的選擇性主要由流動相決定，主要用于表面活性陰離子和陽離子以及金屬絡(luò)合物的分離。

1.3 離子色譜技術(shù)特點

離子色譜技術(shù)對離子具有很強的選擇性，在分析復(fù)雜樣品的過程中，該技術(shù)可以實現(xiàn)對各種陰陽離子的準(zhǔn)確分離，若在此基礎(chǔ)上加入雙柱法，還可以進一步提升離子分離的速度。此外，離子色譜技術(shù)還具有靈敏度高、設(shè)備使用壽命長、對樣品要求低等大量優(yōu)勢。

1.4 離子色譜技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

離子色譜可支持多種檢測器，如抑制電導(dǎo)檢測器、電化學(xué)檢測器（包括直流安培和積分安培）、紫外-可見吸收檢測器（包括可變波長和光電二極管陣列），此外，可與電感耦合等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS）聯(lián)用，與質(zhì)譜（MS）聯(lián)用，大大擴展了離子分析領(lǐng)域。

離子色譜法測定小分子有機胺類物質(zhì)具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、與質(zhì)譜兼容等特點，是目前最為有效的檢測方法。

離子色譜-質(zhì)譜（IC-MS）分析，因無需衍生化即可直接進樣，節(jié)省了樣品制備步驟的時間，分離過程中不使用有機改良劑等明顯優(yōu)勢，在生命科學(xué)領(lǐng)域得到越來越多的應(yīng)用，如代謝組學(xué)、糖蛋白研究等，是生物制藥質(zhì)量研究和分析的有力工具。

2 離子色譜技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

2.1 化學(xué)性質(zhì)分析

離子色譜技術(shù)的應(yīng)用廣泛，可以對水庫、江、河、湖、地下水、大氣降水、廢水、工廠污水等各種水樣進行監(jiān)測。主要用于分析水中的陰陽離子、有機酸、弱電離物質(zhì)等。有機酸與有機堿分析常常會運用離子色譜技術(shù)，酒酸、乳酸等物質(zhì)中含有空基與取代基，無法通過反應(yīng)生成揮發(fā)組分，因此利用相色譜法顯然行不通。而離子色譜技術(shù)能夠有效地解決這一問題，它能夠直接分析出各種液相中的有機酸與有機堿，進而簡化檢測過程[1]。

2.2 物理性質(zhì)的分析

離子色譜技術(shù)不僅可以用來分析無機陰陽離子與有機酸堿，還可以進行物理性質(zhì)的分析。該技術(shù)借助不同的檢測儀器，可以發(fā)揮出不同的作用，進而實現(xiàn)對不同性質(zhì)水體的檢測。例如，利用電導(dǎo)檢測器力測量溶液中的離子電導(dǎo)率以及離子在雙鉑電極板間的遷移等。

2.3 復(fù)雜樣品分析

在實際檢測過程中，水樣的成分相對復(fù)雜，使用單柱陰離子色譜法，可以實現(xiàn)對Cl-、Ca2+等成分的測定。此外，以EDTA作為洗脫液，還能夠與Ca2+反應(yīng)形成絡(luò)合物，進而實現(xiàn)對陰陽離子以及有機酸的同時檢測[2]。

3 離子色譜儀的日常維護

3.1 水樣的前處理

地表水樣品在進行離子色譜檢測前，用親水性0.45μm的PTFE濾頭對水樣進行過濾，必要時進行稀釋處理以確保檢測離子濃度在曲線濃度范圍內(nèi)。對于可能存在干擾的樣品，應(yīng)進行預(yù)處理，選擇Na型或H型陽離子交換柱去除金屬離子干擾，選擇C18或RP固相萃取柱去除高含量有機物[3]。

3.2 日常維護

不同品牌不同型號的離子色譜儀的日常維護稍有差別。本文以Thermo Scientific ICS-5000為例：

自動進樣器和淋洗液A瓶的水每周更換一次，以防水中長菌污染系統(tǒng)；更換完畢后需進行排氣操作，注意先打開廢液閥再點擊“Prime”按鈕，排氣完畢后不要將廢液閥擰得過緊。所用的水為經(jīng)0.22μm濾膜過濾、電阻率為18.2MΩ的高純水。

離子色譜檢測也容易受到溫度因素的影響，溫度不穩(wěn)定，易導(dǎo)致測定中某些檢測指標(biāo)的不合理變化，如基線不穩(wěn)、重現(xiàn)性差等，所以在測定過程中須確保室溫的恒定。

不使用的色譜柱封存方法：用正常的淋洗液條件沖洗系統(tǒng)1h左右，然后將柱子卸下并用死堵頭在色譜柱兩頭封好，常溫保存即可。

離子色譜技術(shù)在應(yīng)用過程中很容易受到抑制器的影響，如果長時間不啟動抑制器，會導(dǎo)致微膜出現(xiàn)脫水破裂問題，從而引發(fā)抑制器漏液現(xiàn)象的出現(xiàn)，影響抑制作用的發(fā)揮[4]。

4 結(jié)論

綜上所述，離子色譜分析法具有的快捷、操作簡單、靈敏度高、選擇性好、可同時分析多種離子化合物、分離柱穩(wěn)定性好、容量高等特點，使其得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。隨著色譜技術(shù)及相關(guān)檢測技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，以期離子色譜分析法在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域具有更廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻

[1]楊蕾.環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測中離子色譜技術(shù)的應(yīng)用研究[J].綠色科技，2017（06）：43-44.

[2]程誠，夏俊.離子色譜技術(shù)及其在水環(huán)境檢測中的應(yīng)用[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2016（11）：59.

[3]郭芳芳，戴超，張書玉.離子色譜法測定水中碘離子含量[J].化工管理，2017（35）：192.

[4]洪一丹.離子色譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用分析[J].科技資訊，2017（33）：30-31.

收稿日期：2018-05-24

作者簡介：李艷云（1991-），女，碩士，技術(shù)工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測。