环境水质监测中离子色谱技术的应用研究

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1、环境水质监测中离子色谱技术的应用研究摘要：指出了离子色谱技术目前是水质监测中的一种主要技术手段，其快速、准确以及便捷的优点使其被广泛应用。详细介绍了离子色谱技术的原理、技术特点与优势，并探讨了其对离子、有机酸等样品的分析应用。中国7/vie　　关键词：离子色谱；水质监测；原理；应用　　中图分类号：X703　　文献标识码：A：1674-9944（2017）6-0043-02　　1引言　　离子色谱技术在我国的水环境监测中一直占有重要地位，对水环境进行全面的水质监测在水环境的维护与治理方面具有重要意义。因此，充分了解离子色谱技术的分离机理，理解技

2、术关键环节，把握技术优势是在水质监测中广泛应用离子色谱技术的基础与前提。　　2离子色谱技术概述　　2.1离子色谱技术原理及特点　　离子色谱法发展于20世纪70年代中期，并很快地成为分析水溶液中阴离子的最佳分析手段。液相色谱法是一种以液体作为流动相的色谱技术，在经典液相色谱法的基础上，通过气相色谱法理论的引入，在技术上采用高压输液泵、高效固定相与高灵敏度监测器，从而实现了分析速度快，分离效率高于操作，数据处理自动化。这类色谱技术成为高效液相色谱法，离子交换色谱是其重要的分支，即以离子交换剂为固定相，基于离子交换树脂上可电离的离子与流动相中具有

3、相同电荷的溶质离子发生可逆交换，并利用这些离子对交换树脂的亲和力的差异来实现彼此分离。利用溶剂中电离产生的离子一般情况下都能利用离子色谱技术实现分离，被分析的物质在溶剂中电离后产生的离子通过与交换树脂上同电荷的离子进行交换而最终实现平衡。　　离子色谱法的固定相为离子交换树脂，流动相是电解质溶液，通用的监测器为电导监测器。现代离子色谱技术是一种液相色谱，多用于分析各种阳离子、阴离子，是高效液相色谱的重要组成部分，也被定义为高效离子色谱。现代离子色谱技术与传统离子色谱技术相比，色谱柱广泛应用了具有特殊性质的一类树脂，这类树脂有两大特点：交换容量

4、低、交联度高[1]，从而保证了有限的进样体积并通过与栓塞泵联用直接连接电导系统实现对淋洗液的在线监测。另外，树脂表面带有较多基团，可与液相环境中游离的阴、阳离子选择性地配对，从而分析出样品中的离子种类；待测样品与树脂发生离子交换后，选择适当的洗脱液对树脂进行清洗可发生离子的逆向交�Q吸附，最终实现吸附平衡。　　离子色谱法具有快速、灵敏、选择性好等优点，对于离子型化合物中的阴、阳离子一直缺乏快速、灵敏的监测手段，离子色谱技术完美地填补了技术空白，能够快速准确的得到多组分分析结果[2]。后来发展的监测器种类不局限于普通的电导监测器，还包括电化学

5、监测器、紫外光度监测器等，从而可分析的离子种类也越来越多，从无机阴离子、有机阴离子到金属阳离子，从有机阴离子到糖类、氨基酸等物质，均可用离子色谱法进行分析测试。　　2.2离子色谱技术的组成及分离方式　　广义地说，高效液相色谱仪的基本单元至少应该包括贮液器、高压泵、进样器、色谱柱、监测器与记录仪组成，其中计算机系统可以实现仪器控制与数字处理一体化[3]。具体到离子色谱仪，其硬件组成分四大主要装置，包括色谱分离柱、监测器、传送装置与数据处理装置。作为离子色谱技术系统的最核心部件，色谱分离柱由柱管、压帽、卡套、筛板等组成，考虑到在水质监测中会有酸

6、性或碱性的样品，所以色谱分离柱部分不含金属成分；监测器多用抑制型监测器，监测器中的核心部位是抑制柱，其主要作用是降低淋洗液的背景电导，再将样品离子转变成相应的酸或碱以增加其电导，从而大幅度地提高监测灵敏度；传送装置的主要作用是将液相物质输送到分离柱、监测器等，如贮液罐、定量环进样器等；数据处理装置以计算机系统为主。　　离子色谱技术常用的离子交换剂有两类，即以交联聚苯乙烯为基体的离子交换树脂与以硅胶为基体的键合离子交换剂，前一种离子交换剂也有说法定义为薄膜型离子交换树脂，以薄壳玻珠为承担载体，并在其表面涂覆所占比例不到3%的离子交换树脂；后一

7、种也被称为离子交换键合固定相，即利用化学反应通过键合力的作用使离子交换基团键合在惰性担体表面，键合担体又分两种形式，即键合薄壳型与键合微珠担体型离子交换树脂。微粒硅胶作为近年来新型离子交换树脂，不仅具有键合薄壳型离子交换树脂的优点，室温下可分离试样组分、柱效高并且试样容量比键合薄壳型交换树脂更高[4，5]。　　离子交换树脂又分为阳离子交换树脂与阴离子交换树脂。按离子交换功能团酸碱性的抢夺，阳离子交换树脂又分为强酸性树脂与弱酸性树脂；类似地，阴离子交换树脂可分为强碱性树脂与弱碱性树脂。因为强酸性或强碱性的离子交换树脂非常稳定，且适用的pH值范

8、围更宽，因此在离子色谱技术中应用更为广泛。　　3离子色谱技术在水质监测中的应用　　在各种海、湖、江、河、大气降水或者工业废水中，重点关注的指标有样品中含有的阳离子、阴离子、有机质