梁鈺瑩

離子色譜法的概述

對(duì)水質(zhì)的分析方法大致可以分為三種不同的類型：簡(jiǎn)要分析法；專項(xiàng)分析法以及全面分析法，這三種方法都是采取化學(xué)或者是物理的方法來對(duì)水中的不同的化學(xué)成分的含量加以單獨(dú)的測(cè)定和分析。自從色譜法的研發(fā)以來，其對(duì)于水質(zhì)的分析有著巨大的促進(jìn)作用，尤其是離子色譜法，該方法可以同時(shí)對(duì)多種陽(yáng)離子和陰離子進(jìn)行測(cè)定。

離子色譜的含義。離子色譜屬于高效液相色譜，被稱為現(xiàn)代離子色譜或者是高效離子色譜，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)分析的時(shí)常用電導(dǎo)檢測(cè)器對(duì)水體中的陰離子和陽(yáng)離子進(jìn)行定性和定量分析的一種方法。在進(jìn)行分析的時(shí)，抑制器與分離柱相連接，從而抑制水體中的電解質(zhì)的導(dǎo)電率。離子色譜與以往的離子交換色譜的區(qū)別主要變形為樹脂的交聯(lián)度很高，交換容量卻很低，進(jìn)樣的體積小，淋洗液用柱塞泵進(jìn)行輸送，可以對(duì)淋洗液進(jìn)行自動(dòng)的連續(xù)的電導(dǎo)檢測(cè)。

離子色譜法的分離原理以及分類。離子色譜法是通過把帶電水體中的分子和離子相互交換其固定相上可以交換的離子，對(duì)它們進(jìn)行交換來完成分離的一種方法。離子色譜法主要是通過電荷之間的交互作用，充分地利用了帶電分子中的電荷之間的細(xì)小差異實(shí)現(xiàn)分離，分離容量比較高，比較適用于親水性的陽(yáng)離子和陰離子的分離。離子色譜法根據(jù)分離的機(jī)理之間的不同可以分為以下5種模式：離子交換法、靜電離子法、離子排斥法、金屬配位離子法以及離子對(duì)色譜法。

離子色譜的構(gòu)成。離子色譜主要是有以下部件構(gòu)成的：數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、進(jìn)樣器、高壓輸液泵、流動(dòng)相容器、檢測(cè)器、色譜柱等，還可以根據(jù)實(shí)際的使用情況添加自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)、流動(dòng)相的抑制系統(tǒng)、全自動(dòng)控制的系統(tǒng)、柱后反應(yīng)系統(tǒng)等。

離子色譜法的工作流程。由圖1所示，我們可以得知，流動(dòng)相可以通過高壓的輸液泵以其穩(wěn)定的流速或者是恒定的壓力被運(yùn)輸?shù)椒治鲶w系中，樣品在進(jìn)入色譜柱之前會(huì)經(jīng)過進(jìn)樣器實(shí)現(xiàn)導(dǎo)入，再隨著流動(dòng)相到達(dá)色譜柱，在進(jìn)入色譜柱之后，會(huì)因?yàn)楦鱾€(gè)組分的不同特性進(jìn)行分離，再依次隨著流動(dòng)相進(jìn)入檢測(cè)器。對(duì)于抑制型的離子色譜可以在電導(dǎo)檢測(cè)器之前先增加抑制系統(tǒng)，也就是把再生液用另外的高壓輸液泵運(yùn)輸?shù)揭种破髦?。流?dòng)相中的背景導(dǎo)電可以在抑制器里被減小，再把流動(dòng)出物導(dǎo)入到電導(dǎo)池中，相關(guān)的數(shù)據(jù)信息處理系統(tǒng)會(huì)把傳輸過來的檢測(cè)信號(hào)加以分析、記錄以及保存。不需要使用輸送再生液和抑制器的非抑制型離子色譜，結(jié)構(gòu)就要簡(jiǎn)單得多，價(jià)格也會(huì)便宜一些。

離子色譜法對(duì)水質(zhì)的分析的應(yīng)用

對(duì)常規(guī)離子的檢測(cè)中的應(yīng)用。離子色譜檢測(cè)法的原理是把樣品隨著淋洗液進(jìn)入離子交換柱中，再根據(jù)不同的離子在離子交換柱中親和力的差異進(jìn)行分離，通過抑制器降低背景導(dǎo)電值，待檢測(cè)的成分可以通過電導(dǎo)檢測(cè)器測(cè)量出其電導(dǎo)率，最后再根據(jù)不同組分的保留時(shí)間和峰面積來進(jìn)行定性定量分析。相關(guān)的研究表明，在使用離子色譜法對(duì)水中九種常見陰離子進(jìn)行檢測(cè)，線性關(guān)系R2平均大于0.999，加標(biāo)回收率在90%至105%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均在5%以下。離子色譜法的優(yōu)點(diǎn)在于操作簡(jiǎn)單，靈敏度較高，精密度好等，與其他的檢測(cè)法相比較，離子色譜法可以同時(shí)檢測(cè)多種離子，且樣品的出峰速度快，試劑消耗少，檢測(cè)成本較低，結(jié)合自動(dòng)進(jìn)樣器會(huì)大大提高檢測(cè)的效率。

對(duì)消毒副產(chǎn)物的檢測(cè)中的應(yīng)用。消毒副產(chǎn)物指的是在使用消毒劑消毒飲用水時(shí)，消毒劑和水里的有機(jī)物反應(yīng)產(chǎn)生的化合物。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和研究力度的不斷加大，對(duì)水中各種不同類型的消毒副產(chǎn)物的研究和分析已經(jīng)成為了熱點(diǎn)話題，人們?cè)絹碓疥P(guān)心這些消毒副產(chǎn)物是否會(huì)給我們的身體帶來的傷害。對(duì)水體進(jìn)行消毒通常使用加氯消毒法，但是氯氣在水中與有機(jī)物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成鹵代乙酸類的消毒副產(chǎn)物，如二氯乙酸、一氯乙酸、三氯乙酸等，其中三氯乙酸和二氯乙酸的含量較高。另外一個(gè)消毒法是用臭氧進(jìn)行消毒，臭氧消毒的過程中會(huì)產(chǎn)生溴酸鹽，該化合物是被USEPA和WHO公認(rèn)的潛在致癌物，極低的含量也有可能誘發(fā)癌癥。

對(duì)農(nóng)藥殘留的檢測(cè)中的應(yīng)用。目前對(duì)農(nóng)藥殘留物的檢測(cè)方法主要由以下幾種：質(zhì)譜法、液相色譜法、氣相色譜法等，但是這幾種方法普遍存在著不同程度的不足，如檢測(cè)的準(zhǔn)確性低、靈敏度低、儀器設(shè)備價(jià)格高、樣品的前處理過程較為復(fù)雜、檢測(cè)成本高等。而使用離子色譜法對(duì)農(nóng)藥殘留物進(jìn)行分析，其優(yōu)點(diǎn)在于樣品的前處理過程比較簡(jiǎn)單、檢測(cè)的結(jié)果準(zhǔn)確度高等。在農(nóng)藥中，草甘膦是使用最廣泛的一種除草劑，然而草甘膦在環(huán)境中的殘留對(duì)人和動(dòng)物的危害比較大。我國(guó)對(duì)其在飲用水中的殘留量有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)限值，最大不能超過0.7mg/L。用離子色譜法來檢測(cè)水中的草甘膦的含量的靈敏度較高，操作過程簡(jiǎn)單。除此之外，用于農(nóng)作物催熟劑中的吲哚丁酸、吲哚乙酸和吲哚丙酸等還會(huì)隨著地下水、地表徑流等方式對(duì)水源造成污染，進(jìn)而對(duì)環(huán)境帶來極大的污染。通過氣相色譜法、質(zhì)譜法、液相色譜法等方法對(duì)此類物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，均存在前處理操作復(fù)雜、需要使用有毒有機(jī)試劑等不足。實(shí)踐證明，使用離子色譜法對(duì)這類物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)分析，具有準(zhǔn)確性高、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。

離子色譜分析法多用于檢測(cè)常規(guī)的陰陽(yáng)離子、農(nóng)藥殘留物以及消毒副產(chǎn)物等，具有靈敏度高、準(zhǔn)確性高、操作簡(jiǎn)便安全以及檢測(cè)成本低的優(yōu)勢(shì)，是一種理想的檢測(cè)技術(shù)，因此要加大推廣的力度，進(jìn)一步研發(fā)使用，使其可以運(yùn)用到更加寬廣的領(lǐng)域中。endprint