本文介紹了離子色譜技術的土壤分離原理，以監測土壤中的离监离色陰離子為例，探討了離子色譜技術監測土壤離子的测中優勢，並且通過介紹幾種不同的谱技預處理方法，詳細描述了土壤離子監測中離子色譜技術的运用應用。最後討論了土壤離子監測中離子色譜技術應用的土壤一些注意事項或問題。 

土壤中的离监离色無機陰離子含量與當地環境息息相關，如果超標可能引起地方性疾病或者癌症，测中嚴重影響當地居民生活。谱技離子色譜技術是运用液相色譜技術的重要組成部分，用於分析被測物質中的土壤陰離子和陽離子[1]。其工作原理為離子交換，离监离色根據離子性物質對交換樹脂的测中親和性不同，分理出不同離子，谱技再用電導檢測器檢測分離物電導變化。运用

1 離子色譜技術監測土壤離子的原理

以土壤中的陰離子為例，如果要用離子色譜技術對其進行監測，首先監測土壤隨淋洗液（NaHCO3和NaCO3）進入分離柱的變化情況，土壤中的陰離子與分離柱的交換樹脂（R-HCO3）通過離子交換，完成分離。隨後，分離後的陰離子進入抑製柱（R-H），發生如下反應：

 
 
式中，X為試樣土壤中的F-、Cl-等陰離子。相應的陰離子與對應的鹽NaX生成相應的酸性物質，由於其具有較高的電導率，可用電導檢測器檢測分離物電導變化，轉化為相應的峰值。最後，根據峰高，通過比較標準溶液曲線進行定量。

2 離子色譜技術監測土壤的優勢

2.1 操作簡單，靈敏度高，有較高的準確率

目前，傳統的測定土壤中陰離子的方法有容量法、滴定法、閉塞法等，這些方法操作複雜，步驟冗長，準確度較低。但隨著近年來離子色譜技術的成熟，其在土壤離子監測方麵的優勢漸漸體現出來。相較於傳統方式，離子色譜技術的測定速度快，自身能避免受到有機質的影響。例如，在測定土壤中的氟離子時，傳統氟離子測定方法的電極容易受到汙染，影響最終數值的準確性。但是，離子色譜技術可以避免其他金屬離子的幹擾，並且不需要苛刻的試驗環境，偏差小，準確率高。

2.2 能同時測定多種離子

以土壤中的鈉、鎂、鈣、鉀等金屬離子為例，其測定方法都有各自缺陷。操作較為煩瑣，容易受到幹擾，因此結果並不是很準確。試驗消耗的試劑較多，無法同時測定上述四種元素。原子吸收法操作較為煩瑣，無法一次測定多種元素，隻能一次測定一種元素，隨後就需要對器材進行更換和重新預熱[3]。而發射光譜法雖然可以同時測定上述四種離子，但是儀器價格昂貴。相比之下，離子色譜技術能夠同時測定多種離子，器材價格低廉，操作簡便，在眾多離子測定方法中脫穎而出。

2.3 應用範圍廣泛

現代離子色譜技術的應用範圍十分廣泛，除了可以用於土壤中不同離子的監測，大氣環境、水環境中的樣本監測都可以采用離子色譜技術。離子色譜技術分析速度快，結果準確，靈敏度高，可以實現多種離子同時監測，除了環境監測，其在食品製造、石油化工、醫藥和農業等領域都得到廣泛使用。隨著離子色譜技術的不斷發展，以後，該技術還會在更多領域得到應用。

3 離子色譜技術在土壤樣品預處理中的應用

在利用離子色譜技術對土壤離子進行監測時，土壤樣本為固體，因此需要經過一係列的處理才能利用離子色譜技術進行分析，排除監測中的幹擾項，提高結果的準確率和測定時的靈敏度。

3.1 固相萃取法

固相萃取法是較為常見的一種樣品預處理方法，操作簡便，所需樣品數量較少，準備過程快，試驗過程中所受汙染因素較少，因此使用程度較為廣泛。例如，有研究利用固相萃取法處理土壤樣品，通過離子色譜技術測定土壤中的氟離子，結果準確，精密度較高[4]。

3.2 溶劑提取法

溶劑提取法主要通過不同的溶劑對土壤樣本進行提取，如水、酸、堿等淋洗液，主要針對土壤樣本中的可溶性成分。

3.3 高溫爐焙燒法

這種方法主要應用於金屬和非金屬元素的測定。在測定過程中，一般需要加入固定劑，針對不同的金屬和非金屬元素，所加的固定劑也不同。隨後，將樣本送進高溫爐煆燒，之後用去離子水進行溶解。但是，在這種情況下，樣品自身濃度很高，因此還需要進一步處理。采用陽離子樹脂柱進行離子交換。

4 離子色譜技術監測土壤離子時可能存在的問題

離子色譜技術應用於土壤離子監測的優勢較為明顯，但是在實際操作過程中還存在一些可能影響最終結果的問題，需要在以後的試驗中多加注意。

4.1 合理選擇取樣量

在對所測土壤進行取樣時，取樣量的選擇很關鍵。取樣量偏小，樣品中各離子的含量低，缺乏實際意義；取樣量偏大，樣品中各成分含量大於標準值，所測離子的分離效果被大大降低，影響試驗結果。因此，試驗前要根據情況選擇取樣量。

4.2 樣品淨化與幹擾的去除

土壤樣品為固體，其提取液自然會含有沉澱物和漂浮顆粒物。因此，離子色譜測定前要對提取液進行過濾，排除幹擾。一般在土壤樣品經過去離子水溶解後，要通過特定濾膜進行過濾。但是，過濾前要對濾膜進行多次洗滌，因為濾膜內含有無機陽離子，會進入預處理的提取液中，在測定時對分析造成幹擾，影響最終結果的準確性，因此這個問題要多加注意。

4.3 特定離子很難被準確測定

在監測一些特定離子時，其結果很容易被其他離子的色譜峰覆蓋。例如，在測定亞硝酸根時，其結果很容易被氟離子所幹擾，很難準確測定其濃度。這時可以提高淋洗液濃度，增強色譜柱對氟離子的靈敏度，降低幹擾。

5 利用離子色譜法測定土壤中的3種陰離子

以土壤中的氯離子、硫酸根離子和硝酸根離子為例，利用離子色譜技術對土壤中的上述三種陰離子進行監測。

5.1 土壤樣品預處理

本試驗對土壤樣品進行去離子水提取，通過振蕩和超聲法進行處理，形成提取液。為了盡量排除其他離子幹擾，充分提取樣品中的陰離子，因此設置正交試驗對土水比、振蕩時間和超聲時間進行優化。為了減小試驗=驗誤差，使結果更為準確，應盡量選擇更接近於野外狀況的土水比。本試驗為接近真實情況，采取1∶1的土水比，另外設置其他三種土水比作為正交試驗的三個對比項。振蕩時間和超聲時間同理，分別選擇1、2、4 h和20、40、60 min，分別考察三種影響因素，具體結果如表1所示。

根據表1結果進行正交試驗，結果如表2所示。

由表2可知，對陰離子提取量影響最大的為土水比的選擇。土水比過高時，後續的淨化過濾提取液難度加大，無法有效提取陰離子；土水比過低時，陰離子的含量增高，最終結果也不準確。因此，最佳選擇的土水比為1∶10，輔以振蕩時間2 h，超聲時間60 min。

5.2 離子色譜圖

以上述樣品進行分析，得到的離子色譜圖為圖1所示。

5.3 標準曲線和檢出限

分別取混合溶液0.00、1.00、3.00、5.00、7.00、9.00 mL，並分別配置氯離子、硫酸根離子、硝酸根離子濃度為0.00、1.00、3.00、5.00、7.00、9.00 mg/L的混合標準係列溶液，對其進行測定。其線性參數和檢出限如表3所示，通過相關係數可知，該方法有良好的相關性。

5.4 精密度試驗

將上述土壤提取液重複分析10次，測定氯離子、硫酸根離子、硝酸根離子的含量，計算測定值的相對標準偏差，結果如表4所示。

由表4可知，該方法測定出的相對標準偏差都在一定範圍之內，說明精密度高，最終結果較為準確。

6 結語

本文主要介紹了離子色譜技術的工作原理，分析了離子色譜技術應用於土壤離子監測中的優勢，並強調了在工作過程中可能存在的問題，最後以測定土壤中的三種陰離子試驗為例，證實了離子色譜技術靈敏度高，結果準確，可以廣泛應用於土壤陰離子的測定中。

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