离子色谱技术在水环境监测中的应用

张卫东

（周村区生态环境技术服务中心，山东 淄博 255300）

水资源是自然环境中广泛存在的重要资源，与人类的日常生产生活有着密切的关系。现代社会发展对自然水环境造成了一定的负面影响，亟需通过更先进的科学技术对水环境进行检测，为水资源保护提供更明晰的数据支撑[1-2]。例如可以采用离子色谱技术进行水环境监测，研究发现其监测效果较好，且提升了水环境治理和保护的工作效率。基于此，我国相关部门应继续强化对离子色谱技术的优化研究，提升该技术在水环境监测中的应用效果，促进水环境保护和治理工作的顺利开展。

1 离子色谱技术概述

1.1 离子色谱技术的概念

离子色谱技术是从液相色谱技术中延伸出的一种现代环境监测新技术[3]。传统的水环境检测，一般都使用离子交换色谱法，该技术可以实现水环境的系统优化和监控，但是在水环境的监测工作效率以及样本检测精度方面，还存在一定的不足，需要通过使用高新精技术加以改进[4-5]。离子色谱技术是将树脂的高效关联度与离子色谱相结合的液相色谱分离技术，特点是交换体积小，样品体积小，用于监测离子色谱更加高效，可以有效分析水环境中的离子组成，在离子色谱中可自由移动，且含有离子和电荷的气团可对水环境中的离子进行全面分离和分析，从而达到良好的水环境监测效果[6]。

1.2 离子色谱技术的发展

现阶段自然环境保护中应用的科学技术发展势头迅猛，用于水环境监测的离子色谱技术自出现至今，经历了多次改进和创新，技术逐渐趋于成熟，在环境监测中发挥了越来越重要的作用[7]。而在离子色谱技术的基础上，加入更加精密的电子仪器设备，可构建出电化学检测器、感应器、紫外吸收检测器等多种检测器。将检测器同感应器进行联动工作，将扩大离子分析的范围，分离出小分子有机胺，这对离子色谱法检测稳定性和灵敏度的提升具有重要的实用价值，相容性也比较突出，有助于提升检测效果[8]。在应用离子色谱法监测水环境时，可以直接将从自然环境中提取的水样品放入监测设备中，节省了衍生化处理的工作程序，缩短了样品制备时间，提升了水环境检测的效率[9]。在生命科学领域，离子色谱技术已被广泛应用，未来水环境监测技术也将向离子色谱技术方向发展。

2 离子色谱技术在水环境监测中应用存在的问题

水环境监测的工作效率及结果，受多种外界因素的影响是比较大的。在监测过程中离子色谱技术应用流程不完善、设备参数管控不严格等问题，都会干扰正常的水环境监测流程，监测结果的精度也将大大降低。分析离子色谱技术在水环境监测中应用时存在的问题，将有助于消除离子色谱技术应用的盲区，提升该技术应用的科学性和规范性。

2.1 输液系统操作不当

输液系统属于离子色谱仪中的一项重要组成部分。部分操作人员不熟悉离子色谱仪的操作方法，出现错误操作的概率较高。在输液系统的水环境监测过程中，如果离子色谱仪操作不规范，就会导致输液系统内涌进大量气泡，使输液系统的稳定性下降，检测精度也就难以得到保障。从离子色谱仪监测水环境的实践看，监测过程中设备发生较为频繁的故障，是设备内部压力过高引起的。当输液系统内部压力未得到及时处理时，保护柱、色谱柱和检测池就会出现污染、堵塞等问题。输液系统压力过大的主要原因为输液系统混入了杂质，使原有的单向阀出现堵塞。受此影响离子色谱仪的稳定性将出现显著下降。因此，技术人员要熟练操作离子色谱仪，严禁出现错误操作。在实际操作中还要注意应按照相关要求，排出输液系统的气体。

2.2 基线存在漂移

离子色谱仪在水环境监测中会发生基线漂移，影响离子色谱技术的实用性，妨碍水环境的日常管理。诱发离子色谱仪基线漂移的原因是多方面的，如温度波动、流动相不均匀、电导池污染、色谱柱不平衡和试剂变质等，使得基线难以实现精准控制，影响离子色谱技术的应用成效。一旦离子色谱仪的环境温度处于剧烈、快速的变化过程中时，内部结构稳定状态将难以持续下去。

2.3 分离与水环境监测的要求不符

在多种因素的影响下，离子色谱仪极易出现分离度不高、分析重现性差等问题，如果没有采取恰当的处理举措，将会影响离子色谱技术的实用性，难以为水环境监测提供技术支撑。例如，在操作过程中，淋洗液浓度控制不当，过高或者过低均会影响原始样品的离析能力，导致离子色谱技术应用的偏差。在水环境监测的实际操作中，如果技术人员不注意按照要求操作，不能在试剂、去离子水的质量控制方面给予足够重视，使试样中的氯离子含量上升，就会大幅增加离子分析结果的误差。这些问题的存在，导致样本分离与水环境监测工作质量要求严重不符，离子色谱技术在水环境监测中的应用效果不佳。对此需要水环境监测机构注意强化对操作人员的技术指导与培训，坚持以问题为导向，学会在实践中发现问题，掌握、创新技术问题的解决方法，推动离子色谱技术在水环境监测中的科学化、高效化应用。

3 离子色谱在水环境监测中的应用

3.1 监测水环境的化学性质

离子色谱法可用于监测水环境的化学性质，可以对各种水质中的阴、阳离子，离子物质及有机酸进行检测。有机酸中含有的替代品与空气无法通过反应进行挥发，是传统色谱法检测效果不佳的主要原因。而离子色谱法在分析阴离子过程中，可利用梯度淋洗手段，对阴离子进行高效分离，并能保证阴离子的最佳分析状态。

3.2 分析水环境的物理性质

离子色谱仪除了可以用于测定水环境中的化学成分外，在分析离子物理性质方面也具有良好的应用效果。对于不同的水环境样本应选用适合的检测仪器，离子色谱技术能够显示不同的检测结果，因此在提取水环境样本后，选择适当的检测仪器尤为重要。通过对被测物的物理特性进行综合分析，科学选择检测仪器，可以实现有效检测所要达到的检测效果，如利用电导检测机制检测离子电导率和离子在双玻璃电极板间的转移。

3.3 分析复杂样品的效果

在水环境监测中，水体成分复杂的样本出现率是比较高的。因此，提高了水环境监测的难度。在面对复杂样本时可以对样品进行为期一周的负离子色谱分析，以明确分析样品组分中的Ci和Ca2+成分。

4 离子色谱技术的设备维护

4.1 水样检测前处理工作

在进行地表水样品的离子色谱检测时，可以提前使用亲水性在0.45 pm下对地表水样品进行过滤，而提前稀释处理样品，是对样品中离子浓度能够满足测量范围的必要确认步骤。针对特殊样品的检测，干扰因素也会有所增加。因此应该对样品开展预处理，利用Na型或H型的阳离子交换柱去除金属离子产生的干扰因素，并选择C18以及RP固相萃取柱除去含量比较高的有机物质，以实现良好的水样监测预处理工作。

4.2 离子色谱仪的日常维护

4.2.1 定期更换自动进样器和淋洗液

离子色谱仪中的自动进样器和淋洗液需要每周进行更换，这样可以有效清除水中的菌体，避免整个系统被菌体污染。技术人员在日常操作离子色谱仪时，需要注意定期进行设备排气操作。排气时先打开废液阀，再点击按钮。排气工作完成后要关闭废液阀，但要注意操作力度，避免阀门关闭太紧影响下次设备的正常使用。

4.2.2 离子色谱仪应用的环境温度控制

离子色谱仪的实际使用效能，会受到周围环境温度的影响。周围环境温度过高、过低或变化幅度过快，都将导致检测指标出现不合理的变化，例如基线不稳和重线性差等现象。对此，需要技术人员在监测时注意控制离子色谱仪的室内温度。

4.2.3 离子色谱仪冲洗时的注意事项

在确定淋洗液的状态正常后，应对离子色谱系统进行冲洗，一般冲洗时间为l h。冲洗结束后拆卸柱子并用堵头严密封闭色谱柱的两端，最后将色谱柱放置于常温环境下即可。

4.2.4 离子色谱仪的抑制器

离子色谱技术在应用过程中很容易受到抑制器的影响，如果离子色谱仪的抑制器长期处于关闭的状态，会导致微膜出现脱 水破裂问题，从而引发抑制器漏液现象的出现，对抑制器的使用效果造成严重的负面影响。

5 结语

综上所述，水环境监测对于保护自然生态环境，提升居民生活质量有着重要的应用价值。针对当前水环境监测工作中存在的不足，可以尝试应用离子色谱技术，并针对当前离子色谱技术应用中表现出的例如输液系统操作不当、基线存在漂移、分离与水环境监测的要求不符等问题，应采用针对性的方法进行改进。针对输液系统中的气泡问题，可以及时打开废气阀，通过放空压力的方式，保证液体能够及时排出，并在排放4 min左右之后关闭阀门。针对系统内部压力过大的问题，可以采用卸下单向阀门的方法，使用水浴超声波清洗装置清洁阀门，在确定解除堵塞问题之后，再重新进行安装。如果内部压力过高，可更换色谱柱过滤网，通过保证过滤网的顺畅程度而减小压力。如果系统内部压力过大问题依然无法得到彻底解决，可以分析系统的流速，反复使用淋洗液清洗检测池，并根据堵塞的程度反复进行冲洗操作，直至达标为止，以保证系统内的压力数值能够控制在合理范围内。为提升离子色谱技术的应用水平，还应定期做好监测设备的检修，定期更换自动进样器和淋洗液，在监测过程中还要注意确保室内温度保持恒定。如果离子色谱仪的抑制器长期处于关机状态，应注意防止抑制器出现漏液，影响抑制作用的发挥。通过以上方式可提升离子色谱技术在水环境监测中的应用效果。