离子色谱在环境分析中的应用 化学５班 ０３０８１１４２ 黄家钦

１ 离子色谱技术（ IC ） 离子色谱法是用离子交换树脂填充的分离柱和电化学或光学检测器，分 离和监测阴阳离子的液相色谱法。离子色谱仪的结构如图 1 所示。离子色谱仪 2 离子色谱在化学分析中的应用 水质分析 大气污染物分析 土壤与生物体污染分析 化石燃料分析 3 离子色谱法的现状与发展趋势离子色谱法的现状与发展趋势

离子色谱仪工作示意图 淋洗液 输液泵 进样器 色谱柱 抑制柱 检测器 记录仪

离子色谱仪的工作过程是： 输液泵将流动相以稳定的流速（或压 力）输送至分析体系，在色谱柱之前通过 进样器将样品导入，流动相将样品带入色 谱柱，在色谱柱中各组分被分离，并依次 随流动相流至检测器，抑制型离子色谱则 在电导检测器之前增加一个抑制系统，即 用另一个高压输液泵将再生液输送到抑制 器，在抑制器中，流动相的背景电导被降 低，然后将流出物导入电导检测器，检测 到的信号送至数据系统记录, 处理或保 存．

水质分析 水质分析是环境分析中的重要部分，各类水质标样中各种无机阴阳离子 和有机酸都可用离子色谱法测定．离子色谱可用于饮用水，地下水，工业废 水，生活污水和海水等样品的分析．国外已将离子色谱作为测定水和废水的 标准分析方法，如水质分析中 k +, Na +, Li +, NH 4 +, Mg 2+, Ca 2+, Fe 3+, Cu 2+, Pb 2+, Co 2+, Cd 2+, Zn 2+, Mn 2+, Fe 2+, Br － ， Cl －, NO 3 －, NO 2 －, PO 4 3 －, SO 4 2 － ， F －, 等． 除了常见阴离子的分析外，离子色谱法还能用于各种特殊组分的测 定．例如使用安培检测器测定溴；采用阳离子和阴离子交换柱及等离子体 - 原 子发射光谱法作为元素选择性检测器分析水样中 Cr( Ⅲ ) 和 Cr( Ⅵ ), 结合预富集技 术测定 ng/g 级的各种形态的该人铬；电镀和黄金工业中极毒的 CN － 也能用离 子光谱 - 电化学检测器分析，并能实现 CN －,Cl －,Br －,I － 的同时测定；乙醇胺也 可用离子光谱法测定． Fung 等提出燃烧 - 离子色谱法测定各种水样中总有机碳．碳被转换成碳酸 盐，然后用临苯二甲酸氢钾作流动相的非抑制型离子色谱法测定，检测限为 2μg/L.

大气污染物分析 在大气污染分析中，离子色谱法可分析成分主要有：Ｆ - ， Ｃ l - ，Ｂ r - - ，Ｓ O 2- ，ＣＯ ２ ，ＮＯ x ，ＰＯ ４ 3- ，ＣＮ - ，Ｓ 2- ， Ｎ a + ，ＮＨ ４ + ，Ｋ + ，Ｍ g 2+ ，Ｃ a 2+ ，甲胺，乙胺，二甲 胺，甲醛等．其中ＳＯ２，ＮＯ x 是常分析项目，离子色 谱法的原理是先捕获样品于碱性溶液中，尔后做进一步处 理．如 ＮＯ x ： ２ＮＯ x→ ＮＯ ３ - ＋ＮＯ ２ - 用离子色谱法同时测量ＮＯ ２ 和ＮＯ ３ ，由其总和求出Ｎ Ｏ x 量．再如： ＳＯ ２ ： ＳＯ ２ → ＳＯ ４ 2+ ＋Ｓ ２ Ｏ ６ 2 - 用离子色谱法得ＳＯ ４ 2+ 和Ｓ ２ Ｏ ６ 2 - 量求ＳＯ ２ 总量．

土壤与生物体污染物分析 可对土壤提取液和生物体的消解液直接测定．土壤中 包括ＮＯ ３ - ，ＰＯ ３ - ，ＳＯ ４ 2 - ，Ｎ a + ，Ｋ + ，ＮＨ ４ + ，Ｃ a 2+ ，Ｍ g 2+ ．生物体中包括：Ｆ - ，Ｃ l - ，ＮＯ ２ - ，ＰＯ ４ 3- ， ＮＯ ３ - ，ＳＯ ４ 2- ，Ｃ ２ Ｏ ４ 2- ，Ｎ a + ，ＮＨ ４ + ，有机酸 等． 无机氮和硫是必要的植物营养素，因此分析他们在土 壤中的含量是很重要的．Ｄ ick 等最先用Ｌ i Ｃ l 萃取以及抑 制型离子色谱法分析了土壤中样品的ＮＯ ３ - 和ＳＯ ４ 2- ．Ｍ ehra 等提出的同时分离和测定土壤中Ｓ e Ｏ ３ 2 - ，Ｓ e Ｏ ４ 2 - 的方法，对于了解这两种离子在地下水和土壤中可能的毒 性及迁移规律是很重要的． 硼也是土壤中的一个重要元素，Ｄ udley 采用树脂基 质阴离子交换柱及电导检测器定量分析了含石膏土壤中的 硼酸盐．

化石燃料的分析 煤和各种石油产品的元素组成对环境很重 要．离子色谱法可以用来测定燃料的元素 组成，如卤素，氮，硫，磷和各种金 属．样品首先在一个氧弹或加热炉中燃烧， 产生的气体用水吸收，然后用离子色谱法 测定．

现状与发展趋势 近年来，随着毛细管电泳技术的迅速发展，有人预言 ＣＥ将取代ＩＣ而成为离子性物质的主要分析方法．但多 数工作者坚信在今后相当长的时间内，ＩＣ依然将是离子 性物质的最佳分析分离方法．其硬件和应用技术还会有较 大的发展．例如，在１９９９年的国际色谱年会上，离子 色谱创始人Ｓ mall 提出的电解离子色谱法仅以纯水作流动 相就可以进行所有离子性物质的分析，再度引起各国离子 色谱工作者的关注． 离子色谱的仪器将由桌式组合结构，小型化，计算机 处理数据向一体型便携式，微型化，计算机全自动控制发 展；固体相将由单一离子交换体向多功能基，混合床发展； 分析对象将由阴离子或阳离子分别测定向阴离子和阳离子 同时测定，离子和非离子同时测定发展．

参考文献： 离子色谱原理与应用 丁明玉等 清华大学出版社 离子色谱技术在环境监测中的应用 袁英贤 环境监测管理与技术 离子色谱法 牟世芬等 科学出版社