离子色谱法检测湖泊水体中阴离子的研究和应用(2)
1．1 离子色谱法概述
1.1.1 离子色谱法的分析原理
一台离子色谱仪，组成通常包括高压泵、淋洗液、进样阀、保护住/分离柱、抑制器、电导池和数据处理软件系统（变色龙等）。根据分离柱对各种阴离子亲和力的不同，样品中待测离子跟随淋洗液流入离子交换柱系统之后以离子交换树脂作为固定相，上面能脱离的配位离子与样品离子交换。电导检测器将会通过测量各阴离子组分的电导率，以相对保留时间和峰面积定性和定量。总得来说，样品中各类离子的保留时间以及洗脱顺序[2]决定于离子对树脂的亲和力大小、淋洗液的种类和流速的不同以及柱长。因为样品中被测离子的浓度与它的电导率成正比，所以测试时，我们通过电导检测器分析几个已知浓度离子的电导率，然后作出相应的标准曲线，就可以确定样品中待测离子的浓度。
1.1.2 离子色谱法的进展
离子色谱面世之后，一直被公认为仪器分析化学领域发展最迅速的分析方法之一[3]。IC测试只需通过过滤和稀释等简单前处理，一次进样可同时检测多种阴阳离子，并且不用有毒试剂，不会污染环境，这些是它与传统湿化学法相比的显著优点。方法的最低检出限一般为mg/L级，相对误差通常小于5％[4]，准确度一般也不会低。近年来分析时间从最初的的25min[5]缩短到现在仅需7min，从单一的等浓度淋洗发展到可以使用梯度淋洗，甚至有报道称在30min内可以一次进样分离36种阴离子[6]。梯度洗脱技术在当下得到了迅猛的发展，这种方法同样适用于金属阳离子的分离 [7]。总之IC的出现使常见无机阴离子的化学分析状况得到了改变。离子色谱法同时也是分析有机酸的一种有效方法[8]。
1．2 氟离子概况
氟作为牙齿及骨骼的重要组成部分，是人体不可或缺的微量元素，对人体机能非常重要。我们每天可以从普通饮食中获得文持生理所需的氟。一定量的氟进入人体后首先渗入牙齿，牙釉质中的羟磷石灰将会吸附氟形成坚硬质密的氟磷灰石表面保护层，从而降低嗜酸细菌的活性，进而阻断酶对牙齿的不良作用，从根本上阻止龋齿的发生，原因在于它能使珐琅质在酸性质条件下不易溶解 [9]。长期饮用氟浓度偏高的水将会引发牙齿变质，甚至骨质硬化、疏松等症，使人劳动能力变弱[10]；然而假使饮用水中氟含量不足，人又容易患上龋齿病。资料显示“国家工业废水排放标准”规定工业废水排放时氟浓度应小于10mg/L；对于饮用水,要求则在1.0 mg/L以下。我国含氟超标的地下水分布广泛,调查显示大约有多达7226万人饮用超标含氟水，主要分布在东北、华北和西北这些北方地区。另一方面，工业生产会排出大量的含氟废水,氟浓度高达50 mg/L-100 mg/L。因此，对生活用水以及工业废水的除氟工艺研究问题，一直被诸多研究者格外热切地关注着。
目前测定水中氟含量的方法相当多，有过报导的诸如离子色谱法、极谱法、分光光度法等[9]。国内外当前处理含氟水的手段主要有絮凝沉淀法、化学沉淀法及吸附法三种工艺。其中，吸附法是一种成本低、操作方便、处理效果好的方法。常用吸附剂主要有羟基磷灰石（HAP)、活性三氧化二铝、活性炭这三种，这些吸附剂除氟性能其实并不够高，但由于价格经济、毒性低也被广泛地应用；过渡金属类吸附剂，包括锆、钇等稀土元素类，属于高效吸附剂，但价格较昂贵且如果过量使用，会带来二次污染；煤和泥土两类吸附剂，资源丰富且价格便宜，吸附效果较优且没有毒性，属于经济型吸附剂，很有发展前景，眼下关于它们的实验研究也比较多。本论文主要针对凹凸棒（粘土）吸附氟离子的一些特性进行了研究。