离子色谱在环境监测中的应用研究

　　摘要：离子色谱属于一种新型的分析工具，离子色谱法是目前我国水质、大气、土壤等生态方面环境监测中对离子和离子型化合物的主要分析方式，特别是随着相关标准以及规范的不断制定与完善，离子色谱法得到了长足的发展。本文主要总结分析了离子色谱在环境监测中的相关应用情况。

　　关键词：离子色谱;环境监测;应用分析

　　Abstract: ion chromatography belongs to a kind of new type of analysis tools, ion chromatography is at present our country water quality, atmosphere, soil and other ecological environmental monitoring of ion and ionic compounds in the main analysis approach, especially with the related standards and norms of constantly making and perfect, ion chromatography got rapid progress. This paper summarizes and analyzes the ion chromatography in the environmental monitoring the relevant application.

　　Keywords: ion chromatography; Environmental monitoring; Application analysis

　　中图分类号：X83 文献标识码：A 文章编号：

　　离子色谱是高效液相色谱的一种，故又称高效离子色谱(HPIC)或现代离子色谱，它主要应用于待测样品中阴阳离子的一种测定。离子色谱有很大的优点，比如其选择性比较好、灵敏度也比较高，比较快速简便，此外，离子色谱还能够测定一些用其他的仪器与方法难以分析的多组分。现代技术的发展更为离子色谱的应用提供了良好的发展空间，越来越简便的操作、更加精准的监测结果都为离子色谱的应用提供了基础。

　　1.离子色谱法概述

　　离子色谱法是高效液相色谱法中分离分析溶液中离子组分的方法。离子色谱中使用的固定相是离子交换树脂。离子交换树脂上分布有固定的带电荷的基团和能游动的配位离子。当样品加入离子交换色谱柱后，如果用适当的溶液洗脱，样品离子即与树脂上能游动的离子进行交换，并且连续进行可逆交换吸附和解吸，最后达到吸附平衡。

　　在传统的阳离子分析中通常使用原子吸收分光光度法，这种方法的弊端是一次只能够测定一个元素，在测定完毕后，如果还需要分析其他的元素，则需要更换并预热相应的空心阴极灯，这种方法通常会比较繁琐。而传统的阴离子分析法则主要包括重量法、光度法以及容量法这三种方法，这些分析方法还存在很多的不利性因素。离子色谱法在很大程度上能够避免以上分析方法的不足，它主要具备如下几种特点：①可以同时对多种阳离子或者阴离子进行分析，这种分析方法的灵敏度相对于传统的分析方法要高很多;②样品的使用量比较少，通常情况下都不需要做非常复杂的前处理工作;③检测线性的技术比较好;④这种分析方法更为快速准确，其分辨率也比较高。

　　2.离子色谱在环境监测中的应用

　　2.1 离子色谱在水质监测方面的应用

　　分析传统城市污水监测，针对不同的监测指标有不同的方法，以硫酸盐为例，硫酸盐的测定其传统推荐方法为GB/T11899-1989重量法，该方法是一经典方法，准确度高，但操作繁琐且耗时较长。而离子色谱法作为一种新的分析技术，广泛应用于水中常见阴离子和碱金属、碱土金属阳离子分析，其较传统方法省时省力、操作简便。而且利用离子色谱前处理柱系统可有效去除城市污水中的有机质及少量的重金属离子，减少了对色谱柱柱效的影响，该方法能完全满足对城市污水监测的要求。在进行城市污水监测及工业废水监测过程中要格外注意对有机质的去除，以保障检测结果的准确。

　　对于降水的监测是环境监测中的一个重要工作，离子色谱在降水常规监测中发挥重要作用。在进行降水监测离子的测定时，使用离子色谱仪可以有效的减少检验时间，增加检验准确性。

　　在进行污染源水样监测时，离子色谱由于其分离柱的特性导致在进行样品分析前必须对样品进行处理，以保护分离柱不被损坏。在进行土样等固体监测样品时，需经过超声波、溶液浸泡等提取离子于溶液中，再进行处理后进行分析。

　　采用离子色谱法对水质进行监测可以极大的提高工作效率，对于在环境监测车上进行即时检验有着很大的帮助。

　　2.2离子色谱在大气监测方面的应用

　　在传统的分析方法中，对于空气中有毒物质的分析方法主要包括分光光度法以及原子光谱法等。现阶段，对于环境的监测通常都采用离子色谱法。相比较传统的分析方法，离子色谱法则具有操作简便、灵敏快速、精密度高、抗干扰能力强以及分析结果准确、可靠性强等优越性。在对大气的监测中，通过离子色谱法可以检测的分子或者离子包括F-、Cl-，SO2，CO2，NOx以及甲醛等，其中SO2与NOx时经常使用的检测项目。在通过离子色谱法进行操作时，通常先俘获样品于碱性溶液之中，然后再作进一步的处理。Tsai等通过离子色谱法对大气溶胶中分子量较低的二羧酸进行分析并且还取得了良好的效果。

　　在空气之中的氯化氢含量比较低，而且还存在很多的干扰性因素，这种现象很适合通过离子色谱法进行分析。钱飞中等人还使用DX-120型的离子色谱仪，通过离子色谱法对环境空气中的氯化氢进行测定，此外，还将此分析方法与常用的硫氰酸汞分光光度法进行了比较，进一步证明了其优越性。

　　2.3离子色谱在土壤与生物体污染物监测方面的应用

　　离子色谱法可以对土壤中的提取液以及生物体中的消解液进行测定。土壤中主要包括：N03-，P043-，SO42-，Na+，K+，NH4+，Ca2+，Mg2+。在生物体中主要包括F-，Cl-，NO2-，PO43-，NO3-，SO42-等。

　　2.4离子色谱的最新应用

　　在当前，离子色谱的最新应用主要是解决传统的分析方法中难以解决的问题为主，比如，GC与HPLC中无法解决的难题，它存在的主要特征是可以电离、无紫外吸收的化合物。尤其是随着离子色谱分析法的不断提高及其检测技术的不断完善，离子色谱法已经广泛的应用于各大领域之中，比如生物可电解物质;糖类以及氨基酸;维生素与抗生素以及蛋白质与多肽等各类物质的监测之中。

　　3.离子色谱环境监测应用中需注意的问题

　　3.1样品前处理

　　离子色谱的发展离不开样品前处理技术，它们之间存在着相辅相成的关系，在通过离子色谱对实际样品进行测定时，选择合适的前处理方式是其中的关键点。一般情况下都会根据被分析物、检测方式以及各个实验室的具体实验条件从中选择更为简单、快速、经济以及准确有效的样品前处理方法。通常情况下离子色谱的前处理技术会包括采样、净化样品、基体的消除以及浓缩或者稀释这四个部分。

　　3.2对水体的要求

　　如果在进行分析的过程中，相关物体中存在细菌、腐植酸以及可溶性硅，则不适宜应用离子色谱法。因此，在使用离子色谱法时，使用的水应该是蒸馏的，不能够使用电渗析水。对于所使用过的离子水、淋洗液等都应该进行过滤以及脱气处理，否则将会影响到仪器工作的稳定性。

　　3.3淋洗条件

　　如果淋洗液的浓度过高，则会在很大程度上造成较大的背景电导，因而将会影响到最终检查结果的准确性;反之，如果浓度过低，则会在一定程度上造成离子的洗脱不安全，这也会影响到最终检测结果的准确性。此外，如果淋洗液的流速过高，则会降低离子的保留时间，从而更易造成峰形的重叠。如果系统的压力增大，流速过低，也会在一定程度上延长了相关的检出时间，造成峰形变宽。在工作过程中，应注意优先考虑并保证各个离子能够实现完全地分离，因而通常会选择最佳的浓度配比与流速。

　　3.4溶液的配置和存储标准

　　在对标准溶液进行配置的过程中，需要根据待测样本的浓度范围来进行确定，通常情况下应该使用大多数的待测样浓度范围在标准溶液最大浓度的20%-50%之间，这是最佳的取值范围。对于标准的溶液应该装在聚乙烯瓶中，然后放在冰箱中进行保存，其温度应维持在4℃～6℃之间。如果要长期对其进行保存，则需要防止藻类物体的产生。

　　4.结语

　　离子色谱作为一种比较经典的液相色谱的分支，在当前已演变成为一种较为成熟的分析技术，尤其是在环境监测领域其发挥的作用也是越来越突出。社会是不断进步的，技术也在不断的更新，新的固定相将会不断的出现，也将会产生更多的新检测手段，这有助于进一步拓宽离子色谱的应用范围，而且也在很大程度上能够增加离子色谱的应用范围。

　　参考文献：

　　[1]齐文启等.环境监测新技术[M].北京:化学工业出版社,2004:481-506.

　　[2]刘伟明.环境监测新技术应用――离子色谱[J].环保科技,2008,1

　　[3]汪玲,牛明改,王振领.离子色谱技术及其在环境监测中的应用[J].周口师范学院学报,2009,2.

　　作者简介：

　　杨华，(1972-)，女，湖南保靖人，湖南省株洲市环境监测中心站实验师，主要研究方向为环境监测。