离子色谱法在水质分析中的运用

离子色谱法在水质分析中的运用

施玲玲

永嘉县水务集团浙江温州325100

摘要：水质分析作为环境分析工作中重要的组成内容，精确有效的水质分析工作能够为人们的生产生活提供健康的水源保障。随着科技的发展，由于离子色谱法的分析速度更快，且灵敏度及精确度更高，所以在现代水质分析工作中得到了越来越广泛的运用。因此，本文针对水质分析工作中离子色谱法的分离原理及其具体运用进行了分析和研究，以供广大同行业者参考评价。

关键词：水质分析；离子色谱法；机理；运用

引言

离子色谱法在水质分析中的普及，不仅能够有效解决很多分析化学长久存在的多组分同时测定等难题，也可以极大地提高水质分析工作的效率及精确度。同时，由于离子色谱法可以通过一次进样对多种阴阳离子进行同时测定，且不需要使用有毒试剂，是一种环保性比较好的水质分析方法，因此，加强离子色谱法在水质分析中运用的研究具有非常好的现实意义。

一、离子色谱的分离原理

离子色谱法是基于液相色谱的技术方法发展而来的，按照离子交换的原理，并根据不同物质在离子交换柱上具有不一样的移动性而达到对物质进行分离的目的。常会用到的离子色谱法主要有离子排斥色谱法、移动相离子色谱法和高效离子色谱法三种。其中高效离子色谱法在对阳离子进行分析测定的过程中应用最为广泛。而对阴离子交换色谱进行分析的过程中，作为离子交换功能基团的季胺基是由离子键形成的一层树脂磺化层微粒，属于一种表面阴离子层，主要填充在分离柱上。在分离硫酸基的过程中，季胺基不仅属于交换功能基也属于相反于树脂离子电荷的平衡离子。不同色谱里的平衡离子在特性上存在一定的差异，CO32-和HC03-是属于阴离子色谱里的平衡离子，而对于阳离子色谱来说，其平衡离子是H+。因为被检测的样品中离子和树脂功能基的平衡离子会在分离柱中争抢位置，由于样品离子在库仑力的作用下而被暂时的固定，便形成了离子对。同时在不同的库仑力作用下，因亲和力也存在差异，故适用于各种离子。另外，不同的淋洗液作用时间长度和不同程度的离子保留时间都可以实现对样品离子的分离。如图1所示，离子色谱法的基本工作流程。

图1离子色谱法的基本工作流程

二、离子色谱在水质分析中的注意事项

在运用离子色谱法进行水质分析的时候，必须要注意以下几点：①对水样进行过滤处理。为了防止水样里的颗粒物进到管路发生堵塞问题，必须要在水样进到离子色谱之前利用0.45μm的滤膜进行过滤理。②对水样进行稀释处理。针对那些样品组成比较复杂的，如果待检测的离子和树脂的亲和力差异很大，则要分多次进样，除此之外还要使用浓度或者强度不同的淋洗液。利用离子色谱法对阴离子进行分析时，通常推荐最大的进样量就是柱容量的30%。如果样品的浓度太高则必须要进行稀释处理，否则会导致色谱峰出现较宽且拖尾的情况。③控制温度。如果利用离子色谱法进行水质分析时不能维持温度稳定，则会导致色谱柱在运行时出现较大的压力波动，进而引发保留时间偏移、检测结果重现性较差及基线不稳定等问题。因此，必须要确保离子色谱运行过程中室温的稳定性。在进行仪器安装的过程中，不要把仪器安装在空调旁边或者是窗口前面，并且为了确保柱子温度的稳定性，也要安装必要的柱温箱。在完成取样之后避免马上进样，把样品放在自动进样设备里待一会儿，等样品温度与柱温基本一致后在进样。

三、离子色谱法在水质分析中的运用

离子色谱法可以对氧化物、二氧化硅、有机酸类和部分重金属等进行分析。

利用离子色谱法进行水质分析时，主要检测的物质有无机阴离子、阳离子和小分子酸，分离过程中用到的主要模型是离子交换及排斥，分析的样品主要有地下水、饮用水、电厂循环水及废水等等。利用离子色谱法进行水质分析的时候，不仅对水里常见阴阳离子（如Cl-、F-、PO43-、NO2-、NO3-、Li+、K+、NH4+等）能够很快的分析出来，也可以对饮用水检测项目中的消毒产物（如氯酸根、次氯酸根、亚氯酸根、溴化物、溴酸根等）进行精准的定量。

1、无机阳离子及阴离子的检测

离子色谱法能够有效的解决传统化学分析用时长的问题，极大提高了水质分析工作的效率。利用一次进样及梯度淋洗液的方法，可以在30min内分离出36中阴离子，能够有效测定饮用水中的阴离子。而抑制型离子色谱利用盐酸当做淋洗液，可以分析得出许多种阳离子，在苯乙烯聚合物表面聚合阳离子交换固定相和磺酸基阳离子交换乳胶，碱金属离子比碱土离子的亲和力小，利用等浓度淋洗一次进样同时分离出两组离子比较困难。利用新型分离柱可以改变阳离子的交换位置、选择性及其密度，同样利用等浓度淋洗一次进样，能在15min中分离出碱土离子及碱金属离子。

2、有机酸、碱的检测

离子色谱可以分析有机酸和有机碱。取代基、控制基的多元酸，例如酒石酸、丁二酸、乳酸、柠檬酸等。经过衍生反应后，难以检测可挥发组分，无法利用气相色谱进行分析，离子色谱解决了这一问题。新型的排斥柱离子填料，包含普通排斥柱的阳离子交换基团，H+代替OH-以及位于填料弱离子交换处的CO32-，使有机酸的分离选择性增强。通过离子排斥的分离模式，可以测定出水中50多种可溶性有机酸，找出了定量分析36种有机酸的条件，在多样品分析方面取得了良好的效果。

3、复杂样品的检测

离子色谱分析方法的发展，实现了无机阳离子和阴离子、有机酸、离子物质和氟离子物质的同时分离。有些水样本具有复杂的成分，同时柱离子色谱法，能够对水样本中的F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、P043-、S042-、Li+、NH4+、Na+等测定，其淋洗液为EDTA溶液，淋洗液与Ca2+会发生化学反应生成阴离子配合物，同时测定了有机酸和阴阳离子。

四、结束语

综上所述，离子色谱法对提高水质分析工作的效率、质量及精确度等有着非常重要的作用。因此，必须要加大对离子色谱法的研究力度，积极研发或引进先进的检测技术，提高离子色谱检测技术水平及其检测的灵敏度，扩大离子色谱法的应用领域，确保离子色谱法在水质分析工作中发挥更大的作用和价值。

参考文献：

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