阴离子色谱在环境监测中的应用研究

王春先

【摘要】随着我国经济的突飞猛进，经济建设与环境保护之间的矛盾日益凸显，为了实现经济效益与社会效益的双赢，近年来我国在环境监测与治理方面给予了非常的重视。在科学技术飞速发展的今天，新型技术设备逐渐应用到环境保护中来，离子色谱作为一种新型的分析工具已经成为环境保护过程中的一个重要方法和途径。随着离子色谱在我国的研究和应用，相关的政策标准逐步完善，因此离子色谱在我国的环境监测中得到了很好的发展。本文主要通过对离子色谱法的概述、阴离子色谱在境监测中的优点、阴离子色谱在环境监测中的应用以及注意问题进行分析研究，旨在为阴离子色谱在环境监测中的发展提供帮助。

【关键词】阴离子色谱；环境监测；环境保护

1、离子色谱概述

离子色谱法是高效液相色谱法中的一种，通过将溶液中的离子组分进行分离分析的方法。在离子色谱中，离子交换树脂作为固定相，其中存在着固定带电荷基团以及游动配位离子。一旦被测样品加入到离子交换色谱柱，使用适合的溶液进行洗脱工作，所加入的样品离子与离子交换树脂上存在的游动配位进行交换，实现可逆性的解析与吸附，最终达到吸附的平衡状态。

离子色谱分析的对象物质有无机阴离子、无机阳离子、有机阴离子、有机阳离子、天然有机物、生物物质等。其中无机阴离子包括卤素及简单阴离子、酸根阴离子、阳离子的配阴离子。

目前常用的阴离子色谱方法利用离子交换的原理，连续对多种阴离子进行定量和定性分析。水样注入碳酸盐—碳酸氢盐溶液并流经系列的离子交换树脂，基于待测阴离子对低容量强碱性阴离子树脂（分离柱）的相对亲和力不同而彼此分开。被分开的阴离子，在流经强酸性阳离子树脂（抑制柱）室，被转换为高电导的酸型，碳酸盐—碳酸氢盐则转变为弱电导的碳酸（清除背景电导）。用电导检测器测量被转变为相应酸型的阴离子，与标准进行比较，根据保留时间定性，峰高或峰面积定量。一次进样可连续测定六种无机阴离子（F-、CL-、NO2-、NO3-、HPO42-和SO42-）。

2、阴离子色谱在环境监测中的优点

无机阴离子是发展最早的离子色谱检测法，也是在目前研究过程中最为成熟的方法，其中包括对水样中的氟、氯等阴离子进行检测，还能够对硫酸根、磷酸根等阴离子进行检测。这种检测方法应用十分广泛，可用于检测饮用水的质量、液态食品安全、污水排放达标率、石油等工业制品的质量检测。随着我国对环境保护重视程度的提高，对卤素离子在电子工业中的残留指标有了越来越严格多规定，因此这种检测技术也被工艺控制部门广泛的应用于对无卤素分析的控制操作当中。

阴离子色谱检测法在操作过程中一般选用抑制型阴离子色谱柱，还要配备碳酸钠0.0018mol/L—碳酸氢钠0.0017 mol/L淋洗液。采用色谱法进行环境监测能够在很大程度上避免分析方法的缺陷和不足，可以同时对多种离子进行检测，进行灵活分析。其使用的样品量较少，操作过程简单，检测技术也比较先进，检测结果更为准确。

阴离子色谱检测能够作为刑事侦查的重要检测手段，还能够作为食品行业进行发酵分离的重要方法、还能够进行糖类分析，当然在环境监测方面也是最佳选择。

3、阴离子色谱在环境监测中的应用

3.1 监测水环境。传统城市污水检测过程中由于检测的指标不同而需要采取不同的检测方法，虽然检测的精确度较高但检测过程比较复杂，耗时长。采用阴离子色谱进行水质监测能够简便操作过程，提高监测的效率。利用城市污水离子色谱前处理系统能够减少污水中的重金属离子以及有机物质，从而降低对色谱柱效果的影响。采用阴离子色谱进行水环境的监测能够充分实现对城市污水的监测，在检测过程中需要注意的是对有机物质进行去除，以确保检测结果的准确无误。还能够对降水的水质进行监测，通过阴离子色谱法极大缩短了检测点时间，提高了检测的准确性，可以对水质中的氟、氯、硫酸盐等进行有效测试。监测时通过对不同溶液的浓度选择和多种项目混合的使用液进行标准曲线的绘制，然后通过曲线进行水样的定量分析，由此得出精确的监测结果。

3.2 监测大气环境环境。在自然环境中，大气中的氯化氢成分是很低的，由于城市化进程的加快，垃圾焚烧和塑料性产品的焚烧，导致大气中的氯化氢含量增高，对环境产生了不良的影响，严重的会导致居民生活健康问题和生物的生长问题。采用阴离子色谱监测法能够有效的对大气中氯化氢含量进行测量。在测量过程中首先要进行气体的样本采取，选择两个较大的气泡吸收管装入比例适当的吸收液，采用串联形式进行气体的采集，采集完毕后将气体放入聚乙丙烯容器中，然后进行对气体的检测。为了确保检测结果的高度准确，可以选择灵敏度较高的阴离子色谱仪，以提高监测效率。

4、阴离子色谱在环境监测应用中注意的问题

4.1 样品前处理。样品前处理一般情况下包含四个方面：样品采样、净化、消除基体、以及样品的过滤或者稀释。

水样采集后应经0.45μm微孔滤膜过滤，保存于清洁的玻璃瓶或聚乙烯瓶中。水样采集后应尽快分析，否则应在4℃下存放，一般不加保存剂。

过滤应使用0.45um的过滤膜，为保护分离柱，建议对所有样品过滤，对于某些难溶样品，可以先进行粗滤或离心以除去大颗粒成分。

样品稀释的稀释剂是水或淋洗液，对于低含量分析（0.5mg/L），建议用淋洗液稀释，通常也可用水加淋洗液进行稀释。这样做的优点是可以减少系统峰。

利用阴离子色谱进行环境监测离不开对样品的前处理，前处理是进行科学有效监测的关键和重点内容。在选择前处理方法时需要综合考虑多方面的因素，如：实验室条件、被监测样品的特点性能以及所采取的检测方法等，然后进行针对性的样品前处理。

4.2 干扰及消除

4.2.1 当水负峰干扰F-或CL-的测定时，可于100ml水样中加入1ml淋洗贮备液来消除水负峰的干扰。

4.2.2 保留时间相近的两种离子，因浓度相差太大而影响低浓度阴离子的测定时，可用加标的方法测定低浓度阴离子。

4.2.3 不被色谱柱保留或若保留的阴离子干扰F-或CL-的测定。若这种共淋洗的现象显著，可改用弱淋洗液（0.005mol/LNa2B4O7）进行洗脱。

4.3 标准溶液

要注意标准溶液的配置以及储存。标准溶液的配置取决于被测样品的浓度，要根据被测样品的浓度来确定最佳标准溶液的浓度值。还要注意在储存过程中控制好外部温度，一般应该保持在四到六度之间。

在进行水环境监测时要注意对于细菌性水质和具有强酸性、可溶性物质的水质不能够采用阴离子色谱监测方法。运用阴离子色谱对水质进行监测时还需要对试验用水进行蒸馏工作，或者直接采用超纯水即可，保证监测仪器的稳定运行。

5、结论

阴离子色谱监测法作为液相色谱的一种已经被广泛的应用在当今的监测手段当中，不论是对环境的监测、食品安全检测以及其他质量检测等都是行而有效的检测手段，而在环境监测中的效果是最为突出的，且得到了有效的成果。随着我国社会的不断进步发展，经济水平提高，城市化进程加快，经济发展对环境造成的破坏愈演愈烈。在环境问题越来越突出的今天，国家对环境的保护和治理工作也迫在眉睫，需要找到一条科学有效的治理道路和治理手段。采用色谱检测法进行环境监测是新型科学技术在我国环境治理中的重要应用，能够提高监测的准确性和安全性，簡化监测手段，缩短监测时间。在我国的未来建设发展过程中要兼顾经济效益和社会效益的双赢，实现人与自然的和谐发展，实现发展的科学可持续性，减少对大自然的破坏行为。

参考文献：

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