摘要：近年来，色谱技术在全球范围内得到了快速发展，其联用技术也越发熟练。离子色谱法因其准确性高、灵敏性强等优势，在未来很长一段时间内仍是水质检测的主要方式。文章基于离子色谱法在水质分析中的应用现状，对饮用水水质分析中离子色谱法的具体应用进行深入探讨，并对离子色谱法在水质分析方面的未来发展趋势提供指导性研究，希望能给业界人士提供参考。
关键词：饮用水水质分析；离子色谱法；应用
1.引言
离子色谱法在分析化学的领域占据着举足轻重的位置，其不仅对无机离子的分析有显著效果，并且在其他组织分析中也取得了良好的成效，具有数据分析快速、选择性好、操作简单等优势。在当前全球气候变暖、水平面上升，水资源环境污染矛盾日益凸显的大环境下，各国对水资源的分析管理也愈加重视。离子色谱技术作为一种成熟的水质分析方法被应用到水质分析检测方面，可以有效的检测水质并进行分析研究，提高水质标准，因此强化饮用水水质分析中离子色谱法的应用分析具有积极的现实意义。
2.离子色谱的原理及操作流程
2.1含义
离子色谱作为一种高效的相色谱，是基于以离子交换树脂上可溶解的离子与流动相中相同电荷的溶质离子之间的可逆交换，根据这些离子对交换剂有不同亲和力而被分离。实质上是依赖于电荷与电荷间交互吸或排斥的作用，主要用于分析亲水性的阴阳离子。
2.2分离原理
离子色谱法主要应用离子交互的原理，是样品中待测阴离子随淋洗液进入离子交换系统，采用低交换容量的离子交换树脂来分离离子。于进行离子交换的树脂柱后面安装上电导检测器，通过连续的检测，由色谱分离得到离子。其主要是依赖于电荷与电荷间交互吸或排斥的作用。根据分离柱对各种离子的不同亲和度进行分离由电导检测器测量各种阴离子组成的电导率，然后与系统内的标准进行比较，降低背景电导，提高灵敏度，以保留时间定性，峰高或峰面积来定量。其实质是分析样品水质内的离子、官能团紧密相联系，从而实现分离物质测定的目的。［2］
2.3内容
离子色谱主要是由分离柱、流动进样器、检测器、数据处理系统四个部件组合而成。能够在浓度不同样品的条件下都能准确、及时、灵敏反应谱峰的变化。按照需要可以添置柱后反应、流动相的抑制、自动进样、全自动控制和流动相的在线脱气等部件。该方法主要涵盖静电离子、离子交换、离子排斥、金属的配位离子以及离子对共5种色谱法。
2.4检测操作
对饮用水进行水质分析时使用的饮用水的样品大多数是从自来水公司及其所管辖的水厂或与之相关的周围用户直接获得，应用密度较高的食物聚乙烯瓶，检查的时间为一天（24h），一般会使用0.22μm的滤膜过滤已经采集好的检测的样品，得到满意的空白后再使用，主要是为了减少在样品中出现色谱柱、检测仪器等工具性能产生危害的成分，另外，还能利用该种方式消除水样品中对于要分离的离子会造成干扰的成分，进而不断提高检测的准确性。
2.5基本的工作流程
流动相按照恒压或是稳定流速经高压输液泵运送到分析体系，于色谱柱的前面把样品经过进样器加入，使其跟随着流动相进入到色谱柱。色谱柱内由于各组分分离的原理是特性不同，然后顺次伴流动相进入到检测器。抑制型的离子色谱会于电导检测器之前增加抑制系统，也就是说把再生液经过其他高压的输液泵运输至抑制器中。在抑制器内，流动相的背景电导降低，然后把流动物放置在电导池中，由处理数据的系统进行处理、保存以及记录输送出的检测信号。不需要将再生液输送抑制器与高压泵的非抑制型的离子色谱仪，性价比高、结构简洁、操作容易。
3.在饮用水的水质分析的应用
3.1离子色谱法与紫外分光光度计水质检测对比
随着检测分析水质在人们观念中越来越重要，水质检测方式也越来越多。离子色谱法对阴离子的分析是分析化学中的一项重大突破，在过去水质检测很长一段时间内使用的都是紫外分光光度计。因此，兰静[1]的实验运用紫外分光光度计法与离子色谱法进行对比。离子色谱法：配制抑制柱再生液：硫酸溶液：50mmol/L。吸取5mL浓硫酸于超纯水中，定容至1000mL。紫外分光光度法：配制盐酸溶液１mol/L。配制硝酸盐氮标准贮备溶液：C（NO3- N）＝1mg/L，配制工作溶液10mg/L。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆实验条件：紫外分光光度法的TU1901仪器光源采用钨氘灯作为光源，离子色谱无需对光源的选择。实验结果：离子色谱法测定的标准偏差为5.56%～30.55%，相对标准偏差1.24%～1.89%。紫外分光光度法测定的标准偏差为7.82%～19.3%相对标准偏差为1.23%～2.78%。离子色谱法测定样品的回收率为104%～106%。紫外分光光度法测定样的回收率为102%～108%。结论得知两种方法均符合分析标准，但是紫外分光光度法具有对反应的基本要求高，操作不便，且精确度不高，制作成本昂贵等较多的局限性；恰恰相反的是离子色具有谱法操作简单，分析速度快，得出数据精确等特点。因此，离子色谱法对紫外分光光度计检测水质更具独特的优势。
3.2无机离子方面
离子色谱法主要测定的为阳离子和阴离子。无机阴离子是目前发展最快，最成熟的离子色谱检测方法，在饮用水中常见阴离子有F－、PO43-、NO2—、Cl－、NO3-、Br－、SO42-等，而阳离子有Ca2＋、Li+、Mg2+、Na＋、和Si＋等。而利用离子色谱法首先是无机阴离子使用特定浓度的淋洗液测定，利用离子色谱法Na2CO3/NaHCO3对饮用水中的无机阴离子的含量以及种类进行分解研究，据陆幽芳[3]研究结果表示Cl－、NO3-、F－、SO42-的相对偏差为0.74％～2.41％，其相关的检出限则处在0.511～0.4351μg/mL，而回收率则是98.4％～105.9％。
其次是无机阳离子，即快速简便的对碱土金属、铵离子和碱金属测定，常用的淋洗液为矿物酸（HCL/HNO3）。配置一些混合标准溶液，连续进样8次，做精密度实验。选择不同水质的水样10份，在，测出其基础值后，添加一定浓度的混合标准溶液与样品同样处理。分别进样8次，做回收率实验。结果表明水样的精密度RSD为1.12%～2.65%，平均回收率92.5%～101．9％，精密度和准确性都很好。
3.3应用消毒后副产物
在国外离子色谱法应用的范围十分广阔，而我国的离子色谱法还在发展阶段，没有广泛应用于各个领域。因为我国对消毒副产物的相关研究起步晚，因此对离子色谱法的研究投入也较少。饮用水处理的消毒工艺最初目标在于降低饮用水中的微生物，减少生物介水传染病的发生。目前我国还有许多地区的自来水厂还是使用氯方式进行消毒，甚至还存在使用其他极易产生副产物的消毒方式。氯消毒是一种十分廉价、简陋的消毒方式，虽然能够有效的消灭水体中的大量微生物，但是同时可能在消毒过程中也会使水中的有机物、无机颗粒与消毒剂发生反应，产生卤代乙酸类副产品，并且该副产物存在众多潜在的致癌物，极易诱发癌症。利用离子色谱法能够分析潜在的致癌物，因此对饮用水进行消毒的方式非常有必要发生改变。
3.4高氯酸根的应用
高氯酸根是一种环境残留物，在美国许多州的饮用水，地表水中均有发现，然而大部分污染地区集中于美国西部、军事区和制造业发达地区。因为高氯酸根对人体健康会造成威胁，EPA（美国环境保护局）的饮用水与地表水部门将此阴离子列入污染物侯选表（CCL）中。虽然EPA（美国环境保护局）还没有对饮用水中的高氯酸根提出标准，但是个别的州市还是制定了标准。规定高氯酸根含量不得超过4ug/L。如果超过这个标准，CDHS（加州卫生部门）将可能停止饮用水供应。众所周知，高氯酸盐还应用于航空航天、农业、制造业等多个领域。但是高氯酸根对人的破坏力十分强大，即使其浓度较低也会导致幼儿生长畸形，影响发育。离子色谱法则是保证高氯酸盐含量的主要措施，也是目前最有效的方法。而但就以我国上海为例，只有极少自来水厂能检测出饮用水中高氯酸盐含量多少，而我国对高氯酸盐的研究投入力度都较小，且不受重视，故现阶段我国对高氯酸盐的含量标准也没有指定相关的标准。但相信未来，我国对环境问题的重视程度越高，将会制定并完善相关的规章制度。
4.结论
综上所述，离子色谱法是监测的有效手段，不仅在对无机离子实验检测上具有显著效果，对于其他物质检测上也发挥着重要的作用，离子色谱法作为高效液相色谱（HPIC）新的延伸，检测过程便捷、快速，不使用有毒试剂，检测结果稳定、准确度高，被广泛应用于水质检测实验中。在未来水质检测中具有广阔的前景。作为技术检测人员，需要不断总结过去的实验经验，并从中逐步提升自身的专业能力。
参考文献：
[1]兰静，郑红艳，冯艳玲等.离子色谱法与紫外分光光度法测定水中硝酸盐的比较[J].长江水利委员会长江流域水环境监测中心，2018（1）：42-43.
[2]周 振，姚吉伦，庞治邦，等． 离子色谱分析法在水质分析中的应用［Ｊ］． 兵器装备工程学报，2016（4）：140-142．
[3]陆幽芳，陈守建．离子色谱法测定水中的主要阳离子［Ｊ］．环境监测管理与技术，2017，9（2）：14．
[4]杨春霞.离子色谱法在饮用水水质分析中的应用[J].新疆地矿局第一水文工程地质大队实验测试中心，2017（6）：32-33.
论文作者:麦华琴
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/17
标签：离子论文; 水质论文; 色谱论文; 色谱法论文; 饮用水论文; 阴离子论文; 标准论文; 《基层建设》2018年第27期论文;