張衛(wèi)東

（周村區(qū)生態(tài)環(huán)境技術(shù)服務中心，山東 淄博 255300）

水資源是自然環(huán)境中廣泛存在的重要資源，與人類的日常生產(chǎn)生活有著密切的關(guān)系?，F(xiàn)代社會發(fā)展對自然水環(huán)境造成了一定的負面影響，亟需通過更先進的科學技術(shù)對水環(huán)境進行檢測，為水資源保護提供更明晰的數(shù)據(jù)支撐[1-2]。例如可以采用離子色譜技術(shù)進行水環(huán)境監(jiān)測，研究發(fā)現(xiàn)其監(jiān)測效果較好，且提升了水環(huán)境治理和保護的工作效率。基于此，我國相關(guān)部門應繼續(xù)強化對離子色譜技術(shù)的優(yōu)化研究，提升該技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應用效果，促進水環(huán)境保護和治理工作的順利開展。

1 離子色譜技術(shù)概述

1.1 離子色譜技術(shù)的概念

離子色譜技術(shù)是從液相色譜技術(shù)中延伸出的一種現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測新技術(shù)[3]。傳統(tǒng)的水環(huán)境檢測，一般都使用離子交換色譜法，該技術(shù)可以實現(xiàn)水環(huán)境的系統(tǒng)優(yōu)化和監(jiān)控，但是在水環(huán)境的監(jiān)測工作效率以及樣本檢測精度方面，還存在一定的不足，需要通過使用高新精技術(shù)加以改進[4-5]。離子色譜技術(shù)是將樹脂的高效關(guān)聯(lián)度與離子色譜相結(jié)合的液相色譜分離技術(shù)，特點是交換體積小，樣品體積小，用于監(jiān)測離子色譜更加高效，可以有效分析水環(huán)境中的離子組成，在離子色譜中可自由移動，且含有離子和電荷的氣團可對水環(huán)境中的離子進行全面分離和分析，從而達到良好的水環(huán)境監(jiān)測效果[6]。

1.2 離子色譜技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)階段自然環(huán)境保護中應用的科學技術(shù)發(fā)展勢頭迅猛，用于水環(huán)境監(jiān)測的離子色譜技術(shù)自出現(xiàn)至今，經(jīng)歷了多次改進和創(chuàng)新，技術(shù)逐漸趨于成熟，在環(huán)境監(jiān)測中發(fā)揮了越來越重要的作用[7]。而在離子色譜技術(shù)的基礎上，加入更加精密的電子儀器設備，可構(gòu)建出電化學檢測器、感應器、紫外吸收檢測器等多種檢測器。將檢測器同感應器進行聯(lián)動工作，將擴大離子分析的范圍，分離出小分子有機胺，這對離子色譜法檢測穩(wěn)定性和靈敏度的提升具有重要的實用價值，相容性也比較突出，有助于提升檢測效果[8]。在應用離子色譜法監(jiān)測水環(huán)境時，可以直接將從自然環(huán)境中提取的水樣品放入監(jiān)測設備中，節(jié)省了衍生化處理的工作程序，縮短了樣品制備時間，提升了水環(huán)境檢測的效率[9]。在生命科學領域，離子色譜技術(shù)已被廣泛應用，未來水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)也將向離子色譜技術(shù)方向發(fā)展。

2 離子色譜技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中應用存在的問題

水環(huán)境監(jiān)測的工作效率及結(jié)果，受多種外界因素的影響是比較大的。在監(jiān)測過程中離子色譜技術(shù)應用流程不完善、設備參數(shù)管控不嚴格等問題，都會干擾正常的水環(huán)境監(jiān)測流程，監(jiān)測結(jié)果的精度也將大大降低。分析離子色譜技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中應用時存在的問題，將有助于消除離子色譜技術(shù)應用的盲區(qū)，提升該技術(shù)應用的科學性和規(guī)范性。

2.1 輸液系統(tǒng)操作不當

輸液系統(tǒng)屬于離子色譜儀中的一項重要組成部分。部分操作人員不熟悉離子色譜儀的操作方法，出現(xiàn)錯誤操作的概率較高。在輸液系統(tǒng)的水環(huán)境監(jiān)測過程中，如果離子色譜儀操作不規(guī)范，就會導致輸液系統(tǒng)內(nèi)涌進大量氣泡，使輸液系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，檢測精度也就難以得到保障。從離子色譜儀監(jiān)測水環(huán)境的實踐看，監(jiān)測過程中設備發(fā)生較為頻繁的故障，是設備內(nèi)部壓力過高引起的。當輸液系統(tǒng)內(nèi)部壓力未得到及時處理時，保護柱、色譜柱和檢測池就會出現(xiàn)污染、堵塞等問題。輸液系統(tǒng)壓力過大的主要原因為輸液系統(tǒng)混入了雜質(zhì)，使原有的單向閥出現(xiàn)堵塞。受此影響離子色譜儀的穩(wěn)定性將出現(xiàn)顯著下降。因此，技術(shù)人員要熟練操作離子色譜儀，嚴禁出現(xiàn)錯誤操作。在實際操作中還要注意應按照相關(guān)要求，排出輸液系統(tǒng)的氣體。

2.2 基線存在漂移

離子色譜儀在水環(huán)境監(jiān)測中會發(fā)生基線漂移，影響離子色譜技術(shù)的實用性，妨礙水環(huán)境的日常管理。誘發(fā)離子色譜儀基線漂移的原因是多方面的，如溫度波動、流動相不均勻、電導池污染、色譜柱不平衡和試劑變質(zhì)等，使得基線難以實現(xiàn)精準控制，影響離子色譜技術(shù)的應用成效。一旦離子色譜儀的環(huán)境溫度處于劇烈、快速的變化過程中時，內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀態(tài)將難以持續(xù)下去。

2.3 分離與水環(huán)境監(jiān)測的要求不符

在多種因素的影響下，離子色譜儀極易出現(xiàn)分離度不高、分析重現(xiàn)性差等問題，如果沒有采取恰當?shù)奶幚砼e措，將會影響離子色譜技術(shù)的實用性，難以為水環(huán)境監(jiān)測提供技術(shù)支撐。例如，在操作過程中，淋洗液濃度控制不當，過高或者過低均會影響原始樣品的離析能力，導致離子色譜技術(shù)應用的偏差。在水環(huán)境監(jiān)測的實際操作中，如果技術(shù)人員不注意按照要求操作，不能在試劑、去離子水的質(zhì)量控制方面給予足夠重視，使試樣中的氯離子含量上升，就會大幅增加離子分析結(jié)果的誤差。這些問題的存在，導致樣本分離與水環(huán)境監(jiān)測工作質(zhì)量要求嚴重不符，離子色譜技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應用效果不佳。對此需要水環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)注意強化對操作人員的技術(shù)指導與培訓，堅持以問題為導向，學會在實踐中發(fā)現(xiàn)問題，掌握、創(chuàng)新技術(shù)問題的解決方法，推動離子色譜技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的科學化、高效化應用。

3 離子色譜在水環(huán)境監(jiān)測中的應用

3.1 監(jiān)測水環(huán)境的化學性質(zhì)

離子色譜法可用于監(jiān)測水環(huán)境的化學性質(zhì)，可以對各種水質(zhì)中的陰、陽離子，離子物質(zhì)及有機酸進行檢測。有機酸中含有的替代品與空氣無法通過反應進行揮發(fā)，是傳統(tǒng)色譜法檢測效果不佳的主要原因。而離子色譜法在分析陰離子過程中，可利用梯度淋洗手段，對陰離子進行高效分離，并能保證陰離子的最佳分析狀態(tài)。

3.2 分析水環(huán)境的物理性質(zhì)

離子色譜儀除了可以用于測定水環(huán)境中的化學成分外，在分析離子物理性質(zhì)方面也具有良好的應用效果。對于不同的水環(huán)境樣本應選用適合的檢測儀器，離子色譜技術(shù)能夠顯示不同的檢測結(jié)果，因此在提取水環(huán)境樣本后，選擇適當?shù)臋z測儀器尤為重要。通過對被測物的物理特性進行綜合分析，科學選擇檢測儀器，可以實現(xiàn)有效檢測所要達到的檢測效果，如利用電導檢測機制檢測離子電導率和離子在雙玻璃電極板間的轉(zhuǎn)移。

3.3 分析復雜樣品的效果

在水環(huán)境監(jiān)測中，水體成分復雜的樣本出現(xiàn)率是比較高的。因此，提高了水環(huán)境監(jiān)測的難度。在面對復雜樣本時可以對樣品進行為期一周的負離子色譜分析，以明確分析樣品組分中的Ci和Ca2+成分。

4 離子色譜技術(shù)的設備維護

4.1 水樣檢測前處理工作

在進行地表水樣品的離子色譜檢測時，可以提前使用親水性在0.45 pm下對地表水樣品進行過濾，而提前稀釋處理樣品，是對樣品中離子濃度能夠滿足測量范圍的必要確認步驟。針對特殊樣品的檢測，干擾因素也會有所增加。因此應該對樣品開展預處理，利用Na型或H型的陽離子交換柱去除金屬離子產(chǎn)生的干擾因素，并選擇C18以及RP固相萃取柱除去含量比較高的有機物質(zhì)，以實現(xiàn)良好的水樣監(jiān)測預處理工作。

4.2 離子色譜儀的日常維護

4.2.1 定期更換自動進樣器和淋洗液

離子色譜儀中的自動進樣器和淋洗液需要每周進行更換，這樣可以有效清除水中的菌體，避免整個系統(tǒng)被菌體污染。技術(shù)人員在日常操作離子色譜儀時，需要注意定期進行設備排氣操作。排氣時先打開廢液閥，再點擊按鈕。排氣工作完成后要關(guān)閉廢液閥，但要注意操作力度，避免閥門關(guān)閉太緊影響下次設備的正常使用。

4.2.2 離子色譜儀應用的環(huán)境溫度控制

離子色譜儀的實際使用效能，會受到周圍環(huán)境溫度的影響。周圍環(huán)境溫度過高、過低或變化幅度過快，都將導致檢測指標出現(xiàn)不合理的變化，例如基線不穩(wěn)和重線性差等現(xiàn)象。對此，需要技術(shù)人員在監(jiān)測時注意控制離子色譜儀的室內(nèi)溫度。

4.2.3 離子色譜儀沖洗時的注意事項

在確定淋洗液的狀態(tài)正常后，應對離子色譜系統(tǒng)進行沖洗，一般沖洗時間為l h。沖洗結(jié)束后拆卸柱子并用堵頭嚴密封閉色譜柱的兩端，最后將色譜柱放置于常溫環(huán)境下即可。

4.2.4 離子色譜儀的抑制器

離子色譜技術(shù)在應用過程中很容易受到抑制器的影響，如果離子色譜儀的抑制器長期處于關(guān)閉的狀態(tài)，會導致微膜出現(xiàn)脫 水破裂問題，從而引發(fā)抑制器漏液現(xiàn)象的出現(xiàn)，對抑制器的使用效果造成嚴重的負面影響。

5 結(jié)語

綜上所述，水環(huán)境監(jiān)測對于保護自然生態(tài)環(huán)境，提升居民生活質(zhì)量有著重要的應用價值。針對當前水環(huán)境監(jiān)測工作中存在的不足，可以嘗試應用離子色譜技術(shù)，并針對當前離子色譜技術(shù)應用中表現(xiàn)出的例如輸液系統(tǒng)操作不當、基線存在漂移、分離與水環(huán)境監(jiān)測的要求不符等問題，應采用針對性的方法進行改進。針對輸液系統(tǒng)中的氣泡問題，可以及時打開廢氣閥，通過放空壓力的方式，保證液體能夠及時排出，并在排放4 min左右之后關(guān)閉閥門。針對系統(tǒng)內(nèi)部壓力過大的問題，可以采用卸下單向閥門的方法，使用水浴超聲波清洗裝置清潔閥門，在確定解除堵塞問題之后，再重新進行安裝。如果內(nèi)部壓力過高，可更換色譜柱過濾網(wǎng)，通過保證過濾網(wǎng)的順暢程度而減小壓力。如果系統(tǒng)內(nèi)部壓力過大問題依然無法得到徹底解決，可以分析系統(tǒng)的流速，反復使用淋洗液清洗檢測池，并根據(jù)堵塞的程度反復進行沖洗操作，直至達標為止，以保證系統(tǒng)內(nèi)的壓力數(shù)值能夠控制在合理范圍內(nèi)。為提升離子色譜技術(shù)的應用水平，還應定期做好監(jiān)測設備的檢修，定期更換自動進樣器和淋洗液，在監(jiān)測過程中還要注意確保室內(nèi)溫度保持恒定。如果離子色譜儀的抑制器長期處于關(guān)機狀態(tài)，應注意防止抑制器出現(xiàn)漏液，影響抑制作用的發(fā)揮。通過以上方式可提升離子色譜技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應用效果。