离子色谱在饮用水监测当中的运用探析

2013-01-28聂青

中国科技信息 2013年17期

聂青

景德镇市自来水公司，江西景德镇 333000

水质污染在我国是很常见的一个问题，一部分地区因为大力发展工业，增加了污水和废弃物的排放，从而导致人们的饮用水被污染。2009年，我国一个工业重镇附近的饮用水被检测出含有致癌物质，这也说明了问题的严重性。所以，必须采用一种合理而可行的手段来对饮用水的质量进行监测。

1 离子色谱技术的发展史

离子色谱技术通过对物质进行分离，比如交换阴离子和阳离子、树脂等等，来对有机化合物进行分析与监测，目前被广泛应用于水质监测当中。虽然这种技术可以对离子进行交换，但是却不能吸收紫外线，因而无法对高效液相色谱进行分析。

这种技术最早起源于上个世纪七十年代的美国，离子能够在溶液中产生电导，因此对它们进行电导测试，可以分析出里面的物质和成分。一位美国的科学家利用这些原理发明了离子色谱技术，并且在此技术的基础上进行改进。在当时，这种技术是属于发明者的专利，未经过授权，其他人不能研制和使用的。但是当时的离子色谱技术还具有一定的局限性，比如，电导的水平较低，等等。

到了上个世纪八十年代，这种技术已经开始被广泛的使用，而且离子色谱的销售量也在增加，还有一些技术人员对该技术进行了大幅度的改进，到了如今，该技术的应用已经遍及多个行业和领域，其中最普遍的是用于水质的监测。

2 具体的监测过程

2.1 实验的器具

实验的仪器和设备是非常重要，首先要准备离子色谱仪，再配上合适的淋的洗液，淋洗液的规格必须要符合标准。此外还要选择试剂，一般的试剂有氯酸盐和亚氯酸盐两种，所用的溶液必须用电阻率为18欧姆左右的水来进行调配。最后要准备分离柱，分离柱必须要有比较好的分离能力，并且能够减少一些化学物质对离子的影响。

2.2 监测的范围

用离子色谱来对饮用水进行监测，它能够对水中的阴离子、阳离子、有机酸、蛋白质等进行分析。在进行监测的时候，主要用于水中阴离子和阳离子的测定，以及可吸附有机卤素的测定。不仅仅只饮用水，也可以用作地下水和大气降水中的阴离子、阳离子的测定。此外它还能监测水中的其他有害成分，比如消毒粉残留物质、卤代乙酸等。

2.3 监测的样品

监测的样品必须是从饮用水中提取而来的，或者是来自附近的水厂。在采集样品的时候，要格外的注意，防止样品被污染，必须使用高密度聚乙烯瓶来进行采集。

采集到了样品之后，必须要用滤膜来劲过滤，这样可以防止样品中包含有可能损坏仪器、设备，影响监测效果的成分。此外，还要对样品中的干扰成分进行剔除，防止对监测的结果起到不好的影响。

2.4 实验的结果

离子色谱的方法是通过固定相与流动相之间的差异，对其中的含量进行分析。因为保存的时间不一致，所以分离也能够实现。离子色谱进行分离的时候，必须要依靠柱效，因为柱效在一定程度上影响了分离的速度。但是被分析的物质可以有更多的时间与固定相产生反应，这就使得整个监测过程的时间被缩短了。但是分离的程度会减少，从而也充分的说明，水中的流速很重要。

2.5 原理

用离子色谱来监测水质，其主要的原理是离子的交换。离子又分为阴离子和阳离子，分析方法有三种，第一种是排斥色谱，第二种直接交换色谱，第三种则是离子对色谱。在进行分析的过程中，离子要被分离和交换。

在进行交换时，离子会被逐渐的分离，必须先用淋洗液来辅助分离，然后再将分离后的离子装入容器内。装入之后即可对离子进行交换树脂，并且保存下来。最后，将需要监测的离子与树脂进行对比，这样就可以进行彻底的分离。分离完毕之后，离子之间会相互转化，淋洗液则会转化为低电导率的弱酸。这时，还要进行测量，以提高其稳定性和可靠性。

3 测定饮用水中的物质

3.1 对无机阳离子的监测

离子色谱法对无机阳离子的测定，监测时间的很短，成本也很低，技术含量也很高，水质样品的CL含量比较多，一些阳离子常常会被CL所覆盖。因为CL的吸收能力比较弱，不能够很好的吸收紫外线。而紫外线却可以测定水中的二氧化氮，用色谱柱，加入一定量的淋洗液和硝酸根。这种方法可用于饮用水、地下水、废水的测定。

3.2 对无机阳离子的监测

离子色谱技术已经得到了提高，如今可以快速对水中的重金属、有害物质、硬度进行检测了。用离子色谱法对水质进行检测，其效果远远的高于其他测定的方法。此外，离子色谱的方法还可以检测出重金属的含量。同时，其稳定性和灵敏性也很好。

3.3 对水中消毒物质的残留进行监测

自来水在生产和加工的过程当中，必须要加入消毒物质，从而消灭水质中的微生物、细菌等。但这些消毒粉和消毒液加入自来水中以后，会产生一些化学物质，这些化学物质如果超标，便会对人体造成伤害。国家对饮用水中的化学物质有明确的限定，比如，每升水中的亚氯酸盐含量不能超过两毫克，多了就会产生致癌的危险。

3.4 对水中的卤素含氧酸进行监测

目前国外已经有很多方法可以监测卤素含氧酸的含量，但我国尚未有这方面的技术，但是同样可以利用离子色谱来对卤素含氧酸进行监测。采用微波浓缩的离子色谱技术，大约半个小时左右，就可以监测出水中的物质。但微波浓缩必须在20倍以上，并且梯度洗脱，这样还能消除水中其他物质的对监测的干扰。

3.5 对水中的高氯酸根进行监测

高氯酸根是饮用水中常常出现的一种化学成分，这种成分会对人的甲状腺造成一定损害，甚至还扰乱人体内分泌，国家规定高氯酸根的成分不能超过一定的范围。目前用离子色谱来监测高氯酸根，还没有得到广泛的应用，因为不但检测难度大，而且检测成本也十分的高。可以采用微波浓缩的方法，浓缩至20倍左右，加入自动淋洗液，然后进行检测，但它的检测设备却非常的昂贵。