离子色谱技术在水环境监测中的应用研究

离子色谱技术在水环境监测中的应用研究

王今娥

湖南新安检测技术有限公司   422000

摘要：水环境污染问题是新时期环境工程建设关注的重点问题，与人们的日常生产生活有直接关联。离子色谱技术是水环境污染治理中的常规技术体系，对其原理和应用特性进行分析，能够提高技术的应用效果。明确了离子色谱法在水环境监测领域的应用方向、操作流程、注意事项，强化离子色谱法的应用效率，满足城市水环境管控和科学治理的需求。

关键词：离子色谱法；水环境；监测治理

随着我国社会发展水平的不断提升，人们的生产生活方式也在不断进行变化，水环境治理和管控已经成为城市生态环境工程中的重要组成部分，由于生活污水、工业废水排放量的不断增加，水环境面临着污染风险，需要通过具备精细化优势的监测技术进行水环境污染管控，离子色谱法作为典型的水环境监测技术，具备监测精准性高、应用成本可控以及灵活性强的特点，对其进行分析，能够为水环境监测工作的优化和升级提供参考。

1、离子色谱法的应用原理以及特性

离子色谱法作为一种高效灵敏的分析技术，其核心原理在于定位水环境中的阴离子和阳离子，完成分离和监测。在监测前期需要进行水样的预处理，通过物理过滤、稀释或者富集的方式完成干扰物质的剔除，以此来增强监测的精准性。然后将预处理好的水样滴入离子监测装置，通过离子交换柱完成分离。离子交换柱作为离子色谱监测的核心部件，其固定相中携带相反电荷，而不同离子的亲和力有一定差异，结合这一差异可以实现分离，分离之后的离子会随着流动性进入监测器，目前较为常见的监测器以电导监测以及紫外可见光谱监测为主[1]对特定离子完成定性和定量分析，从而判断水样中是否存在污染成分以及污染成分的具体类型。比如，以氯离子、硫酸根、硝酸根以及铵离子为主的无机离子，都可以精准的监测出来，还可以精准定位水样中的有机酸和碱性物质。此种方式的监测速度较快且精准效应更高，监测对象具备普适性，在不同地区的水样中都可以灵活应用。

2、离子色谱法在水环境监测中的应用

目前的水环境监测大部分围绕着水体污染展开，离子测谱法在水体污染监测方面可以起到污染要素定位的核心作用，比如针对水体环境中存在的不同离子进行基本特性监测，根据监测结果确定水中污染物质的性质和类型，以此制定针对性的水体环境修复方案。在这个过程中，离子色谱法可以从以下几个层面提供水环境监测服务。

2.1基于阴阳离子划分进行水体监测

此种监测的核心原理在于不同离子之间存在排斥性，以城市的河道污染环境样品为例，在阴阳离子分离的过程中，可以将小分子分离出来改变水中一般无机离子的等价特性，比如可以分离出的离子包括但不限于负一价氟离子、负二价氮氧离子、负一价氯离子以及负四价磷硫离子。这种操作需要在浓缩水质之后进行过滤，并且将其中影响离子色谱监测的其他重复元素过滤出去，最终能够定位水质污染情况下出现的最高阴离子浓度，将其作为该区域水质环境监测的主要指标，确定了最高阴离子浓度之后，需要使用同一浓度的淋洗装置进行梯度加热时间控制在7分钟，完成离子分离，分离期间要做好正离子和负离子的交换物质。

此种方式能够有效代替传统水环境监测中的化学物质监测方法，将有机酸和无机酸进行分离。不仅简化了水环境监测的流程和细节，还可以减少使用的设备数量和成本。比如利用低浓度的盐酸以及DAP（邻苯二甲酸二烯丙酯）作为水环境监测的试剂，将水质中的钾离子、氮氢离子以及钙离子进行分离，这些离子属于阳离子，最后加入离子聚合物，和盐酸以及疏水离子进行交换淋洗，将最终的样品引入分离柱之后，一部分沉淀的负离子会直接在分离柱的上端附着，完成从高到低的排列，仅需15分钟左右便可以完成阳离子和阴离子的分离，能够有效提升水环境监测的效率。

2.2基于酸碱度进行水体污染成分的监测

在目前的城市水环境污染管理的过程中可以确定，有机酸是最为常见的水体污染物质，在目前绝大部分水环境治理项目中都有存在，因此有机酸的监测和定位将成为水体环境监测的重要指标，而离子色谱法同样能够实现水环境中的酸碱污染物质监测，完成阴离子和阳离子的分离。

在监测的过程中首先进行水质样本的稀释操作，先选取10毫升的监测水样，将其稀释为5%浓度，将水样注入色谱系统中，固定相选择离子交换树脂，通过流动相的洗脱作用完成离子分离，分离之后的离子将进入监测器，通过对其中的氢离子浓度进行分析，能够确定水样的pH值，并且定位导致pH值出现变化的目标离子。

与此同时，在进行酸碱度监测时，还可以同步完成营养盐、其他重金属离子的监测，对于水质的整体状态进行评估，用以确定污染防治的主要方案。

3、离子色谱法在水环境监测中的应用注意事项

离子色谱法有助于提升水环境监测的效率和质量，但在实际应用的过程中还需要针对其中的注意事项进行针对性把控，避免出现影响监测结果的问题。

3.1进行气泡问题管理

气泡问题大部分出现在离子色谱监测的样本淋洗环节，淋洗液瓶内容易出现气泡，一旦气泡随着检验操作进入设备中，会严重降低基线显示的稳定性，因此需要在操作的过程中做好脱气操作。一方面要利用真空泵清洗装置，对淋洗液瓶内的气泡进行清洗，最大限度上减少气泡的数量。为了避免气泡进入仪器的内部，及时打开废液阀门进行压力释放，确保所有的气泡完全清除干净。阀门的释压时间可以控制在三分钟以内，并及时观察后续的闭合程度，进行松紧度调节，防止阀门过紧问题

[2]。

3.2落实压力调控管理

压力数值过高会导致离子色谱监测的精准度下降，在出现压力失控问题时，相关技术人员需要及时采取以下操作。

首先，判定压力失控的具体结构和设备，若出现输液系统压力数值超标情况，要及时断开保护柱进口端，避免出现单向阀堵塞。这已经出现了阀门堵塞问题，需要将已经堵塞的单向阀拆除，利用水域超声技术进行清洗，清洗时间控制在30分钟以内。若采取该种操作手段，依旧未能降低压力数值，需要额外判断堵塞问题是否出现在色谱柱内，可以利用十倍淋洗液进行淋洗，完成内部压力系统的监测，然后再次判定压力数值是否降低。若依旧未能降低，可以通过更换滤网、冲洗监测池的方式进行压力控制，直至压力恢复到标准范围内，才可以进行后续的监测操作。

3.3落实背景电导升高问题管理

在监测的过程中需要重点关注背景电导数值出现的偏差问题，若在短时间内数值快速升高，需要及时制定优化方案。通常会利用排除法来判断导致数值升高的主要因素，先检查淋洗液和色谱柱的状态，判断是否出现问题，若未能定位问题所在，要额外检查设备本身是否出现故障，及时进行零部件更换，以此来判断电导数值升高的诱发因素，直至电导数值稳定。

除此之外还需要降低水负峰对监测结果造成的影响。这需要根据不同的监测目标和需求进行针对性调整，在实际操作的过程中，要严格按照标准倒入适量淋洗液，确保监测结果符合实际的精准度要求。

结束语：

综上所述，在当前的水污染监测领域，离子色谱法可以有效提升污染监测的效率和质量，同时又可以降低成本。从实践的角度来看，离子色谱法主要通过阴阳离子分离以及酸碱度监测的方式完成污染测定，判断水中污染物质的变化情况，制定针对性的水环境污染防控和优化方案，能够为当前的环境工程建设提供明确的依据。

参考文献：

[1]倪萌.离子色谱在城市河道水环境污染监测中的应用[J].化工管理,2021,(23):75-76.

[2]周飞.离子色谱技术应用提升水质监测效果[J].区域治理,2019,(33):38-40.