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水环境监测中离子色谱技术应用问题及对策

2020-02-14 11:39 来源: 互联网 作者:黄志刚 浏览次数 151

  【摘 要】离子色谱技术是常用的水环境监测技术和手段,自动化程度比较高,应用效果稳定,在水环境监测过程中有着十分重要的应用价值。但是从离子色谱技术的实际应用情况来看,仍有一定的应用问题,如精确度不高、影响因素过多,严重制约着离子色谱技术的发展。论文主要针对环境监测中离子色谱技术应用存在的问题进行探究,提出具体的解决对策。
  【Abstract】Ion chromatography technology is a common technology and means of water environment monitoring. It has a high degree of automation and a stable application effect. It has a very important application value in the process of water environment monitoring. However, from the practical application of ion chromatography technology, there are still some application problems, such as low accuracy, too many influencing factors, which seriously restrict the development of ion chromatography technology. This paper mainly discusses the problems existing in the application of ion chromatography technology in environmental monitoring, and puts forward specific countermeasures.
  【关键词】水环境监测;离子色谱技术;应用问题;对策
  【Keywords】water environment monitoring; ion chromatography technology; application problems; countermeasures
  1 引言
  离子色谱技术可以在水环境监测过程中有效监测水体中含有的常规水溶性离子,相对于其他监测方式来说,具有灵敏度高、成本低的优势,可以提升监测效率,缩短监测周期,在水环境监测过程中有着十分重要的应用价值和应用效果。所以离子色谱技术也是水环境监测过程中最为常用的监测方法和监测技术,但是在实际应用过程中也存在一定的问题需要进行规避和完善。
  2 离子色谱技术概述
  2.1 离子色谱技术的原理
  离子色谱技术出现于20世纪70年代,主要是通过离子交换树脂进行离子交换制的分离,然后用监测器监测出流出物电导的变化情况,从而能够明确流出物的主要电学性质,推测流出物的主要结构,对水质的污染问题进行分析和研究。监测水中不同离子的含量在水环境监测领域离子色谱技术的应用十分廣泛,应用的历史长达几十年,离子色谱技术已经是一项应用十分成熟和系统的技术,在发展过程中有着十分广阔的发展前景和巨大的发展价值。目前,离子色谱技术的分离方式主要包括HPIC、HPIEC、MPIC这三种技术,在离子交换原理的支持下,离子交换色谱利用树脂进行离子分离,是液相色谱技术的重要组成部分[1]。所用的树脂交换容量较低,交联度比较高,因此,只需要体积较小的样本便能够得出相对精确的结果。可以进行在线的监测和自动化的监测,监测效率较高,可以减少人员的使用,简化监测流程。现代离子色谱技术是一种从高效液相色谱技术中分离出来的能够实现智能溶液离子组分监测的方法和技术,从而实现对样品中离子的有效分析以及分离[2]。
  2.2 离子色谱技术应用的优势
  离子色谱技术相对于传统的技术来说具有较大的应用优势。传统的监测技术通常采用原子吸收法以及分光光度法进行阳离子的分析与监测,这种监测技术只能够对某种元素进行分析,监测所需要耗费的工作量较大、时间较长,而且监测精度无法得到保障。传统的阴离子分析与监测通常应用光度法和容量法来进行,需要消耗大量的药品和成本,花费的时间较长,处理操作的难度较大[3]。离子色谱监测技术的应用首先能够大大地缩短监测所需要的时间,通常只需要几分钟便可以获得较为精确的结果,能够有效分析比较常见的阴阳离子,离子交换技术结合高效分离柱可以进一步缩短分析所需要的时间,提高灵敏度。同时,离子色谱技术还具有良好的选择性,可以匹配多种监测器和固定相,因此,可以极大地简化前处理程序,只需要对液体进行稀释和过滤之后便能够进行监测。另外,离子色谱技术的应用可以实现一次监测多种化合物,能够同时监测样品的多种成分[4]。
  2.3 离子色谱技术的分离方式和特点
  离子色谱技术对离子具有较强的选择性,该技术在进行复杂样品的分析过程中可以准确分离各种阴阳离子,结合双柱法可以进一步提升离子分离的速度以及离子分离的质量,对样品要求比较低,设备使用寿命比较长,灵敏度较高,在水环境的处理与监测过程中有十分重要的应用价值。离子色谱的类型分别为离子排斥色谱、离子交换色谱以及离子对色谱三种类型。离子排斥色谱主要是利用固定相和溶质之间的非离子性的相互作用进行相关离子的分离,离子交换色谱则是以离子间作用力的不同进行阴阳离子的有效分离。离子排斥色谱主要应用于有机酸和有机弱酸的分离,也可以用于氨基酸、醇类以及糖类的分离。离子对色谱的分离原理基于分离和吸附的选择性,与流动相的性能密切相关,主要应用于金属络合物以及表面活性阳离子的分离。  3 水环境监测中离子色谱技术的应用问题
  在离子色谱技术的实际应用过程中存在各种各样的问题,影响离子监测的效率以及离子监测的准确性。例如,在水样过滤处理的过程中,需要将监测的水样经过相应的滤膜进行抽滤,否则容易造成水样中的颗粒物堵塞管路的问题,引起离子色谱设备的故障。同时,还需要加强水样的稀释处理,由于待测样品离子对树脂的亲和力存在较大的差异,通常采用多次进样的方法,通过不同浓度淋洗液的配置进行水样组分的分离以及处理。在这个过程中,如果水量控制不合理,导致水样浓度过高,会造成色谱峰拖尾且宽度较大的问题。在离子色谱技术的实际应用过程中,往往会出现输液系统混入气泡、系统压力过高以及计算机脱离连接等各种设备故障以及监测问题,输液系统混入气泡将会使得离子色谱仪基线不稳定,系统压力过高,进而造成色谱柱单向阀以及保护柱堵塞及计算机脱离连接,影响离子色谱技术的实际应用效果。因此,在应用离子色谱技术进行水样监测与分离的过程中,要对这些问题进行系统分析与研究,尽可能地在监测过程中规避上述问题,保证监测的连续性和准确性。
  4 解决水环境监测中离子色谱技术应用问题的相关对策
  4.1 针对输液系统混入气泡问题的解决对策
  首先,需要从源头上控制气泡的混入。例如,可以在淋洗剂和再生液更换之后进一步排除气泡进入问题,可以利用纯水经过真空泵透气处理的方法避免气泡的产生,有效规避气泡对测试环境的影响。其次,需要加强对已经混入气泡的处理,可以通过打开废液阀释放空压力的方式使气泡破碎,避免气泡对测试造成干扰。
  4.2 针对计算机脱离连接问题的解决对策
  如果在应用离子色谱仪进行水质监测的过程中出现计算机脱离连接的问题,将会直接影响监测的结果以及监测的质量。当大型仪器和色譜仪连接到同一电路上时,极易由于电压不稳定以及电流故障导致计算机和色谱仪之间脱离连接,从而引发色谱仪数据的丢失以及测试流程的中断,影响测试结果和测试效率。因此,在实际使用过程中,应该在测试之前对电压进行测试,保证电压环境的稳定性,从而保证离子色谱仪的供应电源稳定,错开设备使用时间,使得计算机能够有效连接到离子色谱仪上进行系统监测。
  4.3 做好离子色谱仪的日常维护工作
  随着科学技术的不断发展和工艺水平的持续进步,离子色谱仪的种类越来越多,需要对离子色谱仪的维护以及保养进行不断升级和优化,采取针对性的维护措施对离子色谱仪进行保护。通常情况下,需要进行自动进样器和淋洗液瓶中水的更换,避免水中进入细菌和灰尘而影响设备的正常使用。同时,还需要进行必要的排气,避免气泡的产生。研究发现,离子色谱监测效果与监测过程中的温度也有较大的关系,如果温度在监测过程中发生较大的波动,将会影响监测的效果以及监测的质量,会有不合理的变化出现在监测指标当中,所以需要对温度进行严格控制。操作结束之后,要下柱子并将之保存在常温环境下,避免色谱柱损坏而影响监测质量。
  5 结语
  综上所述,离子色谱技术在水环境监测过程中有着十分重要的应用价值,具有灵敏度高、用时短、精度高的优势,但是在具体操作实践过程中离子色谱分析技术的应用也存在一定的问题,干扰监测结果和监测质量。因此,需要加强对离子色谱技术的分析和研究,明确离子色谱技术应用的原理以及应用的规范,科学进行离子色谱柱的操作。
  【参考文献】
  【1】杨蕾.环境水质监测中离子色谱技术的应用研究[J].绿色科技,2017(06):43-44.
  【2】程诚,夏俊.离子色谱技术及其在水环境监测中的应用[J].资源节约与环保,2016(11):59.
  【3】郭芳芳,戴超,张书玉.离子色谱法测定水中碘离子含量[J].化工管理,2017(35):192.
  【4】洪一丹.离子色谱技术在环境监测中的应用分析[J].科技资讯,2017(33):30-31.

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