离子色谱法测定环境空气颗粒物中水溶性阴离子

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缘乞科枚

Journal of Green Science and Technology2021年3月第23卷第6期

离子色谱法测定环境空气颗粒物中水溶性阴离子

罗鑫1,董黎静1,刘明元2

(1.江苏省常州环境监测中心,江苏 常州213000;2,江苏龙环环境科技有限公司,江苏 常州213000)

摘要:通过测试全程序空白、标准回归曲线、检出限等对离子色谱法测定环境空气颗粒物中F~、C「、NCV、 Br-、NO丁、PO「、SO厂7种水溶性阴离子进行了方法验证。结果表明:一定浓度范围内的线性回归较理

想,准确度和精密度较好。滤膜样品采样体积以60 m%标准状态)计,检出限为0.009〜0.029 Mg/m3 ,降尘

样品取样量以0. 1000 g计,检出限为0.006〜0.018 mg/g,均能满足标准的要求。采用该方法测定了常州

市某些点位的环境空气颗粒物及降尘中7种阴离子浓度,也有较好的适用性。

关键词:离子色谱法;颗粒物;水溶性阴离子

中图分类号:X501 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2021)06-0132-03

1引言

大气颗粒物在对流层大气中至关重要,其浓度水平

达到一定程度时会对环境空气形成污染,对人体健康、

空气质量和气候变化均会产生重要影响,对大气颗粒物

质量浓度及其化学组分的研究一直是人们关注的热

点山。大气颗粒物的组成十分复杂,其中与人类活动密

切相关的成分主要包括离子成分、痕量元素和有机成

分。水溶性离子是大气颗粒物的重要组分,其中的

sor ,Nor ,nh+主要是由sc)2、no*、nh3等气体污

染物经二次化学生成的二次无机离子,是影响大气污染

的重要原因口间。因此,准确地表征颗粒物中水溶性离

子已成为研究大气污染的重要手段。本试验根据《环境

空气颗粒物中水溶性阴离子的测定离子色谱法》(HJ

799-2016)对颗粒物中水溶性阴离子开展方法验证和

实样测定。

2测试方法

2.1方法原理

采集的环境空气颗粒物样品,经过去离子水超声提

取、阴离子色谱柱交换分离后,用抑制型电导检测器检

测,根据保留时间定性,峰面积定量。

2.2仪器与试剂

离子色谱仪(瑞士万通940),超声波清洗器(Elma-

sonic S 60H), 聚乙烯样品瓶(带旋盖,容积大于100

mL) ,F~、C「、N(X、Br-、NO『、PO「、SO厂 标准溶液,

环境空气颗粒物采样器,特氟龙滤膜,超纯水。

2.3试验步骤

2.3. 1试样制备

将1张颗粒物滤膜样品(或称取0. 1000 g降尘样

品)放入样品瓶,加入100. 0 mL超纯水浸没滤膜,加盖

浸泡30 min后,置于超声波清洗器中超声提取20 min。

提取液经0.45 “rn聚乙烯滤膜过滤后,倾入样品管通过

离子色谱仪的自动进样管直接进样测定。使用与样品

收稿日期=2021-02-02

作者简介:罗鑫(1986-),女,工程师,研究方向为生态环境监测。 采集同批次的空白滤膜,按照相同步骤制备实验室空白

试样;将于样品采集同批次的空白滤膜带至采样现场,

不采集颗粒物样品,按照和样品相同的的运输保存要求

制备全程序空白试样。

2.3.2 仪器条件及标准曲线制备

使用阴离子分析柱并配备相应的保护柱,柱温:35

°C,抑制型电导检测器,碳酸盐淋洗使用液,流速0. 7

mL/min,进样体积25 基线稳定后测定。用购置的

浓度分别为1000 mg/L的标准物质配制成F-、C1-、

NOr、Br- ,NOr、PO「、SO厂 浓度分别为 10 mg/L.100

mg/L, 10 mg/L, 10 mg/L, 100 mg/L、50 mg/L, 200

mg/L的混合标准使用液。并使用混合标准使用液配

制不同浓度的混合标准系列,浓度见表1。

3结果与分析

3.1 空白试验

根据全程序空白和实验室空白的测试谱图,各阴离

子在特定保留时间下均未出峰,各离子均为未检出。表

明样品运输和保存条件以及实验中用水、试剂、器皿等

未对试验产生影响。

3.2标准曲线的建立

本试验的仪器工作条件下测定目标离子标准溶液

得到的离子色谱图如图1。离子质量浓度为横坐标,峰

面为纵坐标绘制标准曲线,结果如表1。各离子分离效

果较好,线性回归较为理想,相关系数均大于0. 995,能

够满足标准要求。

0卜龙SUOd八E82J6N 八 二二JHAU.°SON

d s

9一U

丿 -9茫

H.u S/cm28.024.020.016.012.08.04.00.00.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0 24.0 min图1阴离子色谱图

132罗鑫,等:离子色谱法测定环境空气颗粒物中水溶性阴离子 环境与安全

表1阴离子标准系列浓度

目标离

子名称标准系列线性方程相关系数

F-浓度/(mg/L)0. 000. 100. 200. 501. 002. 00y=0. 489力一0. 0110. 9997

峰面积00.0450. 0770. 2220.4800. 970ci-浓度/(mg/L)0. 001.002. 005. 0010. 020.0_y=0. 343j;—0. 0660.9999

峰面积00. 2600. 5771.613. 3976. 792NOr浓度/(mg/L)0. 000.100. 200. 501. 002. 00y=0. 194j?一0. 0060.9990

峰面积00.0180. 0330. 0830. 180.387Br-浓度/(mg/L)0. 000.100. 200. 501. 002. 003^—0. 107j? —0. 0030.9995

峰面积00.0090. 0170. 0480.1010.213Nor浓度/(mg/L)0. 001.002. 005. 0010. 020.0y=Q. 178jc-0. 0670. 9994

峰面积00.1250. 2650. 7651. 6793. 525por浓度/(mg/L)0. 000. 501. 002.505. 0010.0y=0. 0722x—0. 0170.9989

峰面积00.0230. 0530. 1490. 330. 716sor浓度/(mg/L)0. 002.004. 0010. 020. 040.03»=0. 185j;—0. 1310.9995

峰面积00.2640. 5651.6163.4997. 338

3.3 检出限与测定下限

采用估计方法检出限2〜5倍的样品重复测定7

次,计算平行测定的标准偏差,按公式MDL

XS计算方法检出限。结果见表2。滤膜样品采样体积

以60 标准状态)计,检出限为0. 009 — 0. 029 Mg/ m3,测定下限为0. 036〜0. 116 jzg/m3 ;降尘样品取样量

以0. 1000 g计,检出限为0. 006-0. 018 mg/g,测定下

限为0.024〜0.072 mg/g。检出限、测定下限均较低,

符合标准要求。

表2方法检出限、测定下限数据

目标

离子1试样中离子的质量浓度

7滤膜样品/(Mg/m3)降尘样品/(mg/g)

平均

浓度标准

偏差检出限测定

下限平均

浓度标准

偏差检出

限测定

下限23456

F-0. 0210. 0240. 0250.0230. 0230. 0260. 0220.0390. 0030. 0090. 0360. 0230.0020. 0060. 024

ci-0. 0280. 0260. 0260.0250. 0240. 0290. 0280.0440. 0030. 0100. 0400. 0270.0020. 0060. 024

Nor0. 0780. 0830. 0800.0800. 0790. 0760. 0670.1290. 0090. 0270. 1080. 0780.0050. 0160. 064

Br"0. 0530. 0580. 0560.0550. 0540. 0530. 0650.0940. 0070. 0230. 0920. 0560.0040. 0140. 056

Nor0. 0320. 0360. 0370.0360. 0340. 0320. 0320.0570. 0040. 0120. 0480. 0340.0020. 0070. 028

po?0. 0580. 0620. 0570.0690. 0550. 0570. 0670.1010. 0090. 0290. 1160. 0610.0050. 0180. 072

sof-0. 0440. 0540. 0480.0480. 0460. 0420. 0420.0770. 0070. 0230. 0920. 0460.0040. 0140. 056

3.4精密度与准确度的检验 测定结果均在标准样品浓度范围内,相对标准偏差为

以有证标准物质(批号B1908054)连续测定6次, 0.29%〜1.32%,精密度较好。

验证方法的精密度和准确度,结果见表3。7种阴离子

表3精密度与准确度数据

目标

离子测定的浓度/(mg/L)平均

浓度标准

偏差相对标

准偏差标准样品浓度

/ (mg/L)是否在保证

值范围内123456F-0.7930.7930. 7840. 7810. 7810. 7810. 7860. 0060. 750. 764 + 0.039是

ci-1. 571.571.591.571. 591. 591.580. 0110. 691.53 + 0.08是

NOr1. 421.421.421. 421.431. 421.420. 0040.291.36 + 0.08是

Br-1. 001.031.021. 001. 001. 001.010. 0131.320. 997士0. 046是

no1. 191.201.191.221. 181. 181.190. 0151.261.18±0. 06是

por1.231.231.221.221.231.231.230. 0050. 421.28±0.07是

sor2. 272.282.262.282. 262. 262.270. 0100. 432.29 + 0.14是

3.5实样测试

按照 HJ 618, GB/T 15432, HJ/T 194 和 GB/T

15265的相关规定对常州市某些点位的环境空气总悬

浮颗粒物、PM“、PM2.s和降尘样品进行采集。采集滤 膜样品时采样流量100 L/min,采样时间24 h;采集降

尘样品时不加入硫酸铜、防冻液等化学试剂,采样时间

30 d。采集后的样品经样品前处理后测定,结果如表4。

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