離子色譜法測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定方法。本方法操作簡便、靈敏度高、檢出限低，可快速測定固定源廢氣中的硝酸霧，同時本方法采用創新的英藍超濾方式處理浸提液，大大減少了人力以及傳統處理方式所帶來的干擾。

關鍵詞：離子色譜法;硝酸霧;固定源廢氣

中圖分類號：X701 文獻標識碼：A 文章編號：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之一。硝酸是大氣中NO的主要最終產物，在研究NO的行為、歸屬和光化學煙霧時，硝酸霧是最重要的可測定物種之一[1]。當前的環境監測標準分析方法主要針對氮氧化物、硝酸霧還沒有現行有效的國標方法可以參照執行[2]。離子色譜法靈敏度高，分析速度快，能實現多種離子的同時分離，是一種有效的分離檢測方法。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分析法[3]。

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

1 實驗部分

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、MagIC Net 3.0工作站）;MSM自動再生抑制器;MCS二氧化碳抑制器;電導檢測器;瑞士萬通858 Professional sample Processor;英藍超濾單元;A SUPP 5-150陰離子色譜柱; A Supp 10 S-Guard/4.0保護柱;

KQ-250DE型數控超聲波清洗儀（江蘇昆山超聲波儀器廠）;

嶗應2050大氣顆粒物采樣器（青島嶗山應用技術研究所）;

3012H自動煙塵煙氣測試儀（青島嶗山應用技術研究所）;

市售47mm玻璃纖維濾膜和90mm玻璃纖維濾膜;

NO3-標準溶液（美國熱電）;

Na2CO3，NaHCO3（工作基準級，天津市光復精細化工研究所）;

電阻率為18.2 MΩ/cm的超純水。

1.2 實驗方法

1.2.1 濾膜的預處理

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，采樣結束后取回濾膜放入聚乙烯密封管中帶回實驗室。

1.2.2.2無組織廢氣

用經堿浸漬的90mm玻璃纖維濾膜采集無組織排放廢氣中的硝酸霧，采樣結束后取回濾膜放入聚乙烯密封管中帶回實驗室。

1.2.3 樣品的預處理

用適量實驗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超濾模塊，則應將浸出液吸入一次性注射器，經微孔濾膜過濾器濾至進樣瓶中待測，若配有英藍超濾模塊，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;進樣量：50μL;柱溫：25℃。

1.3 結果與討論

1.3.1 標準曲線

NO3-標準溶液濃度為100 mg/L，分別量取0.50 mL、1.00 mL、5.00 mL、10.00 mL、25.00 mL NO3-標準溶液置于5支50mL容量瓶中，用實驗用水定容，混勻。配制成濃度為1.00mg/L、2.00mg/L、10.0mg/L、20.0mg/L、50.0mg/L的標準系列。以NO3-溶液濃度為橫坐標，以峰面積為縱坐標，繪制標準曲線。測定結果見表1。所得離子色譜圖見圖1。NO3-出峰時間為11.4min。

1.3.2 檢出限

根據采樣體積，定容體積的浸出液濃度，按照HJ168-2010 《環境監測 分析方法標準制修訂技術導則》中檢出限的計算公式來計算本方法的檢出限，檢出限計算公式如下：

式中：MDL為方法檢出限;n為樣品的平行測定次數;t為自由度為n-1，置信度為99%時的t分布（單側）;S為n次平行測定的標準偏差[4]。

有組織廢氣：取7個經堿浸漬的47mm玻璃纖維濾膜，模擬固定源中硝酸霧實際樣品采樣過程，將濾膜帶到采樣現場，不連接采樣器，采樣結束后取回濾膜放入聚乙烯密封管中帶回實驗室進行實驗，采樣體積按400L計算;

無組織廢氣：取7個經堿浸漬的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驗室進行實驗;

經測定，有組織廢氣中硝酸霧測定檢出限為0.05 mg/m3，無組織廢氣測定檢出限為0.0003 mg/m3。

1.3.3 加標回收率和精密度

對空白堿浸漬的玻璃纖維濾膜進行加標，按樣品采集過程進行采樣， 每組實驗平行測定6次，計算相對標準偏差，表示此法精密度，同時計算回收率，回收率平均值和精密度測定結果見表2。

結果表明本方法測定固定源廢氣重現性好、回收率高、靈敏度高，符合固定源廢氣的檢測要求。

在待測離子出峰位置無明顯干擾峰，低濃度加標待測離子響應靈敏。加標前后離子色譜圖如圖2所示。

2 結論

本方法優化了采樣方式，采用固定源測試常用設備，依據常規離子色譜儀，結合最新的英藍超濾單元對固定源廢氣中的硝酸霧進行了測定，分析時間短，線性良好;浸提液可不經過過濾直接測試，免去了部分前處理過程以及由此而帶來的分析誤差;檢出限和加標回收率均滿足實際測定要求。此方法適合固定源廢氣中硝酸霧的測定。

參考文獻

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

[2]HJ479-2009，環境空氣 氮氧化物（一氧化氮和二氧化氮）的測定 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，環境監測 分析方法標準制修訂技術導則[S].

[5]姜成，崔艷.單標多點校正組合英藍超濾測定地表水中多種陰離子[J].中國環境管理干部學院學報，2012（6）：54-57.

收稿日期：2019-07-20

作者簡介：姜成（1985-），男，漢族，本科學歷，副高級工程師，研究方向為環境監測。