煙煤型城市大氣PM2.5中水溶性陰離子的測(cè)定及分析

黃剛，劉雪靜

(1.山東省棗莊市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，山東 棗莊 277100；2.棗莊學(xué)院 化學(xué)化工與材料科學(xué)學(xué)院，山東 棗莊 277160)

煙煤型城市大氣PM2.5中水溶性陰離子的測(cè)定及分析

黃剛1，劉雪靜2＊

(1.山東省棗莊市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，山東 棗莊 277100；2.棗莊學(xué)院 化學(xué)化工與材料科學(xué)學(xué)院，山東 棗莊 277160)

本文測(cè)定了煙煤型城市棗莊2013年春季五個(gè)觀測(cè)點(diǎn)PM2.5及四種水溶性陰離子濃度水平，并進(jìn)行了污染特征分析.

PM2.5；水溶性陰離子；分析①

0 引言

PM2.5是指空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于或等于2.5 μm的顆粒物，也稱(chēng)可入肺顆粒物，近年來(lái)， PM2.5已逐步成為空氣污染的主要特征.PM2.5主要由燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)、汽車(chē)尾氣排放的一次顆粒物和氣態(tài)的二氧化硫、氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)物等通過(guò)大氣化學(xué)反應(yīng)生成的二次顆粒物組成.除了本地污染排放因素影響外，PM2.5帶有明顯的區(qū)域特性.

1 材料與設(shè)備

1.1 主要儀器及試劑

(1)DIONEX ICS-1000型離子色譜儀，IonPacAS14陰離子分離柱，AG-18保護(hù)柱，陰離子抑制器，AS40自動(dòng)進(jìn)樣器，0.46μm微孔濾膜,容量10 mL聚乙烯塑料瓶，雙重純水蒸餾器,AP124CN電子分析天平(上海奧豪斯儀器有限公司).

(2)實(shí)驗(yàn)用水：二次水(電導(dǎo)率<1.0μs/cm).

(3)淋洗液：分別準(zhǔn)確稱(chēng)取無(wú)水碳酸鈉(優(yōu)級(jí)純)、碳酸氫鈉(優(yōu)級(jí)純)溶解于水中，配成c(Na2CO3)=0.0024 mol/L、c(NaHCO3)=0.0030 mol/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液；使用時(shí)各取200 ml上述碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液，混勻，用水稀釋至200 mL.

1.2 樣品的采集

PM2.5采樣設(shè)備為北京迪克機(jī)電技術(shù)有限公司生產(chǎn)RAAS四通道采樣器，采樣器設(shè)在辦公樓頂，采樣使用的是聚四氟乙烯膜.樣品采集點(diǎn)為棗莊市高新區(qū)、山亭區(qū)環(huán)保局、市中區(qū)政府、薛城區(qū)環(huán)保局、嶧城區(qū)環(huán)保局.于2013年1月1日至4月23日連續(xù)采集，每天24片濾膜.由于微孔濾膜氣阻力很大,采樣流量控制在16.7 L/min,并詳細(xì)記錄采樣時(shí)的氣溫和氣壓.環(huán)境空氣由采樣泵經(jīng)切割器吸入采樣管，經(jīng)過(guò)濾膜后排出.利用β射線(xiàn)衰減量測(cè)得PM2.5質(zhì)量，顆粒物沉淀在采樣濾膜上，當(dāng)β射線(xiàn)通過(guò)沉積著顆粒物的濾膜時(shí)，β射線(xiàn)能量衰減，通過(guò)對(duì)衰減量的測(cè)定計(jì)算出顆粒物的濃度.

采樣泵流量為16.7 L/min，每個(gè)采集點(diǎn)采集50 min.儀器在采樣結(jié)束后測(cè)量得到采樣時(shí)段的PM2.5平均質(zhì)量濃度.每1小時(shí)就要使用一段濾膜，一般環(huán)境條件下一卷濾膜使用約兩個(gè)月.

1.3 PM2.5水溶性陰離子的提取

分別取上述5個(gè)采樣點(diǎn)24 h的PM2.5濾膜，將濾膜剪碎后放入15mL離心管內(nèi)，加入10 mL超純水，旋緊管蓋，置于試管架上，再放入SHA-C水浴恒溫振蕩器內(nèi)，以120r·min振蕩120 min；定容至250 ml容量瓶中.將容量瓶中的溶液經(jīng)0.46μm微孔濾膜過(guò)濾，24 h內(nèi)測(cè)定，用10 mL自動(dòng)進(jìn)樣管內(nèi)進(jìn)樣.空白濾膜按相同步驟處理.

1.4離子色譜檢測(cè)條件

離子色譜儀的檢測(cè)條件：流動(dòng)相為碳酸鈉-碳酸氫鈉淋洗液，c(NaHCO3-Na2CO3)=3.0 mmol/L-2.4 mmol/L；淋洗液流量：3 ml/min；進(jìn)樣體積:25 L；記錄儀紙速：4 mm/min；柱溫：(不低于18℃)±0.5℃，相對(duì)濕度為5%,色譜柱使用的壓力由氮?dú)馓峁?，壓力?690kpa，總電導(dǎo)率范圍60-63μs.此條件可使待測(cè)離子在12 min內(nèi)完全分離.

2 結(jié)果與討論

表2 PM2.5中水溶性陰離子和相關(guān)氣體的濃度水平(μg/m3)

Cl-是海鹽顆粒物的主要成分，也會(huì)在燃煤過(guò)程中釋放出來(lái).棗莊是內(nèi)陸城市，遠(yuǎn)離海洋，所以 Cl-可能主要來(lái)自燃煤.

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TheDeterminationandAnalysisofWater-solubleIonicSpeciesofPM2.5inCoal-basedCity

HUANG Gang1,LIU Xue-jing2

(1.Zaozhuang Environmental Monitoring Station，Zaozhuang277100，China;2. Departement of ChemsityChemical Engineering and Material Science，University of Zaozhuang, Zaozhuang277160，China)

Abstrct: This thesis determains the concentration level of water-soluble ionic species of PM2.5 in Zaozhuang, which is a coal-based city, at 5 observation points in spring by applying Ion Chromatography (IC). And pollution characteristics are also analyzed at the same time.

PM2.5; water-soluble ionic species; ion chromatography

O659.21

A

1004-7077(2013)05-0025-04

2013-09-06

黃剛(1973-)，男，山東棗莊人，山東省棗莊市環(huán)境監(jiān)測(cè)站高級(jí)工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方面的研究.劉雪靜(1962-)，女，山東棗莊人，棗莊學(xué)院化學(xué)化工與材料科學(xué)學(xué)院教授，主要從事煤化工方面的研究.

閆昕]