離子色譜法測(cè)定大氣降水中陰、陽離子的探討

陳靜三亞市環(huán)境監(jiān)測(cè)站

離子色譜法測(cè)定大氣降水中陰、陽離子的探討

陳靜
三亞市環(huán)境監(jiān)測(cè)站

隨著全球各地區(qū)污染面積的日益嚴(yán)重，社會(huì)對(duì)于大氣降水中的離子情況進(jìn)行了廣泛的關(guān)注，目前的大氣降水中存在著很多種類的水溶性陰離子和陽離子，陰陽離子含量的數(shù)據(jù)可以明確的反應(yīng)出該地區(qū)出現(xiàn)大的空氣污染情況，同時(shí)也為了解測(cè)量數(shù)據(jù)的城市建設(shè)、工業(yè)發(fā)展、能源消耗以及人們的交通情況奠定良好的基礎(chǔ)。文章將會(huì)使用離子色譜法對(duì)大氣降水中含有的陰陽離子進(jìn)行測(cè)定，對(duì)離子色譜法在該領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展提供理論依據(jù)。

離子色譜法；大氣降水；陰陽離子測(cè)定

分析離子的方式有很多，例如分析陽離子所使用的毛細(xì)管電泳法、電極離子選擇法、原子吸收分光光度計(jì)法，核磁共振法等，分析陰離子使用的廣度分析法、容量分析法、重量分析法等。但是以上列舉的方式都存在這一定的缺陷，例如分光光度計(jì)法在一次操作的過程中分析一種元素，若是想要再繼續(xù)測(cè)其他種類的元素就必須更換對(duì)應(yīng)的陰極燈，不論是從方式還是成本上來講都比較高，其他種類的離子分析方式也有著相似的缺陷，因此目前很多研究部門都開始使用較為節(jié)省成本和操作簡(jiǎn)單的離子色譜法開展相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和工作，文章也會(huì)使用該方式對(duì)大氣降水中的陰陽離子進(jìn)行分析和研究。

1 樣品處理

由于降水的過程對(duì)于大氣的內(nèi)容物有著一定的沖刷影響，采集到的大氣降水樣本就會(huì)含有一部分的微生物以及顆粒物，這些雜質(zhì)中溶解的金屬離子會(huì)影響到大氣降水中陰陽離子的測(cè)定結(jié)果，因此需要研究人員原則上逢雨必采，當(dāng)連續(xù)數(shù)天降雨可每隔24小時(shí)收集一次樣品。為降低其他因素的影響，還應(yīng)該使用0.45微米的有機(jī)微孔濾膜進(jìn)行過濾，將處理后的樣本放置在干凈的聚乙烯實(shí)驗(yàn)用塑料瓶中，然后將裝有樣本的小瓶放在4℃的恒溫冰箱中進(jìn)行保存。為保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)小組需要盡快完成樣本的使用過程，以免由于微生物的生長(zhǎng)導(dǎo)致研究結(jié)果失控。

2 樣品的分析

本次實(shí)驗(yàn)使用的色譜儀器是由美國(guó)生產(chǎn)的睿智型設(shè)備，該型號(hào)的離子色譜儀是由陰陽離子分離柱、陰陽離子保護(hù)柱、離子電導(dǎo)檢測(cè)器以及對(duì)應(yīng)的抑制器組成。

2.1 陽離子分析探討

大氣降水中的陽離子檢測(cè)項(xiàng)目有鈣離子、鎂離子、鉀離子、鈉離子、銨離子等，使用睿智型號(hào)離子色譜儀的保護(hù)柱，淋洗液則是使用甲烷磺酸，淋洗液的流速保持在每分鐘一毫升的狀態(tài)，使用的再生液為去離子水，利用水解的方式產(chǎn)生氫離子，進(jìn)行自動(dòng)再生過程，進(jìn)樣量為25微升。

2.2 陰離子分析探究

大氣降水中的陰離子檢測(cè)項(xiàng)目有氟離子、氯離子、硫酸根、硝酸根等，用睿智型號(hào)離子色譜儀的保護(hù)柱，淋洗液使用氫氧化鉀溶液，淋洗液的流速保持在每分鐘一毫升的狀態(tài)，使用的再生液為超純凈水，抑制器使用自身循環(huán)的模式，流速也保持在每分鐘一毫升，再生液為硫酸溶液，進(jìn)樣量為25微升。

2.3 離子濃度計(jì)算探究

為了讓陰陽離子數(shù)據(jù)不被大氣降雨量的不同所影響，分析過程中的離子單位應(yīng)將傳統(tǒng)計(jì)算單位置換為ueq/L，大氣降水中的離子濃度使用降水量加權(quán)后計(jì)算均值的方式獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

公式為：

公式中的Ci表示的是第i中離子的測(cè)試濃度，ei為該離子所帶電荷的數(shù)量，Mi為該離子的實(shí)際摩爾質(zhì)量，在計(jì)算的過程中該離子的雨量加權(quán)計(jì)算后的平均濃度單位為ueq/L，Qj為第j次的降水量。

3 結(jié)論和分析

質(zhì)量控制。采樣過程中樣本的質(zhì)量控制工作的保障，是該實(shí)驗(yàn)得出正確結(jié)論的基礎(chǔ)，因此實(shí)驗(yàn)人員可以采用幾種方式為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的完善做出鋪墊。首先，采樣器使用前需用10%鹽酸或硝酸溶液浸泡清洗，用自來水洗至中性，再用去離子水沖洗多次，采樣容器每次使用后必須沖洗干凈晾干、加蓋保存。目前我國(guó)的大氣環(huán)境欠佳，因此需要及時(shí)清洗采樣設(shè)備，以免采集到的雨水樣本被空氣中的顆粒物所污染。其次，要將實(shí)驗(yàn)中盛裝樣本的聚乙烯實(shí)驗(yàn)瓶進(jìn)行去離子水的多次清洗，清洗之后也不能將之隨意的暴露在空氣中，需要放置在清理過的通風(fēng)櫥進(jìn)行晾干。再次，分析人員一定要準(zhǔn)備好空白試驗(yàn)的樣本的操作設(shè)備，在還沒有發(fā)生大氣降水的時(shí)候，使用適當(dāng)數(shù)量的去離子水模擬降水后采樣的流程，若是使用去離子水作為樣本之后還會(huì)出現(xiàn)一定的離子濃度，就是說明采樣的容器或者是樣本接觸過的設(shè)備還有沒清洗完善的地方，需要分析人員再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)裝置的清洗工作。最后，樣本的采集工作一定要及時(shí)采集，對(duì)樣品進(jìn)行編號(hào)和記錄，樣品記錄表應(yīng)連同樣品一起帶回實(shí)驗(yàn)室，樣品做好預(yù)處理之后密封，放置在恒溫冰箱中進(jìn)行保存。

結(jié)束語

綜上所述，環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究深入會(huì)讓環(huán)境樣本的分析手段不斷的創(chuàng)新和改革，而且環(huán)境監(jiān)測(cè)部門也會(huì)制定出更高的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)為生態(tài)環(huán)境政策奠定基礎(chǔ)。目前我國(guó)針對(duì)離子色譜技術(shù)的研究有了一定的進(jìn)展，但是由該技術(shù)進(jìn)行大氣降水中陰陽離子測(cè)定的文獻(xiàn)還很少，文章對(duì)大氣中的幾種陰陽離子進(jìn)行了測(cè)定和分析，為進(jìn)一步的研究探討大氣降水中的離子特征以及來源做出了鋪墊。

[1]尹燕敏,沈穎青,朱月芳,孫欣陽,秦宏兵.雙通道毛細(xì)管離子色譜法同時(shí)測(cè)定降水中陰、陽離子[J].化學(xué)分析計(jì)量,2014,（S1）：16-18.

[2]趙忠瓊,梁隆,陳媛媛.離子色譜法測(cè)定高熱值混合糖電解質(zhì)注射液中陰陽離子的含量[J].藥物分析雜志,2012,（11）：1991-1996.

[3]呂立群.離子色譜法測(cè)定大氣降水中的氟離子、乙酸、甲酸、氯離子、硝酸根和硫酸根離子[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè),2011,（05）：21-23.