离子色谱法在测定水质中的应用研究

摘 要：作为测定水质阴阳离子的一种方法，离子色谱法具有灵敏度高、稳定性好、检测限低等优点，而且样品预处理简便、操作简单又迅速。它主要利用离子交换的分离原理，对水中常见的阴、阳离子进行连续性的定性和定量分析，并能测定多种离子，即离子色谱法可以测定不同水样中常见的阴、阳离子。因此，本文将对离子色谱法在测定水质中的应用进行深入研究，以便达到最佳测定结果。

关键词：离子色谱法 水质 阴阳离子 测定

水是一切生命存活的源泉，也是人类日常生活的必需品，而有利于健康的水质在现实生活中起着至关重要的作用，这就要求对水质进行测定。测定水质的范围比较广，主要涉及饮用水、工业用水、环境地下水、地表水，以及废水中阴阳离子的测定，而且测定方法多种多样，常见的有电极法、容量法、分光光度法等等。然而，由于各种离子的测定方法不尽相同，不但操作繁琐、干扰性大，而且稳定性和灵敏度也非常差，又不能同时测定，即常规方法已经落后于时代。目前，在科学技术的推动下，离子色谱技术的应用十分广泛，它能满足现代分析快速简便的要求，又能同时准确地测定多种离子，检测结果令人满意。所以，本文采用离子色谱法，对水中常见阴阳离子的测定进行分析，以便挖掘其更高的使用价值。

一、离子色谱法的测定原理

1.测定原理

关于离子色谱法的分离原理，首先是分离后的组分，在淋洗液的带动下，经过抑制器来降低淋洗液的本底电导，以便增加被铡离子的电导响应值；然后再用电导检测器进行检测，同时绘出各个离子的色谱图，用来保留时间的定性，以便在峰高峰面积上进行定量，最终测出离子含量的一种测定过程，即为离子色谱法的测定原理。

2.分离机理

关于离子色谱法的分离机理，由于离子色谱属于液相色谱，基本上基本上分为三种分离机理：其一是高效离子交换色谱法（肝IC）；其二是高效离子排斥色谱（HPICE）；其三是流动相离子色谱法（盱IC）。通常情况下，普遍应用的分离方法是高效离子交换色谱法，色谱分离有过程中，样品中的离子可以与流动相中的对应离子进行交换，在较短的时间内，样品离子就会附着在固定相中的固定电荷之上。然而，又因为样品离子对固定相的亲和力存在差异，从而使样品中多种组分在一定程度上可能产生分离。

3.仪器结构

关于离子色谱法的仪器结构，包括淋洗液输送系统、样品进样系统、分离系统、抑制电导榆铡系统、数据采集和仪器控制等。进行检测时，离子色谱法采用电导检测法，电导检测嚣测定的属于离子型成分。所以，与其它方法不同，离子色谱分析：采用电导检测时，拥有抑制器做辅助，当高电导的流动相通过抑制器装置时，可以大大降低流动相的背景电导值，从而提高被检测离子的电导响应值，即在一定程度上提高了信噪比，比如SRS抑制器。

二、离子色谱分析条件的选择

1.固定相的选择

测定时，首先要了解待检测化合物的分子结构、性质、样品详情，对于水合能高和疏水性弱的离子而言，最好选用高效离子交换法；对于水合能低和疏水性强的离子而言，最好选用亲水性强的离子交换柱；对于定疏水性有明显水合能p Ka在l到7之间的离子而言，最好选用高效离子排斥法等等。当然，在检测的过程中，有的离子既可用阴离子交换分离，也可以用阳离子，比如氮基酸、生物碱、过渡金属等等，即选择固定相的时候，一定要认真分析待检测对象。

2.淋洗液的选择

2.1淋洗离子的种类、浓度与漉速

从阴离子色谱的典型淋洗液来看，它可通过洗脱能力进行划分，由强到弱排列为碳酸盐、碳酸氢根、氢氧根、硼酸、四硼酸钠，然后再依据被洗脱离子的保留性强弱进行选择，离子保留性强弱与离子的价态、半径、极化度有密切相关。比如：价态高，保留性相应地强；离子半径大，保留性相应地强；极化度大，保留性相应地强。另外，同一种淋洗液中，浓度越大，洗脱能力就越强，同时增加淋洗液的流速还能大大缩短保留时间，这就需要考虑分离度和柱子的承受压力。

2.2淋洗液

淋洗液PH值，当PH值提高时，氢氧根浓度就会增加；对于弱酸、多元酸的林洗液而言，当PH值提高时，电离就会增加，保留时间也会增加，比如磷酸根。

2.3有机改进剂对保留的影响

关于有机改进剂对保留的影响，一旦保留时间被缩短时，它会大大影响疏水性离子，比如：有机改进剂可以增加样品溶解度，可以优化疏水性和极化离子的色谱峰形，可以清洗色谱柱等等。

3.抑制器工作模式的选择

3.1分析水中的阴离子

选用ASIHC柱，电解会产生淋洗液，分析条件：淋洗液为30mmoI/L的KOH，淋洗液流速为12mI8min：抑制器电流为90mA；选用AS23柱，分析条件：淋洗液为4.5mmoI/L碳酸钠和0.8mmo I/L碳酸氯钠，淋洗液流速为1ml/min：抑制器电流为25mA.

3.2分析水中阳离子

选用CSl2柱，分析条件：淋洗液为20mmo I/L的甲基磺酸；淋洗液流速为1ml/min；抑制器电流为59MA。

三、水质分析过程中的样品预处理

1.纯净水中，阴离子测定时，可以直接进样。

2.自来水或地下水中，阴离子测定时，在0.45um滤膜过滤后，再直接进行样品分析。

3.地表水中，阴离子测定时，一旦离心过滤完，再用C18与0.45um滤膜过滤，然后再进行样品分析。

4.工业废水中，当离心过滤完后，可以应用on-Guard H柱与0.45um滤膜过滤，然后再进行样品分析。

四、仪器维护过程中的注意事项

1.更换阴阳离子系统，要注意取下保护柱、分析柱和抑制器，而且需要连接全部管路，同时对相应的酸和碱溶渡进行清洗。

2.牢切一点，决不可让碱性溶液进入到阳离子保护柱、分析柱和抑制器上，也不可以让酸溶液进入到阴离子保护柱、分析柱和抑制器上。

3.离子色谱仪器的运行，尽量一周一次，要是超过一个月的闲置时间，需要对抑制器进行活化。首先要取出抑制器，然后在4个小孔中注入高纯水10～30mL，等待30min，再重新进行连接，方可使用，以防抑制器被损坏。

4.遇到抑制器漏液情况时，问题可能出在连接电导检测器进口或出口管的堵塞上，从而导致液体流不出去，由此撑破了抑制器而发生漏液现象。这时，应当立即取下抑制器和短接管路，仔细检查电导检测器进出口管的出液是否通畅。检查过程中，如果发现堵塞现象，就需要更换并疏通管路，然后重新连接抑制器。

5.分离柱的保养

保养分离柱时，首先要注意分离柱的保存，淋洗液正常运行至少10min，如果不进行更换，需要正常关机；如果更换柱子，则要取下柱子，用死接头堵住保护柱或分离柱的两端，放好后再保存。其次要注意分离柱的清洗，清洗时要确保分离柱在保护柱前端，清洗液流向、分析样品时，确保淋洗液的流向必须保持一致。此外，清选抑制器的时候也要注意相关细节。

四、结束语

总之，作为一种比较先进的测定水质技术，离子色谱法在测定水质中阳阳离子的过程中，具有分辨率好、灵敏度高、工作效率高等诸多优点，尤其是在地表水、废水、降水中的水质测定应用极为广泛。 实践表明，离子色谱法是一种行之有效的水质测定技术，可以满足现代分析快速便捷的技术要求，还能同时测定水样中的多种离子，且灵敏度好、准确性优，操作更加简单，即离子色谱法是当前比较先进、理想的一种水质测定分析方法。

参考文献

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