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環境監測中離子色譜技術應用

2023年11月06日

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摘要:結合環境監測的實際情況,對離子色譜技術進行研究,並以環境監測為基礎,確保離子色譜技術的合理運用,確保離子色譜的功能與作用,保證環境監測結果的準確與實用,提升環境的質量,降低外界因素給環境帶來的污染,為生態文明建設提供更好的技術服務。離子色譜技術作為一種相對成熟的技術,應用到環境監測中,對環境監測有十分重要的推動作用,可以全面提升環境監測的分析效率與數據質量,確保環境監測穩定而且快速發展。
關鍵詞:環境監測;離子色譜技術;應用研究;常見問題
環境監測是環境保護中不可缺少的重要工作,他為環境保護提供了數據支持,更為環境保護提供了準確的方向。通過環境監測能夠及時發現各類存在的環境污染情況,再針對這些常見問題,採取有效的治理與預防措施,從而達到環境保護的目標。但是,實際的環境監測中,相關方法的效果不夠理想,主要體現在耗時長,分析繁瑣,數據準確度差,從而需要應用適合的技術,提高環境監測的效率和質量。基於此,本文對離子色譜技術進行研究,並分析離子色譜技術的應用,確保環境監測的質量提升,滿足環境保護的基本需求,積極提升環境保護分析的質量與效率,幫助解決各類環境常見問題,努力達到生態環境的穩定與和諧。
1環境監測及離子色譜技術的相關概述
1.1環境監測的分析
環境監測主要有水體污染監測、大氣污染監測、土壤污染監測等,通過有效的環境監測,能夠及時發現生態環境中是否存在污染問題,如果發現有污染問題,則要及時進行排查與治理,降低污染問題給環境帶來的負面作用,確保環境穩定性。環境監測的實際應用,主要是對環境的質量進行評價,並對環境的質量發展趨勢進行預測,從而滿足生態環境的基本需求,積極提升環境的穩定與可靠。降低各類因素給環境帶來的污染。同時,環境監測後,還能實現對環境本底資料的積累,為掌握環境容量提供數據支持。總而言之,環境監測就是環保工作的耳目,就是定量管理的尺度。因此,環境監測在環境保護中,有著舉足輕重的作用,是一項無法代替的工作。在環境保護與治理中,要結合實際情況,採取有效的環境監測,並以環境監測的數據為基礎,積極提升環境保護的質量,確保環境保護能夠符合工程的基本需求[1]。
1.2離子色譜技術
它是一種以離子性物質為基礎的測定方式,同時,還是一種高效的液相色譜,實際的應用中,離子色譜技術,具有較好的應用價值,不僅能夠滿足實驗室研究的基本需求,還能在實際檢測中滿足樣品的快速檢測。並且不斷對其方法進行研究,擴展其實驗參數,完善其實驗方法,完善其穩定性,確保檢測結果能夠符合環境監測的更多需求。(1)高效離子交換色譜法(HPIC):分離是基於發生在流動本質上的離子交換基團之間的離子交換過程,包括部分非離子相互作用,這種分離方式適用於有機和無機離子的陰陽離子分離。(2)高效離子排斥色譜(HPICE):分離是基於被分析物之間的不同作用:排斥、吸附和排斥作用,這種分離方法,在實際的應用中,可用於弱的有機物和無機物分離中。(3)流動相離子色譜法(MPIC):這種方法能有效用於表面活性陰離子和陽離子,以及過渡金屬絡合物的分離。在實際應用中,離子色譜技術主要的優勢有:可以減少樣品的用量,同時,具有較好的靈敏度,用濃縮柱可以達到ppt級別。另外,實際工作中,還能有效減少監測成本,確保監測的效果,使得監測符合實際工作的基本需求[2]。
1.3離子色譜技術的優點
在實際的服務中,離子色譜技術具有較好的利用價值,足以滿足環境監測的基本需求。(1)多組分的同時鑑定。實際工作中,選擇適合的儀器,就能實現對多組分的同時鑑定,從而保證了鑑定的效率,降低單個鑑定的漫長等待,全面提升離子色譜的鑑定效果。(2)檢驗檢測的速度相對較快。由於實際的檢測檢驗中,使用多組分的同時鑑定,所以在檢驗檢測的過程中,不會出現較長時間等待的情況,如此一來,可以全面提升檢驗檢測的效率,不會給相應工作帶來干擾。同時,檢驗檢測時,總計花費時間在10min左右就能完成檢測,同時還可以實現對常規陰離子和陽離子的分析。(3)具有較好的選擇性。實際應用中,使用離子色譜技術,可以獲取多種成熟的固定相,再根據相應檢測器實現選擇性地篩選,最終保證檢測器的選擇合理,確保檢測檢驗的可靠性。(4)實際檢測檢驗中,所使用的樣品數量相對較少。所以,在檢測之前,不需要進行大量樣品的準備,如此一來,能有效減少檢測的工作強度,促使檢測能夠滿足實際需求。(5)檢測的靈敏度相對較好。使用離子色譜技術,能夠實現高精度的測量,在測量中,如果選擇直接進樣的方式,靈敏度可以達到的ppb級,如果使用濃縮柱,則可以達到ppt級。(6)檢測線性相對較好。實際的使用中,在一定的檢驗濃度範圍之內,具有較好的檢測線性。(7)實際應用中,所使用的檢測成本相對較低。應用時,流動相為去離子水,淋洗的過程中,不需要使用特殊的試劑,並且,在日常的使用中,所耗費的成本也相對較低。綜合實際應用的情況,可以發現它的使用價值相對較高,而且成本相對低廉,是一種具有較好使用價值的檢測方式。
2離子色譜技術在環境監測中的應用
2.1大氣監測中的應用
大氣監測是環境監測的重點內容,為了獲取詳細的大氣監測數據,需要選擇適宜的監測方法,離子色譜技術,就是一種適合大氣監測的方法。實際的應用中,能夠實現對硝酸霧、硫酸霧、甲酸、乙酸、溴化氫、氟化氫、氨、氯化氫等參數的檢測分析。其中,硫酸霧和氯化氫是常用的監測項目,同時也是最常見的監測項目,所以為了獲取準確的監測數據,要對監測方法進行合理運用。離子色譜技術,可以對陰離子酸性物質進行監測,並以離子色譜技術為基礎,實現對酸雨的檢測,確認酸雨中陰離子的離子色譜和陽離子的離子色譜,進而滿足實際工作的基本需求。
2.2離子色譜在水質監測中的應用
水質監測同樣是一項複雜的工作,同時水質監測還可以分為廢水監測、地表水監測、地下水監測、大氣降水監測,但是,總的來說,都可以使用離子色譜技術實現對水質的監測工作。表1、圖1為地表水中常見無機陰離子的離子色譜情況。結合表1,能夠看到地表水中的無機陰離子的色譜情況,並且能夠以此為基礎,實現對污染的綜合分析,確認地表水是否存在污染的情況,如果存在,則需要採取有效的治理方式,降低污染對地表水的影響,確保地表水的功能和服務能力。
3離子色譜技術應用中的常見問題
3.1氟離子不易準確測定,重複性相對較差
離子色譜技術在實際的應用中,始終面對氟離子不易準確測定的問題,主要是因為,監測過程中,氟離子會受到水負峰及甲酸、乙酸峰的影響,導致濃度不容易被精準測定。另外,電導對氟離子也有一定的影響,尤其是地表水中的低濃度氟離子,在背景導電僅差0.02μS的情況下,2次測定的氟離子濃度相差近一倍,影響監測的重複性。所以為了改善這一問題,就需要對水負峰進行控制。(1)使用高純度去離子水作為流動相。(2)在實驗過程中,儘可能地對背景導電進行控制,並且注意每次測定時,都要保證實驗的背景電導保持一致。(3)標準曲線繪製過程中,需要做好氟離子的峰面積積分,從而實現對騎峰的控制,並且消除它對試驗的影響。
3.2亞硝酸氮有不易準確測定的問題
離子色譜技術在實際的應用中,會有亞硝酸氮難以測定準確的問題,給實驗的準確性帶來影響,所以為了實現對這一問題的控制,需要選擇大體積進樣的方法,或是選擇樣品富集後進樣的方式,根據實際情況選擇利用峰高定量。
3.3死體積大,分離度不高,保留時間存在偏移的問題
結合本工程所選用離子色譜技術,存在死體積大,分離度不高和保留時間偏移的問題,柱子的分析性能會隨著使用時間的變化而變化,進而就會造成峰面積和峰高度的變化,給待測組分定量的準確性帶來影響。所以要在平時的實驗中,做好柱子的維護,並且合理利用高濃度淋洗液,從而提升柱效,確保滿足實際工作的基本需求[4]。
4離子色譜技術在實際應用中常用的處理方法
為了保證離子色譜技術的合理運用,需要對實際運用中的處理方法進行選擇,並保證該方法的合理運用,從而提升色譜技術的處理效果,降低色譜技術的應用時的不良因素影響。
4.1水溶液樣品處理方法
4.1.1膜處理法。樣品是進行離子色譜技術應用的基礎雖然離子色譜技術所使用的樣品相對較少,但是同樣需要經過合理的處理,如此一來,才能確保樣品的可靠性,能滿足離子色譜技術應用的基本需求。膜處理法是指在離子色譜分析中,對溶液樣品的預處理方法,這種方法在應用時,具有一定的局限性,因為它只能去除顆粒狀的不溶性物質,一般在0.45~0.22μm微孔濾膜過濾後直接進樣。而在線樣品處理,或是將這種方法用於儀器管路中,就需要對砂芯濾片進行使用,這樣能夠保證膜處理法的處理效果,確保樣品能夠滿足實際所需。膜處理法在應用時,需要注意:(1)極小顆粒或有機大分子可溶性化合物、金屬溶性離子能夠進入到色譜柱中,並對離子色譜技術的合理應用造成干擾,不利於檢測結果的準確性,甚至容易造成檢測結果失准,不利於離子色譜技術的合理應用。(2)濾膜或砂芯在選擇和使用時,需要注意,儘可能選擇專門為離子色譜所設計的,這樣一來,能夠減少砂芯或濾膜的干擾。如果濾膜或砂芯中的無機陰離子或陽離子給離子色譜帶來影響,就無法獲取準確的檢驗結果。同時,測定時,如果使用去離子水對濾膜進行沖洗,再展開空白背景扣除的方式,就能獲取精準的檢驗結果,使離子色譜技術能夠滿足實際應用的需求。這種處理方法在應用時是存在局限性的,超過濾、滲析和電滲析等的應用取得了較好的效果。而且,這些方法,也都能獲取較好的樣品處理效果。4.1.2固相萃取法。這種技術同樣是樣品處理的一種方法,經過處理後,樣品再經過離子色譜法進行測定,能獲取較好的處理結果。固相萃取法是一種利用了在液相色譜上樣品濃縮和去除基體干擾的反過程,在離子色譜技術應用時,具有較好的應用價值,能夠滿足樣品處理的基本需求。4.1.3溶劑萃取與超臨界流體萃取。所謂溶液萃取是一種傳統的富集和分類技術,儘管在實際的使用中,它具有毒性大和費用相對較高的問題,但是,在某些領域中,它還是具有較好的利用價值,符合實際的使用需求。超臨界流體萃取同樣是一種具有較好處理效果的技術,屬於近些年的熱門技術,不僅能夠保證萃取的效率,還能實現選擇性萃取,從而滿足實際使用的基本需求。
4.2固體樣品處理方法
與液體樣品不同的是,固體樣品的處理方法相對比較簡單。如果固體樣品的顆粒比較大,且雜質比較少,選擇直接挑揀的方式,就能實現樣品的分離,使用離子色譜法進行分析,也能獲取精準的實驗結果。4.2.1分解處理法。這陣處理方式屬於固相萃取法,但是局限性相對明顯,只能對可以轉化溶液的樣品進行處理,對於非金屬元素的處理有較好的作用,並且最後使用離子色譜技術,能夠獲取精準的檢驗結果。4.2.2浸出處理法。這種處理方法優勢不一定是測定非金屬的總含量,甚至還可以用於測定特定陰離子與陽離子水的溶出形態的。實際的應用中,不會給樣品中的離子形態帶來影響,還能保證回收率,所以這種方法是一種具有較好利用價值的方法,滿足實際使用的基本需求。
5結束語
結合實際情況,對環境監測中離子色譜技術應用進行了詳細分析,確保該項技術可以得到合理地運用,進而滿足在實際環境監測的基本需求,積極提升離子色譜技術的應用效果,確保環境監測的功能與作用,實現環境保護的效果,降低環境保護費時費力的問題。如此一來,在提升環境保護這個任務上,離子色譜技術能夠適應環境監測中的更多需求,為更好的生態環境建設做貢獻。
參考文獻
[1]肖培平,徐雄,孫艷亭.離子色譜技術在環境監測中的應用[J].節能與環保,2019(5):2.
[2]金梅,陳琨,李海英.簡析環境監測中離子色譜法的應用[J].環境研究與監測,2020,33(1):4.
作者:董澤林 王婉雪 劉思遠 單位:奧來國信(北京)檢測技術有限責任公司 思立博(北京)環境技術有限公司

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