離子色譜法測定大氣降水中陰、陽離子的研究

劉曉蓉

（重慶市江津區(qū)環(huán)境監(jiān)測分中心重慶402260）

離子色譜法測定大氣降水中陰、陽離子的研究

劉曉蓉

（重慶市江津區(qū)環(huán)境監(jiān)測分中心重慶402260）

大氣降水中的主要水溶性離子有陽離子Mg2+、Ca2+、K+、Na+、NH4+，陰離子F-、Cl-、SO42-、NO3-，不同地區(qū)大氣降水中的陰、陽離子濃度有所差異，測定分析大氣降水中的離子組分對了解該地區(qū)的空氣污染情況和環(huán)境生態(tài)狀況具有重要作用，由此可以了解該地區(qū)的工業(yè)發(fā)展、城市建設、能源消耗等人為活動對環(huán)境污染的影響程度。離子色譜法具有選擇性好、快速靈敏、同時測定多組分的優(yōu)點，對大氣降水中陰、陽離子的分離測定更具有適應性，為此本文將就離子色譜法測定大氣降水中陰、陽離子的問題展開研究。

離子色譜法；大氣降水；陰離子；陽離子

離子的分析方法較多，如用于陽離子的色譜法、毛細管電泳、原子吸收分光光度計法、離子選擇電極法、酶動力學法、核磁共振FAAS法等，用于陰離子分析的容量分析法、光度分析法和重量分析法等，但這些方法在實現(xiàn)多種離子的同時分析上都具有潛在缺陷（如原子吸收分光光度計法每次只能測定一個元素，測定其他元素需要更換相應的空心陰極燈，方法比較復雜且成本較高），為此近年來越來越多的研究者使用離子色譜法來同時測定大氣降水中的陰、陽離子。

1　樣品的處理與分析

1.1樣品的處理

降水對大氣具有沖刷作用，因此采集到的大氣降水中含有灰塵、微生物和顆粒物，這些顆粒中的Mg2+、Ca2+等離子的溶解作用會影響大氣降水中陰、陽離子的測定結(jié)果。為此，樣品應在大氣降水結(jié)束后1h內(nèi)采集，采集的樣品用0.45μm微孔有機濾膜過濾，將過濾后的樣品放入干凈的50mL聚乙烯塑料瓶中，然后于冰箱中4℃保存（處理后的樣品需要在一個月內(nèi)完成離子組分的分析）。

1.2樣品的分析

降水中的陰、陽離子使用美國戴安公司生產(chǎn)的ICS-1000睿智型離子色譜進行分析，色譜儀由分離柱（陽離子IonPacRSCS-1，陰離子IonPacRAS9-HC）、保護柱（陽離子IonPacRSCG-1，陰離子IonPacRAG9-HC）、MMSIII型抑制器和電導檢測器組成。

1.2.1陽離子的分析

1.2.2陰離子的分析

1.3平均離子濃度的計算

為了消除降雨量和不同電荷對離子濃度的影響，所有離子濃度的單位應由mg/L換算為ueq/L，大氣降水離子平均濃度采用雨量加權(quán)均值方法計算，即：

上式中，Ci為第i種離子的濃度；ei為第i種離子所帶的電荷；Mi為第i種離子的摩爾質(zhì)量；Cˉi為第i種離子的雨量加權(quán)平均濃度ueq/L；Cij為第j次降水中第i種離子的濃度（ueq/L）；Qj為第j次降水的降水量（mm）。

2　結(jié)果與討論

2.1質(zhì)量保證與質(zhì)量控制（QA/QC)

采樣過程中的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制是確保樣品分析結(jié)果準確可靠的重要前提，為此在樣品采集過程中采取了如下措施：（1）隨時關(guān)注天氣預報，在可能降雨前打開采樣器，用去離子水清洗采樣桶表面的灰塵（隨著工業(yè)化進程的不斷加快，我國很多地區(qū)的顆粒物污染日益嚴重，即使在采樣器蓋板關(guān)閉的情況下也無法有效保持采樣桶表面干凈，因此需要用去離子水進行清洗）。（2）采樣和儲存樣品的聚乙烯瓶，需要用自來水和Millipore18.2MΩ去離子水依次清洗3～5遍，然后放入通風櫥晾干備用。（3）進行空白試驗，沒有降水時，用去離子水模擬降水采樣，并測定空白樣品的離子濃度，如樣品離子濃度顯著高于去離子水，則需重復清洗采樣器。（4）降雨結(jié)束后1h內(nèi)把樣品取回實驗室進行預處理，然后密封冷藏保存。

2.2江津駱萊山10月酸雨監(jiān)測

表1　江津駱萊山10月酸雨中陰、陽離子的濃度單位：mg/L

3　結(jié)語

隨著環(huán)境科學研究的逐漸深入，環(huán)境樣品的分析測試內(nèi)容不斷的增加，同時對環(huán)境監(jiān)測分析技術(shù)的要求也就越來越高。由于大氣降水中的離子種類繁多，常用的化學分析方法很難快速、準確的得出結(jié)果，因此需要建立快速、準確、靈敏度高的分析監(jiān)測技術(shù)——離子色譜法（IC）。

現(xiàn)階段，針對離子色譜的分析方法雖然有了一定的發(fā)展，但國內(nèi)外運用離子色譜法同時快速測定大氣降水中陰、陽離子的文獻還很少。本實驗對大氣降水中的5種陽離子、4種陰離子在一定時間內(nèi)分別進行了測定，以探討最佳的分離方法，并為進一步研究大氣降水中水溶性離子的特征、來源和傳輸?shù)於嘶A。

[1]楊懷金,楊德容,楊松,等．離子色譜法同時測定大氣降水中的5種陰離子[J]．化學分析計量,2014,23(1).

[2]尹燕敏,沈穎青,朱月芳,孫欣陽,秦宏兵.雙通道毛細管離子色譜法同時測定降水中陰、陽離子[J].化學分析計量,2014(S1).

[3]韋進進,劉維明.梯度洗脫離子色譜法同時測定降水中9種有機及無機陰離子環(huán)境科學導刊,2013,32(4).