离子选择性电极在环境监测中的应用

科技创新与应用ｌ　２０１５年第１７期　资源与环境　浅析离子色谱法在环境监测中的应用　廖国沂　（郁南县环境监测站。广东郁南５２７１９９）　摘要：随着社会科技的发展，环境污染问题也日趋尖锐，作为开展环境污染防治基础的环境监测技术也在不断改革和发展。离　子色谱法是上个世纪末研究的环境监测技术，能有效分析水、大气、土壤等环境样品中各种离子的浓度和形态，对环境保护具有　着重要的指导意义。文章就离子色谱检测技术在水环境、大气环境、土壤环境当中的监测应用以及相关检测仪器的维护和保养进　行简要论述。　关键词：离子色谱法；环境监测；环境保护；维护保养　离子色谱法是在上个世纪７Ｏ年代提出的，其是在当时微量化　学分析技术高速发展的背景下产生的，最早在１９７７年时被应用在　了水环境检测工作当中。其精密度高，准确度高，并且拥有着极好的　稳定性。自这一技术面世并被应用在实践工作中后就被当做了检测　阴离子物质的首选方法，同时，离子色谱法也被应用在了其它环境　污染的检测工作当中，并收到了较好的效果。　１离子色谱法的概述　离子色谱法是一种新型高效的液相色谱技术，利用被测物质的　离子性进行分离和检测的液相色谱法，可广泛应用于水体、大气、土　壤中有机、无机离子的检测。其与传统离子交换型色谱技术的主要　不同点在于其运用的树脂材料具有着较高的交联度，并且产生的交　换容量非常低，能够满足小剂量样品的检验。利用柱塞对样品进行　传送，并利用连续电导方式对样品中所含有的离子物质进行检验。　同时，树脂这种材料具有着可逆向交换的特性，利用这种材料作为　固定相，不仅能够有效地将样品中的相应游离离子交换到树枝上，　还可以利用相应的溶液对树脂进行洗脱，这样就可以使溶液中的离　子与树脂上的离子进行交换，产生了可逆向交换的技术，这样就能　够在连续的吸附和脱附过程中达到离子的最佳平衡状态，使得对样　品中离子含量的检测更加准确。　２离子色谱法在环境监测工作中的应用　离子色谱法主要用于测定各种离子的含量，能够有效检测有机　阴离子、碱金属、碱土金属、重金属、稀土离子和有机酸等离子。不仅　可以进行常量和微量分析，还可以与富集技术结合进行痕量甚至超　痕量分析，具有高灵活性、高选择性、高灵敏度等多个特点，已成为　环境分析中必不可少的工具，广泛地应用在水体环境、大气环境以　及土壤环境的监测工作当中。　２．１离子色谱法在水体环境监测工作中的应用　在我国工业化的社会进程中，水体的污染日趋严重和复杂化，　准确了解水质状况是进行水污染防治的首要条件，离子色谱法作为　一种比较简便的水质检测方法，特别适于测定水溶液中低浓度的阴　离子，相较以住传统的检测方法，有着明显的优势。以检测水体中硫　酸盐为例，传统的检测方法为重量法，这种检测方法虽然准确度极　高，但是其操作过程较为繁琐，并且检测所需要消耗的时间过长。在　检测的过程中，为了保证检测结果的准确性，还需要先将水体中的　有机物质进行去除，然后再进行检测。而利用离子色谱法进行检测，　对样品的处理很简单，即使水样的基体可能很复杂，离子色谱法也　可以测定其中的痕量和超痕量组分。其进行普通的水体检测的时间　一般为２０—３０分钟左右，速度极快，对于氯化物、硝酸盐、硫酸盐等　物质的检测也十分准确，达到我国的环境监测标准，能够有效提升　整体工作效率。需要注意的是，为了保证检测工作中检测仪器和色　谱柱的安全，需要对检测样品进行预处理操作，保证样品中不含有　较大直径的物质。　２．２离子色谱法在大气环境监测工作中的应用　随着我国经济发展，工业生产、机动车等原因造成的大气污染　问题也日显尖锐。离子色谱法，可以测定环境空气（如ＳＯ　、ＮＯ　）、气　一ｌ３６一　溶胶、灰尘（包括吸附在飞灰或灰尘上的非挥发盐和无机离子）等空　气污染物。在检测分析前，需利用吸收液对大气污染物吸收溶解，再　通过相应的分离柱进行分离切换，能准确分析出大气中各污染物质　成分，能对我国实施大气污染防治提供有力的技术支持。　２．３离子色谱法在土壤环境监测工作中的应用　现今，土壤污染问题也日益突显，对土壤的测定中，离子色谱法　主要应用于无机阴离子（氯离子、硫酸根、溴离子、碘离子）和有机酸　（草酸、丁酸）的测定。环境的测定与水体环境具有着相同的原理，在　检测过程中，需要先将土壤提取物利用消解液进行反应，保证土壤　样品中不含有颗粒较大的杂质。然后利用固定相分析方式，对土壤　中的各离子含量进行测定，其方法与水体检测方法相同。　３离子色谱仪器的维护和保养　离子色谱仪具有着高精密性，在使用的过程中必须对相关仪器　进行定期的维护和保养，为了保证分离柱的通畅，并防止流动项内　产生气泡，可以每隔一周利用淋洗液对色谱柱进行清洗，并且为了　检测色谱柱的工作效果，可以利用空白样品对其进行检测。同时，在　进行相关检测工作开展过程中，要确保每一个样品都经过清洁和处　理，避免在检测的过程中对仪器造成损伤。如果在检测的过程中其　结果出现了重叠峰等情况，则说明分离柱已经受到了污染，要按照　相关清洁标准对分离柱进行清洁。另外，还需要专业的质控工作人　员定期对仪器的精确度进行校准，确保其检测结果的准确性。　４结束语　现今，离子色谱法硬件成熟、检测手段多、具备高准确度和高精　密度，作为标准分析方法，目前已广泛应用于环境、食品、化工、电　子、生物医药等诸多领域，随着科学技术的发展，离子色谱法将会有　更新的发展和更广阔的应用天地。　参考文献　【１］丁明玉，田松柏．离子色谱原理与应用【Ｍ】■匕京：清华大学出版社，　２０００：３—２５４．　【２］李亚男，王宇新．离子色谱技术在环境监测中的应用及预处理技　术『Ｊ１．环境科学与管理，２０１３。３０（４）：１０５—１０６．　【３］杜卫莉．离子色谱测定磷肥生产过程中大气污染物中氟化氢［Ｊ］．广　州工艺．２０１０（２）：１５９—１６１．　［４］林晓忠，吴邦华，阮小林，等．工作场所空气中磷酸的离子色谱测　定法『Ｊ１．中国职业医生，２０１０（１）：５２—５５．　［５］林丽钦．土壤中水溶性氟化物离子色谱测定方法研究［Ｊ］．海峡科　学。２ｏ１２（６）：１０６—１０８．

·57·57生态·资源·环境

前言

氟化物主要包括氟化钠、氟化铝、氟化氢、含氟的磷

酸盐等，气态氟化物主要是氟化氢气体，具有强烈刺激气

味。氟化物可对人体产生极大的危害，氟的污染可以对人

体和动植物产生明显的危害。《环境空气氟化物的测定滤

膜采样/氟离子选择电极法》（HJ 955-2018）在原方法上

修改了采样流量，补充完善了仪器和设备中对采样头结构

和采样器性能的要求，同时明确了颗粒态、气态氟化物分

别测定的方法，为我国环境空气中氟化物的测定提供了统

一的、规范化的技术准则和依据，为人们及时预防和控制

氟化物的污染提供科学依据，对我国环境空气氟化物的监

测工作具有重要意义。

1.主要仪器与试剂

1.1 主要仪器

大气采样器：崂应空气采样器，型号：2030型，厂家：

青岛崂山电子仪器总厂有限公司。

仪器名称：离子活度计，型号：PXSJ-216F型，厂家：

上海仪电科学仪器股份有限公司。

仪器名称：磁力搅拌器，型号：JB-10型，厂家：上

海仪电科学仪器股份有限公司。

仪器名称：超声清洗器，型号：KQ-600KDV型，厂家：

昆山市超声仪器有限公司。

1.2 主要试剂

氟标准贮备溶液浓度为100mg/L，购置于环境保护部

标准样品研究所。氟标准使用溶液浓度为10mg/L，用氟

标准贮备溶液配制，临用现配。

磷酸氢二钾浸渍液浓度为76.0g/L，称取76.0g磷酸氢

二钾溶于水后加水稀释至1L。

总离子强度调节缓冲溶液(TISAB)：称取58.0g氯化钠，

10.0g柠檬酸钠，加入冰乙酸50mL，加水500mL。充分溶

解后，加入5.0mol/L氢氧化钠溶液135mL，调节溶液pH

为5.0左右，转移到1000mL容量瓶中，加水定容至标线，摇匀。

盐酸溶液:量取20.8mL盐酸，用水稀释至1000ml，

搅拌均匀，配置成浓度为0.25mol/L的盐酸溶液。

氢氧化钠溶液：称取20.0g氢氧化钠加水稀释至

1000ml，搅拌均匀，配置成浓度为1.0mol/L的氢氧化钠溶

钙离子离子选择电极

钙离子选择电极是一种用于检测和分析溶液中钙离子浓度的电极。钙离子是一种重要的无机离子，对于生物体的正常生理功能具有重要作用。因此，准确测量和监测钙离子浓度对于生物医学研究和临床诊断具有重要意义。

钙离子选择电极基于钙离子和电极表面之间的电化学反应原理。电极通常由一种特殊的材料制成，能够选择性地与钙离子发生反应，并产生可测量的电信号。这种材料通常是一种钙离子选择性膜，它能够选择性地吸附和传递钙离子。

钙离子选择性膜是一种能够选择性地与钙离子结合的薄膜材料。它通常由聚合物或其他特殊材料制成，具有一定的孔隙结构和选择性吸附性能。当钙离子与选择性膜接触时，它们会通过扩散或离子交换等过程进入膜中，并与膜内的功能基团发生相互作用。

在钙离子选择电极中，通常还会加入一种称为参比电极的电极。参比电极具有稳定的电位，并能够提供一个参考值，用于测量样品中钙离子浓度的变化。参比电极通常是由一种稳定的化学物质制成，如银/银氯化物电极或饱和甘汞电极。

钙离子选择电极的测量原理是基于电位差的测量。当钙离子与选择性膜发生反应时，会产生电位差。这个电位差可以通过电极与参比电极之间的电导来测量。测量结果可以通过连接到电位计或其他测量设备上的电路来显示或记录。

钙离子选择电极具有许多优点。首先，它具有高选择性，能够准确地检测和测量溶液中的钙离子浓度。其次，它具有高灵敏度和快速响应速度，可以实时监测钙离子的变化。此外，钙离子选择电极还具有使用方便、操作简单和成本低廉等优点。

钙离子选择电极在许多领域得到了广泛的应用。在生物医学研究中，它可以用于研究钙离子在细胞信号传导中的作用机制，以及钙离子与其他分子的相互作用。在临床诊断中，它可以用于监测血液中钙离子浓度的变化，以辅助疾病的诊断和治疗。

除了钙离子选择电极，还有其他一些常用的电化学方法和设备可以用于测量钙离子浓度，如原子吸收光谱法、荧光法和离子色谱法等。每种方法都有其特点和适用范围，可以根据实际需要选择合适的方法。

水质氟化物的测定离子选择电极法

氟化物是水质中重要的有毒物质，它可以与水相聚合形成复杂的混合物，影响人体健康，因此需要对水域中氟化物的浓度进行监测。离子选择电极法是进行水质氟化物分析的最常用方法，它包括采样、容器、滴定液、试剂和离子选择电极等，全面评价水质氟化物成分，在行业中得到广泛应用。

离子选择电极法是一种特殊分析仪器，能够同时进行多元组分的测定，其原理是根据微量测定组分在不同离子强度下的电位差进行分析，因此被称为离子选择电极法。利用离子选择电极法测定水质中氟化物时，首先是采样，把水样放入容器，在离子选择电极法测定完成后，分析表示水质氟化物的浓度。接下来就是做滴定液，将试剂根据比例加入水样中，使得滴定液有效反应。如果滴定液的测试结果出现氟化物，则与预定的电位测定参数一起，在所用的离子选择电极器上进行电位测定。

离子选择电极法测量水质氟化物的特点：一是效率高，容易操作; 二是可以测量多种氟化物，量程较大; 三是准确、稳定、重复性好，数据可靠可追溯; 四是仪器投资少，价格较低。

离子选择电极法的优越性使其成为水质氟化物测量的理想工具，且市场供应也很充足。它能准确、可靠地测定水体中的氟化物含量，是确定水质氟化物浓度和及时预警的有效工具。但也需要专业技术人员来操作，考虑到可能会存在的准确性、可行性问题，在使用前，一定要充分做好准备，包括完整的操作指南、完整的仪器设备和相关实验设备等，将离子选择电极法用于监测水质氟化物，才是最可靠的方法。