摘要：离子色谱法具有准确、简便、快捷等优点，因此在水体成分检测中得到广泛应用。随着各类新型色谱柱和分离方法的出现，离子色谱法的检测精度、可靠性和检测速度得到提升。本文就水质检测中离子色谱分析。
关键词：水质检测；离子色谱
1、离子色谱法概述
目前广泛应用的离子色谱主要有3种，分别是离子排斥色谱（HPIEC）、离子交换色谱（HPIC）、离子色谱（MPIC）。离子色谱属于高效液相色谱，分析阴离子发展的主要推动力，能够8min 连续进样分析μg/L～mg/L，大规模的检测等离子的含量。目前在阴离子分析方面，离子色谱已经成为首选方法，并且对阴离子水 F-、Cl-、NO3-、、CIO2-质检测十分有益。
在离子色谱中，基线的信噪比因使用抑制柱的得到大幅提高。通常，在水溶液中，导电离子具备较高的检测灵敏度，能够化学成分对实验的干扰得到有效降低。在正常范围内的流动相的pH值，能够尽可能的分离被分析物，准确性不断提高。
ICS-90 型离子色谱的泵压力在实验中状态比较平稳，但是在实验结束之后，泵的压力下降了150Pa，实验后期基线不够平直是最有可能的影响因素。当启动 ICS-90 型离子色谱时，只要气泡得到及时有效的排除，仅需十多秒的时间即可达到预期的压力值。泵的压力的升降与泵是否注满有很大的关系，因此及时排除系统内气泡是个重要工作。ICS- 90 型离子色谱是同类分析仪器中的佼佼者。进样浓度与色谱峰形成正比，这也就是说，在离子色谱的检测限边缘峰形会有漂移存在，鉴于 ICS-90 此特点，在进行分析时所选标样的浓度应稍微高一些。应当注意的是，如果使用离子色谱对水质进行测定要注意发挥它的优势。在使用 Na OH 的过程中，空气中的 CO2会溶解，此时洗脱液的组成和浓度会发生变化，分离的基线正是在这个作用下产生多个斜坡。在出现这种情况时，就说明分离柱很可能受到了污染，因此应根据操作说明书及时对分离柱进行清洁，此外，还应尽可能避免淋洗液接触空气，以保障实验准确。
2、淋洗液浓度条件
图 1 碳酸氢钠淋洗液与碳酸钠为 1∶2 的色谱.png)
图 2 是碳酸氢钠淋洗液与碳酸钠为 1∶1 的色谱.png)
淋洗液种类、浓度选择适当，能够显著改善分离度。图 1 碳酸氢钠淋洗液与碳酸钠为 1∶2 的色谱，图 2 是碳酸氢钠淋洗液与碳酸钠为 1∶1 的色谱。通过对比图 1、图 2 可以看出，色谱条件相对较好的是低比例的淋洗液。价态、极化疏水性等是溶质的主要特点，对其保留能力与选择性具有重要影响。一般而言，溶质包含的电越多，半径则越大，选择性也就越强。另外，水离子结构氢键效应也至关重要，但也不可忽略静电相互作用。其之所以能够优化检测，正是基于可控范围内的淋洗液浓度较低时能够增强被测溶液的竞争力的原因。
3、进样量条件
氯酸盐和次氯酸盐的测定并没有因进样量的不同发生较大的变化。大的进样量虽然对检测灵敏度有益，但是可能出现更大的系统死体积问题。而小的进样量能够缩短样品的保留时间，加速样品离子的出峰。直接进样时，保留时间最短的色谱峰与柱容量决定着上样的体积上限。增加进样体积时，柱容量是必须要考虑的，另外，水负峰的加大也不可忽略。基于降低色谱柱基线噪声的考虑、结合检测器的灵敏度，进样量体积较大对离子检测的优化并没有显著的效果。氯酸盐和次氯酸盐混标实验优点与缺点是并存的。其优点是有目共睹的，但是其缺点主要表现在混标间某个时刻可能会相互影响，特别是在双进样的情况下，如果取舍删减进样，经常会出现R 值此消彼长的问题。但是根据国家相关规定，两者的 R 值都应大于99.9%，这就是实验应当改进完善的核心。但是如果使用单标进样，在 R 值方面，氯酸盐提高较为显著，从一定程度上讲，如果离子之间的体系较近，作混标对精密度有一定的影响。
4、ICS90A 离子色谱仪测定硝酸盐的问题分析
4.1 玻璃器皿清洗
玻璃器皿清洗不干净，存在硝酸盐和其他无机阴离子，造成测定时杂质峰干扰较多，导致含量偏高。使用 ICS90A 离子色谱仪测定硝酸盐时必须保证所使用的玻璃器皿无硝酸根污染，如果玻璃器皿曾用洗涤剂、铬酸洗液、稀盐酸或稀硝酸浸泡后，若清洗不干净，残留的物质会在测定过程中出现很多不明的杂质峰，干扰测定，还会使硝酸根的峰值增高或加宽，导致测定结果偏大。
4.2试验用水不合格和试剂纯度不够
试验用水的电导率是否合格是整个测定顺利进行的基础，试验用水过滤不彻底时，在测定过程中，仪器的背景电导过高，导致硝酸盐测定结果偏低。测试中所用试剂为碳酸钠和碳酸氢钠，药品纯度不够，导致淋洗液基线不够平稳，背景电导值异常，测定的结果出现大的偏差。
4.3 分析仪器所处的环境
ICS90A 离子色谱仪这种分析仪器非常精密，对环境要求也非常高，环境的温度、湿度、分子台的平整度等因素都对它的灵密度和稳定性有直接的影响。
4.4分析仪器本身的故障
在测试样品过程中，遇到主机运行声音过大、开机后压力上不去、基线呈锯齿形波动、峰形变宽和分裂、抑制器漏液等问题，都会使检测工作不能正常进行。
4.5 分析人员操作
ICS90A 离子 色谱仪是非常精密的仪器，任何细小的操作差异都会造成测试结果的偏离。例如氮气不足，淋洗液用量不够，标准曲线线性不好，水样预处理不好，积分时间和保留时间设置不好等问题都会直接影响硝酸盐的含量。
5、相关问题的处理
5.1玻璃器皿污染问题的处理
用超声波清洗机清洗所用玻璃器皿是最佳的选择，可清洗多次后，用纯净水反复冲洗后晾干备用。
5.2 试验用水不合格和药品纯度问题的处理
为避免在测定过程中出现背景电导过高的情况，建议每三个月更换纯水过滤包，使用当天制备的纯水，而且应先使用电导率仪对所用纯水电导进行检测，保证无异常后，方可用其配制药品和稀释样品。对于配置淋洗液的固体药品碳酸钠和碳酸氢钠，应选择一级：即优级纯（GR），标签为深绿色，用于精密分析试验，若试剂受潮结晶，应弃去不用，以免影响检测结果。
5.3仪器所处环境问题的处理
仪器所处环境如通风、温度、湿度等，对仪器灵敏度和稳定性都有直接影响，离子色谱仪开机后产生振动，应放置在独立、平整、牢固的操作台上。ICS90A 离子色谱仪没有配备柱温箱，若室温过低会使管路流通不畅，造成泵压过高，因此室内要安装空调调节室温在 20℃―30℃，湿度也要保持在 30℃―75℃之间，仪器能呈现最佳的使用状态。
5.4仪器本身故障的处理
①测试过程中，氮气气源已打开，程序正常运行，主机发出嗡嗡声，可考虑仪器放置是否平稳，周围是否有其他物品与其发生共振，排除以上两种情况，应仔细检查主机本身的泵头和螺丝是否有松动脱落，及时校紧。
②仪器开机后，开泵，可压力只在 20psi 左右时，正常泵压在（1800―2300psi），应检查泵下方管路是否液体流动，若无液体流动，应通过软件设置关闭泵，轻轻逆时针拧松泵头上的黑色圆钮，直到看见泵下方的管路里有液体流动且旋钮连接处有流体滴落即可，后再反方向拧紧。再打开泵时，显示压力可正常。
③采集基线时，在背景电导正常（19―21μS/cm）的情况下，基线呈锯齿形状波动，主要考虑是淋洗液有气泡，应用氮气或氩气进行脱气后，继续使用。
④在测定过程中，出现峰变宽或分裂（出现双峰）的情况，要考虑是分离柱的问题，常用玻璃细珠（直径小于100μm）填充分离柱，以改善分离效率，如果效果不好，应及时更换分离柱。
⑤当出现泵压持续升高的情况，可手动停泵，及时控制泵压不能超过 3000psi，逐一检查管路里液体流动情况，若出现抑制器漏液，应断开分离柱与抑制器连接，直接将管路与电导池相连，若泵压仍高，考虑电导池内管路堵塞，应及时上报维修或更换。如果只是单纯的抑制器漏液，可将抑制器从主机上取下，用小螺丝刀轻轻按照对角顺序校紧抑制器背面小螺丝即可，但要保证力道一致。
5.5分析人员测试过程中出现的问题相应处理
①开机前准备工作。每次开机前仔细检查氮气量是否足够，淋洗液的量是否足够，是否过期（一周），淋洗液过滤头如有发黄、发霉现象要及时更换。
②开机顺序问题。开启离子色谱时，一定要遵循开气-开主机-开电脑-开软件-开泵-开抑制器电源。尤其需要注意的是在管路里有液体流动前，一定不能开抑制器电源，否则会使抑制器因缺水干烧而损坏。
③仪器开机运行后，不能够马上测定样品，需要等待大概 30min，基线平稳（电导波动不超过0.1μS/cm）时可以测定，一般情况下进样的第一针都不参与拟合，由于ICS90A 离子色谱仪是手动进样，要求分析者每次推进样品力度和量都要一致。
④试验过程中会出现硝酸盐曲线线性不好的情况，首先要排除仪器故障和标准溶液配制精度不高的问题，如果峰形正常，需要看标准系列出峰时间是否有滞后现象，可以适当调节积分时间。如果单点出峰时间和峰形与其他差异大，可考虑重新进样或将此点弃去不用。
⑤样品在上机测定前需要用 0.45μm 滤膜进行过虑处理，因为离子色谱仪管路非常细，样品不处理很容易将管路堵塞而使仪器损坏。在测定过程中，一定要留够样品的出峰时间，硝酸盐的出峰时间在8min左右，样品为天然水体，阴离子含量复杂，而离子色谱又可同时测定出峰时间在硝酸盐之后的磷酸盐和硫酸盐，所以样品的检测时间至少要20min，待样品中所有阴离子的峰都出来后，再进下一针样品，这样就避免了头一针样品的峰与下一针样品峰重叠，无法正常测试到硝酸盐含量。
5、结束语
此次实验主要获得了以下结论：高比例的淋洗液色谱条件相对较差；柱温较低的色谱条件相对较差，保持适当的柱温有利于优化检测；进样量体积较大对离子检测的优化并没有显著的效果。以上结论对提高检测水的能力具有借鉴意义，这也是本实验现实的价值和意义所在。分析人员必须熟练掌握仪器设备性能和操作规程，能对仪器进行必要的维护、保养和简单的维修，减少仪器耗损，延长使用寿命，为该仪器测定硝酸盐出具数据的可靠性和准确性提供保障。
参考文献：
[1] 蒋如东.浅谈离子色谱在水质检测中的应用体会 [J].江苏水利，2011，09：44- 45.
[2] 佟朝阳. 离子色谱检测在水质中的应用 [J]. 黑龙江水利科技，2005，04：104.
论文作者:施超
论文发表刊物:《基层建设》2016年19期
论文发表时间:2016/11/29
标签：色谱论文; 离子论文; 硝酸盐论文; 抑制器论文; 样品论文; 基线论文; 色谱仪论文; 《基层建设》2016年19期论文;