❶ 高效液相色譜的原理及分析方法
原理主要有這幾種:
液—液分配色譜法
(Liquid-liquid Partition Chromatography)及化學鍵合相色譜(Chemically Bonded Phase Chromatography) 流動相和固定相都是液體。流動相與固定相之間應互不相溶(極性不同,避免固定液流失),有一個明顯的分界面。當試樣進入色譜柱,溶質在兩相間進行分配。達到平衡時,服從於高效液相色譜計算公式: 高效液相色譜計算公式
式中,cs—溶質在固定相中濃度;cm--溶質在流動相中的濃度; Vs—固定相的體積;Vm—流動相的體積。LLPC與GPC有相似之處,即分離的順序取決於K,K大的組分保留值大;但也有不同之處,GPC中,流動相對K影響不大,LLPC流動相對K影響較大。 a. 正相液 — 液分配色譜法(Normal Phase liquid Chromatography): 流動相的極性小於固定液的極性。 b. 反相液 — 液分配色譜法(Reverse Phase liquid Chromatography): 流動相的極性大於固定液的極性。 c. 液 — 液分配色譜法的缺點:盡管流動相與固定相的極性要求完全不同,但固定液在流動相中仍有微量溶解;流動相通過色譜柱時的機械沖擊力,會造成固定液流失。上世紀70年代末發展的化學鍵合固定相(見後),可克服上述缺點。現在應用很廣泛(70~80%)。
液—固色譜法
流動相為液體,固定相為吸附劑(如硅膠、氧化鋁等)。這是根據物質吸附作用的不同來進行分離的。其作用機制是:當試樣進入色譜柱時,溶質分子 (X) 和溶劑分子(S)對吸附劑表面活性中心發生競爭吸附(未進樣時,所有的吸附劑活性中心吸附的是S),可表示如下:Xm nSa ====== Xa nSm 式中:Xm--流動相中的溶質分子;Sa--固定相中的溶劑分子;Xa--固定相中的溶質分子;Sm--流動相中的溶劑分子。 當吸附競爭反應達平衡時: K=[Xa][Sm]/[Xm][Sa] 式中:K為吸附平衡常數。[討論:K越大,保留值越大。]
離子交換色譜法
(Ion-exchange Chromatography) IEC是以離子交換劑作為固定相。IEC是基於離子交換樹脂上可電離的離子與流 離子交換色譜柱
動相中具有相同電荷的溶質離子進行可逆交換,依據這些離子以交換劑具有不同的親和力而將它們分離。以陰離子交換劑為例,其交換過程可表示如下: X-(溶劑中) (樹脂-R4N Cl-)=== (樹脂-R4N X-) Cl- (溶劑中) 當交換達平衡時: KX=[-R4N X-][ Cl-]/[-R4N Cl-][ X-] 分配系數為: DX=[-R4N X-]/[X-]= KX [-R4N Cl-]/[Cl-] [討論:DX與保留值的關系] 凡是在溶劑中能夠電離的物質通常都可以用離子交換色譜法來進行分離。
離子對色譜法
(Ion Pair Chromatography) 離子對色譜法是將一種 ( 或多種 ) 與溶質分子電荷相反的離子 ( 稱為對離子或反離子 ) 加到流動相或固定相中,使其與溶質離子結合形成疏水型離子對化合物,從而控制溶質離子的保留行為。其原 離子色譜儀流程示意
理可用下式表示:X 水相 Y-水相 === X Y-有機相 式中:X 水相--流動相中待分離的有機離子(也可是陽離子);Y-水相--流動相中帶相反電荷的離子對(如氫氧化四丁基銨、氫氧化十六烷基三甲銨等);X Y---形成的離子對化合物。 當達平衡時: KXY = [X Y-]有機相/[ X ]水相[Y-]水相 根據定義,分配系數為: DX= [X Y-]有機相/[ X ]水相= KXY [Y-]水相 [討論:DX與保留值的關系] 離子對色譜法(特別是反相)發解決了以往難以分離的混合物的分離問題,諸如酸、鹼和離子、非離子混合物,特別是一些生化試樣如核酸、核苷、生物鹼以及葯物等分離。
離子色譜法
(Ion Chromatography) 用離子交換樹脂為固定相,電解質溶液為流動相。以電導檢測器為通用檢測器,為消除流動相中強電解質背景離子對電導檢測器的干擾,設置了抑制柱。試樣組分在分離柱和抑制柱上的反應原理與離子交換色譜法相同。 以陰離子交換樹脂(R-OH)作固定相,分離陰離子(如Br-)為例。當待測陰離子Br-隨流動相(NaOH)進入色譜柱時,發生如下交換反應(洗脫反應為交換反應的逆過程): 擔體圖示
抑制柱上發生的反應: R-H Na OH- === R-Na H2O R-H Na Br- === R-Na H Br- 可見,通過抑制柱將洗脫液轉變成了電導值很小的水,消除了本底電導的影響;試樣陰離子Br-則被轉化成了相應的酸H Br-,可用電導法靈敏的檢測。 離子色譜法是溶液中陰離子分析的最佳方法。也可用於陽離子分析。
空間排阻色譜法
(Steric Exclusion Chromatography) 空間排阻色譜法以凝膠 (gel) 為固定相。它類似於分子篩的作用,但凝膠的孔徑比分子篩要大得多,一般為數納米到數百納米。溶質在兩相之間不是靠其相互作用力的不同來進行分離,而是按分子大小進行分離。分離只與凝膠的孔徑分布和溶質的流動力學體積或分子大小有關。試樣進入色譜柱後,隨流動相在凝膠外部間隙以及孔穴旁流過。在試樣中一些太大的分子不能進入膠孔而受到排阻,因此就直接通過柱子,首先在色譜圖上出現,一些很小的分子可以進入所有膠孔並滲透到顆粒中,這些組分在柱上的保留值最大,在色譜圖上最後出現。
分析方法:
綜述
色譜柱的填料和流動相的組分應按各品種項下的規定.常用的色譜柱填料有硅膠和化學鍵合硅膠。後者以十八烷基硅烷鍵合硅膠最為常用,辛基鍵合硅膠次之,氰基或氨基鍵合硅膠也有使用;離子交換填料,用於離子交換色譜;凝膠或玻璃微球等,用於分子排阻色譜等。注樣量一般為數微升。除另有規定外,柱溫為室溫,檢測器為紫外吸收檢測器。 在用紫外吸收檢測器時,所用流動相應符合紫外分光光度法項下對溶劑的要求。 正文中各品種項下規定的條件除固定相種類、流動相組分、檢測器類型不得任意改變外,其餘如色譜柱內徑、長度、固定相牌號、載體粒度、流動相流速、混合流動相各組分的比例、柱溫、進化學鍵合固定相反應
樣量、檢測器的靈敏度等,均可適當改變, 以適應具體品種並達到系統適用性試驗的要求。一般色譜圖約於20分鍾內記錄完畢。 2.系統適用性試驗 按各品種項下要求對儀器進行適用性試驗,即用規定的對照品對儀器進行試驗和調整,應達到規定的要求;或規定分析狀態下色譜柱的最小理論板數、分離度和拖尾因子.
色譜柱的理論板數
在選定的條件下,注入供試品溶液或各品種項下規定的內標物質溶液,記錄色譜圖化學鍵合固定相應用
,量出供試品主成分或內標物質峰的保留時間t(R)和半高峰寬W(h/2),按n=5.54[t(R)╱W(h/2)]^2計算色譜柱的理論板數,如果測得理論板數低於各品種項下規定的最小理論板數,應改變色譜柱的某些條件(如柱長、載體性能、色譜柱充填的優劣等),使理論板數達到要求。
分離度
定量分析時,為便於准確測量,要求定量峰與其他峰或內標峰之間有較好的分離度。分離度(R)的計算公式為: 2[t(R2)-t(R1)] ,R= -W1+W2 式中 t(R2)為相鄰兩峰中後一峰的保留時間; t(R1)為相鄰兩峰中前一峰的保留時間; W1及W2為此相鄰兩峰的峰寬。 除另外有規定外,分離度應大於1.5。
拖尾因子
為保證測量精度,特別當採用峰高法測量時,應檢查待測峰的拖尾因子(T)是否符合各品種項下的規定,或不同濃度進樣的校正因子誤差是否符合要求。拖尾因子計算公式為: W(0.05h) T=-2d1 式中 W(0.05h)為0.05峰高處的峰寬; d1為峰極大至峰前沿之間的距離。 除另有規定外,T應在0.95~1.05間。 也可按各品種校正因子測定項下,配製相當於80%、100%和120%的對照品溶液,加入規定量的內標溶液,配成三種不同濃度的溶液,分別注樣3次,計算平均校正因子,其相對標准偏差應不大於2.0%。
❷ 高效液相色譜法的原理是什麼
高效液相色譜法的原理是以液體為流動相,採用高壓輸液系統,將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動相泵入裝有固定相的色譜柱,在柱內各成分被分離後,進入檢測器進行檢測。
高效液相色譜法有「四高一廣」的特點:
①高壓:流動相為液體,流經色譜柱時,受到的阻力較大,為了能迅速通過色譜柱,必須對載液加高壓。
②高速:分析速度快、載液流速快,較經典液體色譜法速度快得多,通常分析一個樣品在15~30分鍾,有些樣品甚至在5分鍾內即可完成,一般小於1小時。
③高效:分離效能高。可選擇固定相和流動相以達到最佳分離效果,比工業精餾塔和氣相色譜的分離效能高出許多倍。
④高靈敏度:紫外檢測器可達0.01ng,進樣量在μL數量級。
⑤應用范圍廣:百分之七十以上的有機化合物可用高效液相色譜分析,特別是高沸點、大分子、強極性、熱穩定性差化合物的分離分析,顯示出優勢。
(2)DX離子交換擴展閱讀
高效液相色譜還有色譜柱可反復使用、樣品不被破壞、易回收等優點,但也有缺點,與氣相色譜相比各有所長,相互補充。高效液相色譜的缺點是有「柱外效應」。
在從進樣到檢測器之間,除了柱子以外的任何死空間(進樣器、柱接頭、連接管和檢測池等)中,如果流動相的流型有變化,被分離物質的任何擴散和滯留都會顯著地導致色譜峰的加寬,柱效率降低。高效液相色譜檢測器的靈敏度不及氣相色譜。
空間排阻色譜法以凝膠(gel) 為固定相。它類似於分子篩的作用,但凝膠的孔徑比分子篩要大得多,一般為數納米到數百納米。
溶質在兩相之間不是靠其相互作用力的不同來進行分離,而是按分子大小進行分離。分離只與凝膠的孔徑分布和溶質的流動力學體積或分子大小有關。試樣進入色譜柱後,隨流動相在凝膠外部間隙以及孔穴旁流過。
在試樣中一些太大的分子不能進入膠孔而受到排阻,因此就直接通過柱子,首先在色譜圖上出現,一些很小的分子可以進入所有膠孔並滲透到顆粒中,這些組分在柱上的保留值最大,在色譜圖上最後出現。
❸ 水質鄰苯二甲酸二丁酯高效液相色譜法是怎麼樣的呢
含量=[(濃度X稀釋倍數)/供試品稱樣量]X100%
首先確定樣品成分,獲取該成分的純品(對照品),將對照品溶液配製成與樣品成分濃度相當的濃度(比如樣品濃度是10mg/ml左右,對照品溶液就配製成10mg/ml)。
對照品溶液和供試品溶液分別進樣,進行色譜分析,獲得對照品成分峰面積與供試品溶液峰面積
此時已知對照溶液峰面積,對照溶液濃度,求供試品溶液濃度,因為成分在液相中響應值不變,故對照品溶液濃度/對照品溶液峰面積=F(即響應因子)=供試品溶液濃度/供試品溶液峰面積,求得供試品溶液濃度。
(3)DX離子交換擴展閱讀:
高效液相色譜法有「四高一廣」的特點:
①高壓:流動相為液體,流經色譜柱時,受到的阻力較大,為了能迅速通過色譜柱,必須對載液加高壓。
②高速:分析速度快、載液流速快,較經典液體色譜法速度快得多,通常分析一個樣品在15~30分鍾,有些樣品甚至在5分鍾內即可完成,一般小於1小時。
③高效:分離效能高。可選擇固定相和流動相以達到最佳分離效果,比工業精餾塔和氣相色譜的分離效能高出許多倍。
④高靈敏度:紫外檢測器可達0.01ng,進樣量在μL數量級。
⑤應用范圍廣:百分之七十以上的有機化合物可用高效液相色譜分析,特別是高沸點、大分子、強極性、熱穩定性差化合物的分離分析,顯示出優勢。
⑥柱子可反復使用:用一根柱子可分離不同化合物
⑦樣品量少、容易回收:樣品經過色譜柱後不被破壞,可以收集單一組分或做制備
❹ dy是什麼意思
dy是指化學元素鏑。
鏑(英語:Dysprosium)是一種化學元素,符號為Dy,原子序為66。鏑屬於稀土元素,其外觀具銀色金屬光澤。鏑在大自然中不以單質出現,而是包含在多種礦物之中,例如磷釔礦。自然形成的鏑由7種同位素組成,其中豐度最高的是164Dy。
1886年保羅首次辨認出鏑元素,但要直到1950年代離子交換技術的發展後,才有純態的鏑金屬被分離出來。
(4)DX離子交換擴展閱讀:
物理性質
鏑和鈥擁有所有元素中最高的磁強度,在低溫狀態下更為顯著,鏑在85 K(−188.2 °C)以下具有簡單的鐵磁序,但在這一溫度以上會轉變為一種螺旋形反鐵磁狀態,其中特定基面上所有原子的磁矩都互相平行,並相對相鄰平面的磁矩有固定的角度。
這種奇特的反鐵磁性在溫度達到179 K(−94 °C)時再轉變為無序順磁態。
❺ 高效液相色譜法的原理
原理:
流動相和固定相都是液體。流動相與固定相之間應互不相溶(極性不同,避免固定液流失),有一個明顯的分界面。當試樣進入色譜柱,溶質在兩相間進行分配。達到平衡時,服從於高效液相色譜計算公式:
式中,cs—溶質在固定相中濃度;cm—溶質在流動相中的濃度; Vs—固定相的體積;Vm—流動相的體積。LLPC與GPC有相似之處,即分離的順序取決於K,K大的組分保留值大;但也有不同之處,GPC中,流動相對K影響不大,LLPC流動相對K影響較大。
補充:
高效液相色譜法又稱「高壓液相色譜」、「高速液相色譜」、「高分離度液相色譜」、「近代柱色譜」等。高效液相色譜是色譜法的一個重要分支,以液體為流動相,採用高壓輸液系統,將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動相泵入裝有固定相的色譜柱,在柱內各成分被分離後,進入檢測器進行檢測,從而實現對試樣的分析。該方法已成為化學、醫學、工業、農學、商檢和法檢等學科領域中重要的分離分析技術。
高效液相色譜按其固定相的性質可分為高效凝膠色譜、疏水性高效液相色譜、反相高效液相色譜、高效離子交換液相色譜、高效親和液相色譜以及高效聚焦液相色譜等類型。用不同類型的高效液相色譜分離或分析各種化合物的原理基本上與相對應的普通液相層析的原理相似。其不同之處是高效液相色譜靈敏、快速、解析度高、重復性好,且須在色譜儀中進行。
❻ 高效液相色譜法依據是什麼
高效液相色譜法是在經典色譜法的基礎上,引用了氣相色譜的理論,在技術上,流動相改為高壓輸送(最高輸送壓力可達4.9107Pa);色譜柱是以特殊的方法用小粒徑的填料填充而成,從而使柱效大大高於經典液相色譜(每米塔板數可達幾萬或幾十萬);同時柱後連有高靈敏度的檢測器,可對流出物進行連續檢測。
一、特點:
1.高壓:液相色譜法以液體為流動相(稱為載液),液體流經色譜柱,受到阻力較大,為了迅速地通過色譜柱,必須對載液施加高壓。一般可達150~350×105Pa。
2. 高速:流動相在柱內的流速較經典色譜快得多,一般可達1~10ml/min。高效液相色譜法所需的分析時間較之經典液相色譜法少得多,一般少於 1h 。
3. 高效:近來研究出許多新型固定相,使分離效率大大提高。
4.高靈敏度:高效液相色譜已廣泛採用高靈敏度的檢測器,進一步提高了分析的靈敏度。如熒光檢測器靈敏度可達10-11g。另外,用樣量小,一般幾個微升。
5. 適應范圍寬:氣相色譜法與高效液相色譜法的比較:氣相色譜法雖具有分離能力好,靈敏度高,分析速度快,操作方便等優點,但是受技術條件的限制,沸點太高的物質或熱穩定性差的物質都難於應用氣相色譜法進行分析。而高效液相色譜法,只要求試樣能製成溶液,而不需要氣化,因此不受試樣揮發性的限制。對於高沸點、熱穩定性差、相對分子量大(大於 400 以上)的有機物(這些物質幾乎佔有機物總數的 75% ~ 80% )原則上都可應用高效液相色譜法來進行分離、分析。 據統計,在已知化合物中,能用氣相色譜分析的約佔20%,而能用液相色譜分析的約佔70~80%。
二、性質及原理:高效液相色譜按其固定相的性質可分為高效凝膠色譜、疏水性高效液相色譜、反相高效液相色譜、高效離子交換液相色譜、高效親和液相色譜以及高效聚焦液相色譜等類型。用不同類型的高效液相色譜分離或分析各種化合物的原理基本上與相對應的普通液相層析的原理相似。其不同之處是高效液相色譜靈敏、快速、解析度高、重復性好,且須在色譜儀中進行。
高效液相色譜法的主要類型及其分離原理
根據分離機制的不同,高效液相色譜法可分為下述幾種主要類型:
1 .液 — 液分配色譜法(Liquid-liquid Partition Chromatography)及化學鍵合相色譜(Chemically Bonded Phase Chromatography) 流動相和固定相都是液體。流動相與固定相之間應互不相溶(極性不同,避免固定液流失),有一個明顯的分界面。當試樣進入色譜柱,溶質在兩相間進行分配。 LLPC與GPC有相似之處,即分離的順序取決於K,K大的組分保留值大;但也有不同之處,GPC中,流動相對K影響不大,LLPC流動相對K影響較大。
a. 正相液 — 液分配色譜法(Normal Phase liquid Chromatography): 流動相的極性小於固定液的極性。
b. 反相液 — 液分配色譜法(Reverse Phase liquid Chromatography): 流動相的極性大於固定液的極性。
c. 液 — 液分配色譜法的缺點:盡管流動相與固定相的極性要求完全不同,但固定液在流動相中仍有微量溶解;流動相通過色譜柱時的機械沖擊力,會造成固定液流失。上世紀70年代末發展的化學鍵合固定相(見後),可克服上述缺點。現在應用很廣泛(70~80%)。
2 .液 — 固色譜法
流動相為液體,固定相為吸附劑(如硅膠、氧化鋁等)。這是根據物質吸附作用的不同來進行分離的。其作用機制是:當試樣進入色譜柱時,溶質分子 (X) 和溶劑分子(S)對吸附劑表面活性中心發生競爭吸附(未進樣時,所有的吸附劑活性中心吸附的是S),可表示如下:
Xm + nSa ====== Xa + nSm
式中:Xm--流動相中的溶質分子;Sa--固定相中的溶劑分子;Xa--固定相中的溶質分子;Sm--流動相中的溶劑分子。
當吸附競爭反應達平衡時:
K=[Xa][Sm]/[Xm][Sa]
式中:K為吸附平衡常數。[討論:K越大,保留值越大。]
3 .離子交換色譜法(Ion-exchange Chromatography)
IEC是以離子交換劑作為固定相。IEC是基於離子交換樹脂上可電離的離子與流動相中具有相同電荷的溶質離子進行可逆交換,依據這些離子以交換劑具有不同的親和力而將它們分離。
以陰離子交換劑為例,其交換過程可表示如下:
X-(溶劑中) + (樹脂-R4N+Cl-)=== (樹脂-R4N+ X-) + Cl- (溶劑中)
當交換達平衡時:
KX=[-R4N+ X-][ Cl-]/[-R4N+Cl-][ X-]
分配系數為:
DX=[-R4N+ X-]/[X-]= KX [-R4N+Cl-]/[Cl-]
[討論:DX與保留值的關系]
凡是在溶劑中能夠電離的物質通常都可以用離子交換色譜法來進行分離。
❼ 高效液相色譜原理是什麼
高效液相色譜是色譜法的一個重要分支,以液體為流動相,採用高壓輸液系統,將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動相泵入裝有固定相的色譜柱,在柱內各成分被分離後,進入檢測器進行檢測,從而實現對試樣的分析。
❽ 污染物在地下水中的運移
污染物隨地下水在含水層中的運動與遷移是極其復雜的過程。人們通常運用地下水水動力彌散理論來闡述、解釋這些過程。彌散理論是研究多孔介質中溶質的運動、遷移規律,即各種溶質的濃度在多孔介質中時空變化規律。依據這一理論建立起來的數學模型,可以較好地定性或定量地預測含水層中污染物現在或將來的分布狀況。
5.4.1 水動力彌散理論基礎
在多孔介質中,當存在兩種或兩種以上可溶混的流體時,在流體運動作用下其間發生過渡帶,並使濃度趨於平均化,這種現象稱為多孔介質中的水動力彌散現象,簡稱彌散現象。形成彌散現象的作用,簡稱彌散作用。
我們用下面的簡單實驗來舉例說明彌散現象的存在。
取一圓筒,內裝均勻細砂,讓其飽水,並在筒中形成穩定流場。這時(t=0)在筒上端連續地注入濃度為c0的示蹤劑溶液(該示蹤劑不與筒中物質發生反應),並且保證在注入示蹤劑之前,筒中示蹤劑的濃度為零。整個裝置如圖5.3(a)所示。假設在圓筒砂柱末端測出的示蹤劑的濃度為ct,並用穿透曲線的形式來表示示蹤劑濃度ct與時間t之間的關系〔圖5.3(b)〕。如果沒有彌散作用,濃度曲線應該是圖5.3(b)中虛線所示。而實際上,由於存在彌散作用,濃度曲線卻顯示出如圖5.3(b)中實線所示。
圖5.3 室內彌散實驗簡圖
實際上,污染物在含水層中運移時,一般都會發生彌散現象。
造成彌散現象的原因可歸結為:水在介質中流動,介質孔隙系統的復雜微觀形狀、溶質濃度梯度引起的分子擴散、水性質的改變(如粘度、密度等)對速度分布(流速場)的影響。水中溶質與固相顆粒間的相互作用——吸附、沉澱、降解、離子交換、生物化學等過程。
彌散過程主要是分子擴散與機械彌散結合的結果,以下分別予以介紹。
5.4.1.1 分子擴散
分子擴散是物質在物理化學作用下,由濃度不一引起的物質運動現象,它是由不均一向均一發展的過程。不僅在液體靜止時有分子擴散,在運動狀態下同樣也有分子擴散,既有沿運動方向的縱向擴散,也有垂直運動方向的橫向擴散。也就是說,在多孔介質內的整個彌散過程中,始終存在著分子擴散作用。因此,地下水與污水在不發生相對流動時,污水中的污染物質亦會因為有分子擴散作用而進入地下水中。在靜止的流體中,溶質的分子擴散可以用菲克恩第一定律(Fickian law Ⅰ)來描述:
環境地質與工程
式中:φ——擴散通量,即單位時間和面積上溶質的質量流通量,其量綱為M·L-2·T-1;
D0——分子擴散系數,負值為彌散從高濃度區向低濃度區方向進行;
c——溶質的體積濃度;
dc/dx——在x方向上溶質的濃度梯度。
由於在多孔介質中,擴散作用進行得很慢,雖然污染地下水在含水岩層中的彌散,原則上可以由單純的分子擴散作用來實現,但這取決於污染物濃度梯度。如果濃度梯度不是很大,這種彌散實際上是非常緩慢的。
因此,人們多認為如果遷移的距離大於數米或要求預報的期限小於100~200a,則在計算預報污染物的分布時,可以不予考慮分子擴散作用。只有在研究這個過程的延續期很長(大於幾百年)時,或在沒有滲流的條件下研究很短距離的遷移時,或在研究放射性廢物的污染問題時,才應考慮分子擴散作用。
5.4.1.2 對流(擴散)
實際上,對流與彌散總是聯系在一起的,不可分割的,只是為了研究方便起見,我們才把它們區分開來。對流擴散是指污染物質點在含水層中以地下水平均實際流速(亦稱平均流速)傳播的現象,這個速度可以根據達西定律確定:
環境地質與工程
式中:ux——x方向上的地下水平均實際流速;
k——滲透系數;
n——有效孔隙率;
dh/dl——水力梯度。
5.4.1.3 機械彌散
當污染物質點在孔隙介質中運動時,由於流體粘滯性和固體顆粒的存在,使得流場中各點運動速度的大小和方向都不相同。這種速度矢量的非均一性非常明顯,以至於用平均流速矢量不能很好的描述溶質質點的真實運動狀況。也就是說,流場中有大量偏離平均流速的運動存在。結果,溶質的運移就自然而然地超出了我們用平均流速所預計的范圍,如圖5.4所示。這種流速矢量的非均一性主要與空隙介質特徵有關,可分為以下幾種情況:①由於流體粘滯性的存在,單個孔隙通道中靠近顆粒表面處的流速為零,而通道中心處流速最大,如圖5.5(a)所示;②孔徑大小不同的通道,其最大流速,平均流速各不相同,如圖5.5(b)所示;③流體在多孔介質中流動時,受到固體顆粒阻擋而發生繞行,流速有時也會出現其他方向上的分支和分流,流線相對於平均流動方向產生起伏和偏離,如圖5.5(c)所示。所有這些都使得溶質質點不僅在水流方向上傳播,而且也在垂直於水流方向上傳播。人們把這種溶質質點在微觀尺度上由於流速的變化而引起的相對於平均流速的離散運動,稱為機械彌散。
圖5.4 連續點源示蹤劑在均勻流中傳播
圖5.5 彌散的幾種情況
在非均質含水層中,由於滲流速度分布不均而引起的彌散現象稱為宏觀機械彌散,其機制原則上與機械彌散是一致的,仍然是以流速不均為主要原因,只不過所研究的單元更大而已。如在透水性不同的層狀含水層中,污染水便會沿透水性好的岩層呈舌狀侵入,延伸較遠。在隙寬不等的裂隙含水層中,污水在寬大的裂隙中運移得較快,可以達到很遠的距離。反之,在窄小的裂隙中,污水遷移得慢。
通常假設機械彌散是一個不可逆過程。為了運算上的方便,在數學上我們就可以用類似於費克恩定律的數學表達式來描述它。
環境地質與工程
式中:φ——彌散通量;
c——流場中溶質的體積濃度;
Dn——常數,稱為機械彌散系數,其量綱為[L2T-1],負號表示溶質向濃度低的方向傳播。
5.4.1.4 水動力彌散
水動力彌散是由於多孔介質的滲流場速度分布的不均一性和溶質濃度分布的不均一性而造成的溶質相對於平均流速擴散運移的現象。它是一個不可逆過程。
在水動力彌散作用下,污染物濃度隨距污染源的距離增大而減小,在地下水流動方向上縱向流速大於橫向流速,即縱向擴散要大於橫向擴散。
5.4.2 影響污染物在地下水中運移的其他因素
污染物質在地下水中呈兩種類型,反應型和不反應型。不反應型物質(如氯化物)不與地下水和含水層發生反應,其運移只是對流和水動力彌散綜合作用的結果;但對於反應型物質,則必須考慮它在含水層中將發生反應,諸如吸附-解吸、離子交換、沉澱-溶解、氧化-還原以及生物反應。
5.4.2.1 吸附作用
污染物在含水層中運移時,由於介質的吸附,使某些污染物數量減少。屬於這方面的作用主要有:
(1)機械過濾作用:由於介質孔隙大小不一,在小孔隙或「盲孔」中,地下水中的懸浮物、膠體物及乳狀物被機械過濾而截留,使水中這些物質的含量減少。
(2)物理吸附作用:在孔隙介質中,由於岩石顆粒具有表面能,可以吸附水中的陽離子,特別是高度分散的粘性土顆粒,表面能很大,可以吸附大量的離子。還會發生陽離子交換作用,使水中某些離子減少,而另一些離子增加。
(3)化學吸附作用:污水中的某些離子被介質吸附進入其結晶格架中,成為介質結晶格架的一部分,它不可能再返回溶液,從而水中這些離子濃度減小。
(4)生物吸收作用:微生物在地下水中運移情況,一方面取決於微生物在地下水中生存時間的長短,另一方面與岩石顆粒對其吸附性有關。由於岩石顆粒的表面能和靜電力可以吸附大量的微生物。因此,生物(尤其是細菌)在地下水運移過程中濃度迅速降低,其遷移的距離一般不超過數百米。
在對溶質運移進行數學描述時,常將各種吸附作用綜合在一起用一個系數來表示,把它與水動力彌散區分開來。
5.4.2.2 液體的密度和粘滯度的影響
圖5.6 層狀岩層中不同密度液體的傾斜分界面(ρ1>ρ2)
污水在岩層中運移時,彌散帶的形成主要是由於各種彌散作用所致,而彌散過渡帶的發展演化,還要受到液體密度和粘度的影響。
當污水密度與潔凈地下水不同時,在水平岩層的分界面處,由於重力的作用,會使鉛直的分界面逐漸發生傾斜,密度大的重的液體在斜面下方,較輕的則「浮」在斜面之上。當兩者密度差別較大時,重的液體在斜面之下,沿層底可以形成較長的指狀或舌狀侵入,如鹹水的侵入便是這種情況。許多研究者認為在層狀均質岩層中,兩種液體分界面在x軸上的投影長度Lp(圖5.6)與相對密度差、地層性質及滲透時間有關,可得出下列經驗關系式:
環境地質與工程
式中:———相對密度差,=(ρ1-ρ2)/ρ2;
ρ1,ρ2——含水層中推擠液體和被推擠液體的密度;
k,m,n——含水層的滲透系數,厚度和孔隙度;
φ——岩層的傾角;
t——推擠運移延續時間;
x——系數,一般為1.4~2.2。
如果時間較長,重的(礦化度高的)液體可以沿層底推進到很遠的距離。例如當k=20m/d,m=25m,n=0.1,ρ1=1.01g/cm3,ρ2=1.00g/cm3,取x=1.6,經過10a(t=3 650d)以後分界線的長度(實際上是指狀侵入的長度)可達600m左右。如果污水的礦化度不大,則兩者的密度差小,Δρ<0.001時,則分界面的長度不會太大,每年僅增加幾米。
密度差不僅影響分界面的形狀,而且對分界面的運動速度也有一定影響,可由下式表示:
環境地質與工程
式中:q——單寬流量,為定流量;其餘符號同前。
在水平岩層中,φ=0,sinφ=0,則Vρ=q/mn,這與均質液體活塞式推進的運動速度V相等;傾斜運動時,如果與sinφ的符號(正負號)相同,上式中第二項為負,則Vρ<V,反
之則Vρ>V;污水垂直向下運動時,如由貯污庫中的垂直滲漏,φ=π,sinφ=-1,則
環境地質與工程
這里的是由於密度不同而引起的附加滲透梯度Iρ=。因此,較重的污水位於淡地下水之上時,在水動力靜止的條件下(I=0,q=0),也會產生污染水的運移,即在重力效應的作用下具有速度
環境地質與工程
運用數據:K=20m/d,m=25m,n=0.1,=0.01來計算較重的污染水從水面沉入到含水層底所需的時間t:
環境地質與工程
由此可見,重的污染水下沉排擠淡水的速度是非常快的。
液體粘度對彌散的影響可以用粘度比M來評價,M=(μ1/μ2),其中μ1為推擠液體(污水)的粘度,μ2為被推擠液體(潔凈地下水)的粘度。許多實驗資料表明:當密度一定時,M愈大則彌散帶的長度愈小,液體的流速愈大,粘度的影響愈明顯。在純分子擴散中則無影響。當粘度隨水溫下降而增高時,彌散系數也隨之增大。
5.4.2.3 衰變與降解
當研究放射性污染物和有機物在地下水中的運移時,放射性物質的物理衰變和有機物的生物降解會導致它們在地下水中的濃度不斷降低,應當予以考慮。
放射性物質的濃度變化為:
環境地質與工程
式中:C0——初始濃度,量綱為ML-3;
Ct——在時間t時的濃度,量綱為ML-3;
λR——放射性物質的衰變常數,T-1;
t——時間,T。
上式也可以用來描述有機污染物的生物降解過程,但需用生物降解常數λc 取代λR。
5.4.3 溶質在地下水中運移的基本數學模型
描述溶質在地下水中運移的數學模型可以分為三類:確定性模型、隨機模型和「黑箱」模型。它們是與近代描述地下水運動的數學模型相對應的,但溶質的運移要比地下水的運動更為復雜。本節主要討論溶質運移的確定性模型。
考慮到溶質在運移過程中的對流作用和水動力彌散作用,再結合質量守恆定律,採用空間平均的方法我們就可以導出所謂的對流-彌散方程,它是描述溶質運移的基本數學模型。具體的推導過程如下。
圖5.7 微元體示意圖
在所研究的滲流場中任取一微小的質量均衡體(微元體)(如圖5.7),dt時間內微元體中溶質質量的變化是由三方面引起的。
5.4.3.1 水動力彌散作用
水動力彌散作用由機械彌散和分子擴散作用組成。設φ1為機械彌散通量,φ2為分子擴散通量,P為水動力彌散通量,C為滲流場中溶質的濃度,那麼:
環境地質與工程
式中:D=Dn+D0,D為水動力彌散系數,它是各向異性的,其為二階張量。
環境地質與工程
式(5-10)亦可表示為:
環境地質與工程
在x方向上由於彌散而引起微元體內溶質質量的變化為x斷面流進與x+Δx斷面流出的溶質質量之差M′x。即:
環境地質與工程
式(5-12)中:n為有效空隙度。
同理,在y和z方向上有:
環境地質與工程
在Δt時間內由於彌散,整個微元體中溶質質量的改變數為:
環境地質與工程
5.4.3.2 對流作用
令u代表地下水實際平均流速。在x方向上,由於水的平均整體運動而引起的微元體內溶質質量的變化M″x為:
環境地質與工程
所以對流作用所引起的微元體中溶質質量的變化M″為:
環境地質與工程
5.4.3.3 吸附作用及其他
假設由於化學反應(如吸附作用等)或其他原因,單位時間單位體積地下水中溶質質量的變化量為W,那麼Δt時間內微元體中由此而引起的溶質質量的變化量I為:
環境地質與工程
假設點(x,y,z)附近t時刻溶質濃度的變化率為,則在Δt時間內,微元體中溶質質量的變化量M為:
環境地質與工程
依質量守恆定律應有:
環境地質與工程
將以上各式同時代入(5-20)中即得:
環境地質與工程
假定彌散主方向與坐標軸一致,那麼:
環境地質與工程
將(5-22)代入(5-21)中有:
環境地質與工程
方程(5-23)就稱為對流-彌散方程(或水動力彌散方程)。
考慮密度變化,不考慮化學作用等因素的情況下,對流-彌散方程可以表示為:
環境地質與工程
式中:K=D/n,ρ為液體的密度,u為地下水的實際平均流速。
上述水動力彌散方程是定量描述溶質在地下水中運移的基本數學模型,它是一個二階非線性偏微分方程。其求解方法一般可分為解析解、半解析解和數值解法3種。且實際發生的地下水污染問題又是十分復雜的(如污染源有點源、線源、面源和多點源等);其注入方式有瞬時的,也有連續的;含水層環境也是多變的。對此已有頗多的有關論著作了較全面的精闢論述可供參考,由於篇幅所限,這里不再介紹。
❾ 高效液相色譜法的原理與適用范圍及采樣要求
高效液相色譜法是在經典色譜法的基礎上,引用了氣相色譜的理論,在技術上,流動相改為高壓輸送(最高輸送壓力可達4.9´107Pa);色譜柱是以特殊的方法用小粒徑的填料填充而成,從而使柱效大大高於經典液相色譜(每米塔板數可達幾萬或幾十萬);同時柱後連有高靈敏度的檢測器,可對流出物進行連續檢測。
特點
1.高壓:液相色譜法以液體為流動相(稱為載液),液體流經色譜柱,受到阻力較大,為了迅速地通過色譜柱,必須對載液施加高壓。一般可達150~350×105Pa。
2. 高速:流動相在柱內的流速較經典色譜快得多,一般可達1~10ml/min。高效液相色譜法所需的分析時間較之經典液相色譜法少得多,一般少於 1h 。
3. 高效:近來研究出許多新型固定相,使分離效率大大提高。
4.高靈敏度:高效液相色譜已廣泛採用高靈敏度的檢測器,進一步提高了分析的靈敏度。如熒光檢測器靈敏度可達10-11g。另外,用樣量小,一般幾個微升。
5.適應范圍寬:氣相色譜法與高效液相色譜法的比較:氣相色譜法雖具有分離能力好,靈敏度高,分析速度快,操作方便等優點,但是受技術條件的限制,沸點太高的物質或熱穩定性差的物質都難於應用氣相色譜法進行分析。而高效液相色譜法,只要求試樣能製成溶液,而不需要氣化,因此不受試樣揮發性的限制。對於高沸點、熱穩定性差、相對分子量大(大於 400 以上)的有機物(這些物質幾乎佔有機物總數的 75% ~ 80% )原則上都可應用高效液相色譜法來進行分離、分析。 據統計,在已知化合物中,能用氣相色譜分析的約佔20%,而能用液相色譜分析的約佔70~80%。
高效液相色譜按其固定相的性質可分為高效凝膠色譜、疏水性高效液相色譜、反相高效液相色譜、高效離子交換液相色譜、高效親和液相色譜以及高效聚焦液相色譜等類型。用不同類型的高效液相色譜分離或分析各種化合物的原理基本上與相對應的普通液相層析的原理相似。其不同之處是高效液相色譜靈敏、快速、解析度高、重復性好,且須在色譜儀中進行。
高效液相色譜法的主要類型及其分離原理
根據分離機制的不同,高效液相色譜法可分為下述幾種主要類型:
1 .液 — 液分配色譜法(Liquid-liquid Partition Chromatography)及化學鍵合相色譜(Chemically Bonded Phase Chromatography)
流動相和固定相都是液體。流動相與固定相之間應互不相溶(極性不同,避免固定液流失),有一個明顯的分界面。當試樣進入色譜柱,溶質在兩相間進行分配。達到平衡時,服從於下式:
式中,cs—溶質在固定相中濃度;cm--溶質在流動相中的濃度; Vs—固定相的體積;Vm—流動相的體積。LLPC與GPC有相似之處,即分離的順序取決於K,K大的組分保留值大;但也有不同之處,GPC中,流動相對K影響不大,LLPC流動相對K影響較大。
a. 正相液 — 液分配色譜法(Normal Phase liquid Chromatography): 流動相的極性小於固定液的極性。
b. 反相液 — 液分配色譜法(Reverse Phase liquid Chromatography): 流動相的極性大於固定液的極性。
c. 液 — 液分配色譜法的缺點:盡管流動相與固定相的極性要求完全不同,但固定液在流動相中仍有微量溶解;流動相通過色譜柱時的機械沖擊力,會造成固定液流失。上世紀70年代末發展的化學鍵合固定相(見後),可克服上述缺點。現在應用很廣泛(70~80%)。
2 .液 — 固色譜法
流動相為液體,固定相為吸附劑(如硅膠、氧化鋁等)。這是根據物質吸附作用的不同來進行分離的。其作用機制是:當試樣進入色譜柱時,溶質分子 (X) 和溶劑分子(S)對吸附劑表面活性中心發生競爭吸附(未進樣時,所有的吸附劑活性中心吸附的是S),可表示如下:
Xm + nSa ====== Xa + nSm
式中:Xm--流動相中的溶質分子;Sa--固定相中的溶劑分子;Xa--固定相中的溶質分子;Sm--流動相中的溶劑分子。
當吸附競爭反應達平衡時:
K=[Xa][Sm]/[Xm][Sa]
式中:K為吸附平衡常數。[討論:K越大,保留值越大。]
3 .離子交換色譜法(Ion-exchange Chromatography)
IEC是以離子交換劑作為固定相。IEC是基於離子交換樹脂上可電離的離子與流動相中具有相同電荷的溶質離子進行可逆交換,依據這些離子以交換劑具有不同的親和力而將它們分離。
以陰離子交換劑為例,其交換過程可表示如下:
X-(溶劑中) + (樹脂-R4N+Cl-)=== (樹脂-R4N+ X-) + Cl- (溶劑中)
當交換達平衡時:
KX=[-R4N+ X-][ Cl-]/[-R4N+Cl-][ X-]
分配系數為:
DX=[-R4N+ X-]/[X-]= KX [-R4N+Cl-]/[Cl-]
[討論:DX與保留值的關系]
凡是在溶劑中能夠電離的物質通常都可以用離子交換色譜法來進行分離。
4 .離子對色譜法(Ion Pair Chromatography)
離子對色譜法是將一種 ( 或多種 ) 與溶質分子電荷相反的離子 ( 稱為對離子或反離子 ) 加到流動相或固定相中,使其與溶質離子結合形成疏水型離子對化合物,從而控制溶質離子的保留行為。其原理可用下式表示:
X+水相 + Y-水相 === X+Y-有機相
式中:X+水相--流動相中待分離的有機離子(也可是陽離子);Y-水相--流動相中帶相反電荷的離子對(如氫氧化四丁基銨、氫氧化十六烷基三甲銨等);X+Y---形成的離子對化合物。
當達平衡時:
KXY = [X+Y-]有機相/[ X+]水相[Y-]水相
根據定義,分配系數為:
DX= [X+Y-]有機相/[ X+]水相= KXY [Y-]水相
[討論:DX與保留值的關系]
離子對色譜法(特別是反相)發解決了以往難以分離的混合物的分離問題,諸如酸、鹼和離子、非離子混合物,特別是一些生化試樣如核酸、核苷、生物鹼以及葯物等分離。
5 .離子色譜法(Ion Chromatography)
用離子交換樹脂為固定相,電解質溶液為流動相。以電導檢測器為通用檢測器,為消除流動相中強電解質背景離子對電導檢測器的干擾,設置了抑制柱。試樣組分在分離柱和抑制柱上的反應原理與離子交換色譜法相同。
以陰離子交換樹脂(R-OH)作固定相,分離陰離子(如Br-)為例。當待測陰離子Br-隨流動相(NaOH)進入色譜柱時,發生如下交換反應(洗脫反應為交換反應的逆過程):
抑制柱上發生的反應:
R-H+ + Na+OH- === R-Na+ + H2O
R-H+ + Na+Br- === R-Na+ + H+Br-
可見,通過抑制柱將洗脫液轉變成了電導值很小的水,消除了本底電導的影響;試樣陰離子Br-則被轉化成了相應的酸H+Br-,可用電導法靈敏的檢測。
離子色譜法是溶液中陰離子分析的最佳方法。也可用於陽離子分析。
6 .空間排阻色譜法(Steric Exclusion Chromatography)
空間排阻色譜法以凝膠 (gel) 為固定相。它類似於分子篩的作用,但凝膠的孔徑比分子篩要大得多,一般為數納米到數百納米。溶質在兩相之間不是靠其相互作用力的不同來進行分離,而是按分子大小進行分離。分離只與凝膠的孔徑分布和溶質的流動力學體積或分子大小有關。試樣進入色譜柱後,隨流動相在凝膠外部間隙以及孔穴旁流過。在試樣中一些太大的分子不能進入膠孔而受到排阻,因此就直接通過柱子,首先在色譜圖上出現,一些很小的分子可以進入所有膠孔並滲透到顆粒中,這些組分在柱上的保留值最大,在色譜圖上最後出現。
高效液相色譜儀主要有進樣系統、輸液系統、.分離系統、檢測系統和數據處理系統,下面將分別敘述其各自的組成與特點。
1.進樣系統
一般採用隔膜注射進樣器或高壓進樣間完成進樣操作,進樣量是恆定的。這對提高分析樣品的重復性是有益的。
2.輸液系統
該系統包括高壓泵、流動相貯存器和梯度儀三部分。高壓泵的一般壓強為l.47~4.4X107Pa,流速可調且穩定,當高壓流動相通過層析柱時,可降低樣品在柱中的擴散效應,可加快其在柱中的移動速度,這對提高解析度、回收樣品、保持樣品的生物活性等都是有利的。流動相貯存錯和梯度儀,可使流動相隨固定相和樣品的性質而改變,包括改變洗脫液的極性、離子強度、PH值,或改用競爭性抑制劑或變性劑等。這就可使各種物質(即使僅有一個基團的差別或是同分異構體)都能獲得有效分離。
3.分離系統
該系統包括色譜柱、連接管和恆溫器等。色譜柱一般長度為10~50cm(需要兩根連用時,可在二者之間加一連接管),內徑為2~5mm,由"優質不銹鋼或厚壁玻璃管或鈦合金等材料製成,住內裝有直徑為5~10μm粒度的固定相(由基質和固定液構成).固定相中的基質是由機械強度高的樹脂或硅膠構成,它們都有惰性(如硅膠表面的硅酸基因基本已除去)、多孔性(孔徑可達1000?)和比表面積大的特點,加之其表面經過機械塗漬(與氣相色譜中固定相的制備一樣),或者用化學法偶聯各種基因(如磷酸基、季胺基、羥甲基、苯基、氨基或各種長度碳鏈的烷基等)或配體的有機化合物。因此,這類固定相對結構不同的物質有良好的選擇性。例如,在多孔性硅膠表面偶聯豌豆凝集素(PSA)後,就可以把成纖維細胞中的一種糖蛋白分離出來。
另外,固定相基質粒小,柱床極易達到均勻、緻密狀態,極易降低渦流擴散效應。基質粒度小,微孔淺,樣品在微孔區內傳質短。這些對縮小譜帶寬度、提高解析度是有益的。根據柱效理論分析,基質粒度小,塔板理論數N就越大。這也進一步證明基質粒度小,會提高解析度的道理。
再者,高效液相色譜的恆溫器可使溫度從室溫調到60C,通過改善傳質速度,縮短分析時間,就可增加層析柱的效率。
4.檢測系統
高效液相色譜常用的檢測器有紫外檢測器、示差折光檢測器和熒光檢測器三種。
(1)紫外檢測器
該檢測器適用於對紫外光(或可見光)有吸收性能樣品的檢測。其特點:使用面廣(如蛋白質、核酸、氨基酸、核苷酸、多肽、激素等均可使用);靈敏度高(檢測下限為10-10g/ml);線性范圍寬;對溫度和流速變化不敏感;可檢測梯度溶液洗脫的樣品。
(2)示差折光檢測器
凡具有與流動相折光率不同的樣品組分,均可使用示差折光檢測器檢測。目前,糖類化合物的檢測大多使用此檢測系統。這一系統通用性強、操作簡單,但靈敏度低(檢測下限為10-7g/ml),流動相的變化會引起折光率的變化,因此,它既不適用於痕量分析,也不適用於梯度洗脫樣品的檢測。
(3)熒光檢測器
凡具有熒光的物質,在一定條件下,其發射光的熒光強度與物質的濃度成正比。因此,這一檢測器只適用於具有熒光的有機化合物(如多環芳烴、氨基酸、胺類、維生素和某些蛋白質等)的測定,其靈敏度很高(檢測下限為10-12~10-14g/ml),痕量分析和梯度洗脫作品的檢測均可採用。
(5)數據處理系統
該系統可對測試數據進行採集、貯存、顯示、列印和處理等操作,使樣品的分離、制備或鑒定工作能正確開展。
❿ 含鉀元素高對身體有害嗎
鉀K
氯化鈉、氯化鉀溶於水中產生鈉離子、鉀離子和氯離子,它們的重要作用是控制細胞、組織液和血液內的電解質平衡,這種平衡對保持體液的正常流通和控制體內的酸鹼平衡是必要的。氯是胃液中胃酸的成分,胃酸主要是鹽酸組成,所以氯是重要的生命必需元素。
盡管鉀在人體內占總礦物元素含量的5%,僅次於鈣和磷,但也許是因為食物中都含有充足的鉀而不易引起缺乏,以至於人們未能認識到鉀對於機體健康的重要性。人體內鉀70%存在於肌肉,10%在皮膚,其餘在紅細胞、骨髓和內臟中。
鉀的生理功能: 鉀作為人體的一種常量元素,在維持細胞內的滲透壓和維持體液酸鹼性平衡,維持機體神經組織、肌肉組織的正常生理功能以及在細胞內糖和蛋自質代謝等方面具有重要的意義,機體中大量的生物學過程都不同程度地受到血漿鉀的濃度影響。值得注意的是,鉀的大部分生理功能都是在與鈉離子的協同作用中表現出來的,因此,維持體內鉀、鈉離子的濃度平衡對生命活動是十分重要的。
鉀的供給量與來源: 一般成人每天攝取2g~2.5g的鉀是比較合適的。鉀廣泛存在於各種動植物食物中,肉類、蔬菜以及水果都是鉀的良好食物源,尤其是大豆、花生仁、蝦米中更含有豐富的鉀,馬鈴薯、香蕉、番茄、橙子以及肉類、魚類都含有較多的鉀。
在人體內鈉離子、鉀離子和氯離子三種離子都應保持平衡,任何一種離子不平衡,都會對身體產生影響。例如運動員在激烈的運動過程中大量出汗,汗水中除了水分外,還含有Na+、K+和Cl-等離子,因此,出汁太多,使體內Na+、K+和Cl-等離子濃度大為降低,促使肌肉和神經受到影響,導致運功員出現惡心、嘔吐,嚴重的出現衰竭和肌肉痙攣。所以運動員在比賽前後要注意補充鹽分,煉鋼工人或高溫工作者的飲料中要加入適量的食鹽。人體內缺鈉會感到頭暈、乏力,長期缺鈉易患心臟病,並可異致低鈉綜合症。但人體內鈉含量高了也會危害健康,科學界已基本認定食鹽過量與高血壓有一定的關系,有報道說,人體隨食鹽攝取量的增加,骨癌、食道癌、膀朧癌的發病率也增高。因此,對於高血壓患者,世界衛生組織建議的含鹽攝入標準是每天不超過6克。