張洪信

（云南省文山壯族苗族自治州生態(tài)環(huán)境局文山分局生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，云南 文山 663099）

文山分局生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站配備的是一款國產(chǎn)IC-8600型離子色譜儀，雖然無法和國外高端品牌比，但完全能滿足三級站的工作需求。IC-8600型離子色譜儀作為環(huán)境監(jiān)測站的重要分析儀器，提高了環(huán)境監(jiān)測的工作效率。但在使用過程中，經(jīng)常會遇到各種各樣的問題，通過多年的摸索、總結(jié)以及與廠家交流，該監(jiān)測站現(xiàn)在能及時(shí)處理這套設(shè)備出現(xiàn)的問題。圖1為IC-8600型離子色譜儀。

圖1 IC-8600型離子色譜儀i譜儀

1 離子色譜方法原理

離子色譜是高效液相色譜的一種，故又稱高效離子色譜（HPIC）或現(xiàn)代離子色譜，進(jìn)樣體積很小。水質(zhì)樣品中的陰離子經(jīng)陰離子色譜柱交換分離、抑制型電導(dǎo)檢測器檢測，并根據(jù)保留時(shí)間定性，根據(jù)峰高或峰面積定量。根據(jù)《水質(zhì) 無機(jī)陰離子（F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO43-、SO32-、SO42-）的測定離子色譜法》（HJ84-2016）[1]，可連續(xù)測定水樣中F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO43-、SO32-、SO42-離子。在日常分析中，分析的項(xiàng)目為水中F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-五個(gè)項(xiàng)目。

2 IC-8600型離子色譜儀在水環(huán)境監(jiān)測中常遇到的問題

日常監(jiān)測工作中，取樣、制樣、樣品分析每一個(gè)步驟都非常重要，使用設(shè)備分析樣品更是如此，因?yàn)檎_使用設(shè)備不但能得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，更能提高工作效率。離子色譜儀作為精密儀器，使用過程中會出現(xiàn)各種問題，如果不能及時(shí)處理，會浪費(fèi)大量時(shí)間，從而降低工作效率。以下對該儀器在實(shí)際應(yīng)用中遇到的問題進(jìn)行分析。

2.1 IC-8600型離子色譜儀基線不穩(wěn)定的問題

當(dāng)離子色譜儀通淋洗液運(yùn)行時(shí)，經(jīng)常會出現(xiàn)長時(shí)間運(yùn)行基線不穩(wěn)定的情況，而基線不穩(wěn)定就不能進(jìn)行樣品分析，因?yàn)檫@種情況下分析出的結(jié)果不準(zhǔn)確，無法被采納，失去監(jiān)測的意義。當(dāng)離子色譜儀基線長時(shí)間不穩(wěn)定時(shí)，就需對引起基線不穩(wěn)定的原因進(jìn)行逐一排查和處理。

2.1.1 壓力不穩(wěn)定引起基線不穩(wěn)

造成壓力不穩(wěn)定的原因主要有以下幾方面：一是配制的淋洗液中有大量的肉眼看不到的氣泡；二是進(jìn)淋洗液的壓力泵或管道中有氣泡未排出導(dǎo)致壓力的浮動大；三是色譜柱中有氣泡至壓力浮動大；四是壓力泵長期使用沒進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，處理淋洗液、壓力泵、色譜柱中氣泡比較困難。首先是配制淋洗液時(shí)淋洗液中氣泡多的問題，把配制好的淋洗液放置在超聲波清洗器中排氣，排氣時(shí)根據(jù)淋洗液中氣泡減少情況而定，當(dāng)淋洗液中氣泡變化不大即可。其次是壓力泵和淋洗液管道中的氣泡問題。通過運(yùn)行儀器觀察壓力泵數(shù)值是否穩(wěn)定，不穩(wěn)定且壓力泵數(shù)值波動大，說明壓力泵或是淋洗液管道中有氣泡，擰松壓力泵的排氣閥，選擇強(qiáng)制沖洗功能進(jìn)行強(qiáng)制沖洗，直到壓力泵排氣閥噴出持續(xù)均勻的水柱即可；對于壓力泵至色譜柱之間的管道采用相同的辦法即可處理。再次是色譜柱中有氣泡的問題。拆開色譜柱與淋洗液管道連接處，排盡色譜柱中的淋洗液，連接淋洗液管道和色譜柱，色譜柱倒立豎直，運(yùn)行儀器至淋洗液緩慢從色譜柱末端排出，把色譜柱與抑制器管道連接，觀察壓力泵數(shù)值是否穩(wěn)定，壓力泵數(shù)值穩(wěn)定說明排氣成功，壓力泵數(shù)值不穩(wěn)定，須進(jìn)行重復(fù)操作至壓力泵數(shù)值穩(wěn)定。最后是在使用過程中定期更換壓力泵的潤滑油，使壓力泵能提供足夠的動力，壓力泵的潤滑油問題是常被忽視的問題。

2.1.2 離子色譜儀室的室溫不達(dá)標(biāo)及儀器運(yùn)行淋洗液時(shí)間不足引起基線不穩(wěn)定

離子色譜儀室必須配備空調(diào)，因?yàn)殡x子色譜儀對工作環(huán)境有嚴(yán)格要求，IC-8600型離子色譜儀工作環(huán)境溫度為10 ℃～30 ℃，在實(shí)際工作中，室溫控制在25 ℃最佳。每次進(jìn)行樣品分析前，通過空調(diào)調(diào)控，把室溫控制在25 ℃。調(diào)控室溫的同時(shí)，通入淋洗液運(yùn)行儀器，觀察圖譜中基線的變化。儀器運(yùn)行一段時(shí)間后，基線起伏大，繼續(xù)通淋洗液至基線光滑平穩(wěn)，如果圖譜中的基線長時(shí)間不穩(wěn)定，需重新配制淋洗液運(yùn)行儀器至穩(wěn)定。

2.2 IC-8600型離子色譜儀曲線的問題

配制曲線過程中也會出現(xiàn)各種問題，集中表現(xiàn)為配制曲線的相關(guān)系數(shù)R≤0.995，曲線不滿足使用要求。目前配制曲線，都采用有證書的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行配制，所以產(chǎn)生問題的原因主要有以下幾方面：一是在配制曲線過程中取標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、定容讀數(shù)不準(zhǔn)產(chǎn)生誤差；二是使用的容量瓶、移液管未進(jìn)行校準(zhǔn)產(chǎn)生誤差；三是實(shí)驗(yàn)室分析項(xiàng)目交叉污染所產(chǎn)生的誤差。

針對以上造成曲線產(chǎn)生誤差的原因，各級監(jiān)測站都要按照要求對技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，設(shè)立獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室或是把有干擾的項(xiàng)目安排在不同實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

2.3 樣品預(yù)處理對離子色譜儀的重要性

樣品預(yù)處理是否規(guī)范決定了本次取樣是否成功、樣品分析數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，還決定了設(shè)備使用壽命的長短。水中對離子色譜儀的干擾物主要是疏水性化合物、重金屬、肉眼不可見的顆粒物、有機(jī)物、腐殖質(zhì)等，樣品分析前應(yīng)排除干擾。

2.3.1 對濁水的處理

雨季由于降水，大量的泥沙、腐殖質(zhì)等被沖刷混合在一起，水體中含有大量的泥沙、腐殖質(zhì)等而變得渾濁，雖然可通過靜置沉降減少這些干擾物，但仍然無法徹底解決問題。此時(shí)取樣就必須對水樣進(jìn)行現(xiàn)場抽濾以排除干擾，而現(xiàn)場抽濾需配備便攜式抽氣過濾裝置和便攜式交直流電源。如無條件可帶回實(shí)驗(yàn)室過濾后用水系微孔濾膜針筒過濾器的一次性注射器進(jìn)樣。通過以上方法對濁水處理后，不但可以排除水樣中干擾物的干擾，還可延長離子色譜儀的使用壽命。

2.3.2 對清水的處理

在日常取樣時(shí)，水樣是清澈的，對于肉眼看不到泥沙、腐殖質(zhì)等干擾物質(zhì)，認(rèn)為水樣不做預(yù)處理即可直接進(jìn)樣，這是錯(cuò)誤的，因?yàn)楹芏喔蓴_物肉眼看不到，直接進(jìn)樣不但得不到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，還會降低離子色譜儀的使用壽命，因?yàn)槭杷曰衔?、重金屬、肉眼不可見的顆粒物、有機(jī)物、腐殖質(zhì)等會干擾離子色譜儀的準(zhǔn)確性，甚至堵塞離子色譜柱。

2.4 IC-8600型離子色譜儀計(jì)算中的問題

當(dāng)基線穩(wěn)定，進(jìn)行曲線繪制，曲線繪制好后相關(guān)系數(shù)R≥0.995即可使用，否則應(yīng)重新繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制好后，先進(jìn)行空白、質(zhì)控樣分析，空白、質(zhì)控樣正確，可進(jìn)行樣品分析。空白或是質(zhì)控樣不正確，需檢查空白或是質(zhì)控樣的問題，空白和質(zhì)控樣沒問題，就必須重做曲線，直到三者符合要求。樣品分析好后帶入曲線計(jì)算即可得到分析結(jié)果，由于樣品濃度不固定，就會出現(xiàn)樣品濃度在曲線范圍內(nèi)或高于曲線范圍的情況[2]。

2.4.1 樣品濃度是否超出曲線的判定

樣品濃度是否在曲線內(nèi)可以通過曲線的最高濃度或最小濃度峰的大小進(jìn)行初步判定，最好的方法是代入曲線計(jì)算出結(jié)果，這樣可以直觀地得到結(jié)果，并根據(jù)結(jié)果判定即將稀釋的倍數(shù)。

2.4.2 樣品濃度高于曲線

計(jì)算樣品濃度時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)樣品濃度高于曲線，此時(shí)計(jì)算出的結(jié)果是不準(zhǔn)確的，需要稀釋后重新進(jìn)行分析。根據(jù)原樣品計(jì)算結(jié)果選擇稀釋倍數(shù)，取原樣品稀釋后進(jìn)行分析，分析結(jié)果乘以稀釋倍數(shù)作為最后結(jié)果，這樣分析出的結(jié)果才準(zhǔn)確。

2.4.3 樣品濃度在曲線范圍內(nèi)

當(dāng)樣品濃度在曲線范圍內(nèi)時(shí)，代入曲線計(jì)算出結(jié)果即可。

2.4.4 樣品濃度在曲線范圍內(nèi)而無法判定結(jié)果

在常規(guī)樣品分析中，還會遇到一種比較棘手的情況，就是樣品分析后有明顯的峰，濃度也在曲線內(nèi)，但計(jì)算結(jié)果為0，因而無法準(zhǔn)確判斷分析結(jié)果是否低于方法檢出限。例如圖1中的硝酸鹽氮，根據(jù)配制曲線濃度0.00 mg/L、1.00 mg/L、2.00 mg/L、5.00 mg/ L、10.00 mg/L，方法檢出限為0.016 mg/L，計(jì)算結(jié)果顯示為0，無法判斷是否低于方法檢出限。遇到這種情況需配制一個(gè)更低的濃度點(diǎn)，例如圖2所示，加入一個(gè)0.10 mg/L濃度的硝酸鹽氮后，即可算出其濃度為0.007 mg/L，低于方法檢出限0.016 mg/L。

圖2 結(jié)果無法判斷的情況

3 IC-8600型離子色譜儀維護(hù)的重要性

很多技術(shù)人員或設(shè)備管理者認(rèn)為只要設(shè)備能正常運(yùn)行即可，所以不重視儀器設(shè)備的維護(hù)。其實(shí)對儀器設(shè)備的維護(hù)不只是要保證其正常運(yùn)行，還要保證設(shè)備分析出數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，同時(shí)還要延長設(shè)備的使用壽命。通過對編號為GSB07-1381-2001（204725）的混標(biāo)進(jìn)行分析，四個(gè)項(xiàng)目均符合要求（見圖3和表1）。這主要是因?yàn)殡x子色譜技術(shù)的成熟以及操作人員和廠家售后的精心維護(hù)。離子色譜儀屬于高精度儀器，為了讓儀器能正常工作，日常維護(hù)就顯得非常重要。

表1 混標(biāo)測試結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值對比

圖3 結(jié)果可判斷的情況

3.1 無樣品分析期間的維護(hù)

在沒有樣品分析期間，為保證有樣品分析時(shí)離子色譜儀能正常工作，在無樣品期間須進(jìn)行開機(jī)保養(yǎng)，如果時(shí)間長，通淋洗液（通淋洗液同時(shí)做空白分析，然后再通去離子水清洗），如果時(shí)間不長，通去離子水同時(shí)注射空白樣，這樣就能保證下次進(jìn)行樣品分析時(shí)，儀器既正常又清潔。

3.2 樣品分析前后的維護(hù)

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，用配制好的淋洗液沖洗至基線降至0左右，且光滑平穩(wěn)；進(jìn)樣分析前注意樣品能否直接測試、pH值是否過高，要是水樣pH值過高可能會損壞色譜柱；如果樣品不干凈應(yīng)當(dāng)過濾后再進(jìn)行分析，防止色譜柱堵塞；實(shí)驗(yàn)完成后應(yīng)當(dāng)用去離子水沖洗色譜柱，并在沖洗過程中注射空白樣（去離子水），因?yàn)榱芟匆菏怯商妓徕c-碳酸氫鈉配制而成，所以做完實(shí)驗(yàn)必須用去離子水沖洗色譜柱和做空白樣，防止下次樣品分析時(shí)因淋洗液長期留在色譜柱而堵塞。

圖4 混標(biāo)分析圖譜

3.3 定期返廠維護(hù)

定期返廠也是一個(gè)很突出的問題。通過了解，目前很多檢測站都存在對于應(yīng)當(dāng)返廠維護(hù)的設(shè)備或部件不進(jìn)行返廠維護(hù)的問題，只有設(shè)備損壞或出現(xiàn)自己無法解決的問題時(shí)才返廠。而這種處理不但不能保證設(shè)備正常使用，還會降低設(shè)備的使用壽命，更會增加使用成本。離子色譜儀應(yīng)當(dāng)根據(jù)使用頻率，半年或是一年，把電導(dǎo)池、色譜柱返廠進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，因?yàn)橹挥羞@樣才能達(dá)到最有效的維護(hù)[3]。

4 結(jié)論

通過以上分析，可得出以下結(jié)論：（1）IC-8600型離子色譜儀作為一款國產(chǎn)離子色譜儀，雖然無法和國外高端品牌比，但能滿足三級站的工作要求，因此在選擇設(shè)備儀器時(shí)，應(yīng)相信國內(nèi)產(chǎn)品，盡可能選擇適合的國產(chǎn)設(shè)備。（2）如何保證儀器正常運(yùn)行，不僅僅是操作員的事，更是整個(gè)監(jiān)測站的事；使用儀器設(shè)備的過程中，操作人員必須有責(zé)任心，能夠按照相關(guān)要求操作和維護(hù)保養(yǎng)，并善于發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)問題。（3）一套運(yùn)轉(zhuǎn)正常的儀器，可以提升工作效率，為監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實(shí)性、準(zhǔn)確性、及時(shí)性提供保障。