離子色譜法測(cè)定固定源廢氣中硝酸霧

姜成 張蕾 于永斌

摘要：本文建立了用堿浸漬的玻璃纖維濾膜采集固定源廢氣中硝酸霧，超聲波浸提，離子色譜分析提取液中硝酸根的硝酸霧測(cè)定方法。本方法操作簡(jiǎn)便、靈敏度高、檢出限低，可快速測(cè)定固定源廢氣中的硝酸霧，同時(shí)本方法采用創(chuàng)新的英藍(lán)超濾方式處理浸提液，大大減少了人力以及傳統(tǒng)處理方式所帶來的干擾。

關(guān)鍵詞：離子色譜法;硝酸霧;固定源廢氣

中圖分類號(hào)：X701 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）10-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.10.049

Abstract：The method for determination of nitric acid fog was estabished.The nitric acid fog from stationary source emission was collected using alkali impregnated glass fiber filter，and then soluble the substance in water with ultrasound，the content of nitrate was determined ?by ion chromatography.The method is simple to operate， high sensitivity and low detection limit， and can quickly determine the nitrate mist from the stationary source emission. At the same time， this method uses inline ultrafiltration method to treat the leachate， which greatly reduces the disturbance caused by manpower and traditional treatment methods.

Key words：Ion chromatography;Nitric acid fog;Stationary source emission

硝酸是酸雨的主要致酸物質(zhì)之一。硝酸是大氣中NO的主要最終產(chǎn)物，在研究NO的行為、歸屬和光化學(xué)煙霧時(shí)，硝酸霧是最重要的可測(cè)定物種之一[1]。當(dāng)前的環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)分析方法主要針對(duì)氮氧化物、硝酸霧還沒有現(xiàn)行有效的國(guó)標(biāo)方法可以參照?qǐng)?zhí)行[2]。離子色譜法靈敏度高，分析速度快，能實(shí)現(xiàn)多種離子的同時(shí)分離，是一種有效的分離檢測(cè)方法。水中常見陽離子和陰離子的分析中，離子色譜法取代了大部分的濕法化學(xué)分析法[3]。

本實(shí)驗(yàn)利用經(jīng)堿浸漬的濾膜采集固定源廢氣，將硝酸霧攔截在濾膜上，采集后的濾膜經(jīng)超聲波浸提，再用離子色譜測(cè)定浸提液中硝酸根的方法來測(cè)定固定源廢氣中的硝酸霧。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

離子色譜：瑞士萬通850 Professional IC離子色譜儀（配50μL定量環(huán)、MagIC Net 3.0工作站）;MSM自動(dòng)再生抑制器;MCS二氧化碳抑制器;電導(dǎo)檢測(cè)器;瑞士萬通858 Professional sample Processor;英藍(lán)超濾單元;A SUPP 5-150陰離子色譜柱; A Supp 10 S-Guard/4.0保護(hù)柱;

KQ-250DE型數(shù)控超聲波清洗儀（江蘇昆山超聲波儀器廠）;

嶗應(yīng)2050大氣顆粒物采樣器（青島嶗山應(yīng)用技術(shù)研究所）;

3012H自動(dòng)煙塵煙氣測(cè)試儀（青島嶗山應(yīng)用技術(shù)研究所）;

市售47mm玻璃纖維濾膜和90mm玻璃纖維濾膜;

NO3-標(biāo)準(zhǔn)溶液（美國(guó)熱電）;

Na2CO3，NaHCO3（工作基準(zhǔn)級(jí)，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所）;

電阻率為18.2 MΩ/cm的超純水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 濾膜的預(yù)處理

將47mm玻璃纖維濾膜和90mm玻璃纖維濾膜放入1.0 moL/LNa2CO3溶液中浸濕，于35℃烘干，裝入密封袋，置于干燥器中備用。

1.2.2 樣品的采集

1.2.2.1固定源廢氣

用經(jīng)堿浸漬的47mm玻璃纖維濾膜采集固定源有組織排放廢氣中的硝酸霧，采樣結(jié)束后取回濾膜放入聚乙烯密封管中帶回實(shí)驗(yàn)室。

1.2.2.2無組織廢氣

用經(jīng)堿浸漬的90mm玻璃纖維濾膜采集無組織排放廢氣中的硝酸霧，采樣結(jié)束后取回濾膜放入聚乙烯密封管中帶回實(shí)驗(yàn)室。

1.2.3 樣品的預(yù)處理

用適量實(shí)驗(yàn)用水浸泡裝有濾膜的聚乙烯密封管，保證濾膜被浸沒，旋緊旋蓋，放入超聲波清洗器中，超聲60min后取出，冷卻混勻后，定容至50mL刻線。若離子色譜儀不具有英藍(lán)超濾模塊，則應(yīng)將浸出液吸入一次性注射器，經(jīng)微孔濾膜過濾器濾至進(jìn)樣瓶中待測(cè)，若配有英藍(lán)超濾模塊，則此步驟省略。

1.2.4 色譜條件

淋洗液濃度：3.6mmoL Na2CO3+1.0mmoL NaHCO3;淋洗液流速：0.7mL/min;進(jìn)樣量：50μL;柱溫：25℃。

1.3 結(jié)果與討論

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

NO3-標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為100 mg/L，分別量取0.50 mL、1.00 mL、5.00 mL、10.00 mL、25.00 mL NO3-標(biāo)準(zhǔn)溶液置于5支50mL容量瓶中，用實(shí)驗(yàn)用水定容，混勻。配制成濃度為1.00mg/L、2.00mg/L、10.0mg/L、20.0mg/L、50.0mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列。以NO3-溶液濃度為橫坐標(biāo)，以峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。測(cè)定結(jié)果見表1。所得離子色譜圖見圖1。NO3-出峰時(shí)間為11.4min。

1.3.2 檢出限

根據(jù)采樣體積，定容體積的浸出液濃度，按照HJ168-2010 《環(huán)境監(jiān)測(cè) 分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》中檢出限的計(jì)算公式來計(jì)算本方法的檢出限，檢出限計(jì)算公式如下：

式中：MDL為方法檢出限;n為樣品的平行測(cè)定次數(shù);t為自由度為n-1，置信度為99%時(shí)的t分布（單側(cè)）;S為n次平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差[4]。

有組織廢氣：取7個(gè)經(jīng)堿浸漬的47mm玻璃纖維濾膜，模擬固定源中硝酸霧實(shí)際樣品采樣過程，將濾膜帶到采樣現(xiàn)場(chǎng)，不連接采樣器，采樣結(jié)束后取回濾膜放入聚乙烯密封管中帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，采樣體積按400L計(jì)算;

無組織廢氣：取7個(gè)經(jīng)堿浸漬的90mm玻璃纖維濾膜，模擬無組織廢氣采樣，采樣流量為100L/min，采集60min，采樣體積為6m3，采集后濾膜放入聚乙烯密封管中帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn);

經(jīng)測(cè)定，有組織廢氣中硝酸霧測(cè)定檢出限為0.05 mg/m3，無組織廢氣測(cè)定檢出限為0.0003 mg/m3。

1.3.3 加標(biāo)回收率和精密度

對(duì)空白堿浸漬的玻璃纖維濾膜進(jìn)行加標(biāo)，按樣品采集過程進(jìn)行采樣， 每組實(shí)驗(yàn)平行測(cè)定6次，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，表示此法精密度，同時(shí)計(jì)算回收率，回收率平均值和精密度測(cè)定結(jié)果見表2。

結(jié)果表明本方法測(cè)定固定源廢氣重現(xiàn)性好、回收率高、靈敏度高，符合固定源廢氣的檢測(cè)要求。

在待測(cè)離子出峰位置無明顯干擾峰，低濃度加標(biāo)待測(cè)離子響應(yīng)靈敏。加標(biāo)前后離子色譜圖如圖2所示。

2 結(jié)論

本方法優(yōu)化了采樣方式，采用固定源測(cè)試常用設(shè)備，依據(jù)常規(guī)離子色譜儀，結(jié)合最新的英藍(lán)超濾單元對(duì)固定源廢氣中的硝酸霧進(jìn)行了測(cè)定，分析時(shí)間短，線性良好;浸提液可不經(jīng)過過濾直接測(cè)試，免去了部分前處理過程以及由此而帶來的分析誤差;檢出限和加標(biāo)回收率均滿足實(shí)際測(cè)定要求。此方法適合固定源廢氣中硝酸霧的測(cè)定。

參考文獻(xiàn)

[1]沈濟(jì)，趙倩雪.大氣中硝酸霧和顆粒物硝酸鹽的測(cè)定[J].環(huán)境化學(xué)，1997，5（16）：449-455.

[2]HJ479-2009，環(huán)境空氣 氮氧化物（一氧化氮和二氧化氮）的測(cè)定 鹽酸萘乙二胺分光光度法[S].

[3] RajmundMichalski ，Ion Chromatography as a ReferenceMethod for Determination of Inorganic Ions in Water andWastewater[J].Analytical Chemistry ，2006，36（2）：107-127.

[4]HJ168-2010，環(huán)境監(jiān)測(cè) 分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則[S].

[5]姜成，崔艷.單標(biāo)多點(diǎn)校正組合英藍(lán)超濾測(cè)定地表水中多種陰離子[J].中國(guó)環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（6）：54-57.

收稿日期：2019-07-20

作者簡(jiǎn)介：姜成（1985-），男，漢族，本科學(xué)歷，副高級(jí)工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。