离子色谱法测定固定源废气中硝酸雾

姜成 张蕾 于永斌

摘要：本文建立了用碱浸渍的玻璃纤维滤膜采集固定源废气中硝酸雾，超声波浸提，离子色谱分析提取液中硝酸根的硝酸雾测定方法。本方法操作简便、灵敏度高、检出限低，可快速测定固定源废气中的硝酸雾，同时本方法采用创新的英蓝超滤方式处理浸提液，大大减少了人力以及传统处理方式所带来的干扰。

关键词：离子色谱法;硝酸雾;固定源废气

中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：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。硝酸是大气中NO的主要最终产物，在研究NO的行为、归属和光化学烟雾时，硝酸雾是最重要的可测定物种之一[1]。当前的环境监测标准分析方法主要针对氮氧化物、硝酸雾还没有现行有效的国标方法可以参照执行[2]。离子色谱法灵敏度高，分析速度快，能实现多种离子的同时分离，是一种有效的分离检测方法。水中常见阳离子和阴离子的分析中，离子色谱法取代了大部分的湿法化学分析法[3]。

本实验利用经碱浸渍的滤膜采集固定源废气，将硝酸雾拦截在滤膜上，采集后的滤膜经超声波浸提，再用离子色谱测定浸提液中硝酸根的方法来测定固定源废气中的硝酸雾。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

离子色谱：瑞士万通850 Professional IC离子色谱仪（配50μL定量环、MagIC Net 3.0工作站）;MSM自动再生抑制器;MCS二氧化碳抑制器;电导检测器;瑞士万通858 Professional sample Processor;英蓝超滤单元;A SUPP 5-150阴离子色谱柱; A Supp 10 S-Guard/4.0保护柱;

KQ-250DE型数控超声波清洗仪（江苏昆山超声波仪器厂）;

崂应2050大气颗粒物采样器（青岛崂山应用技术研究所）;

3012H自动烟尘烟气测试仪（青岛崂山应用技术研究所）;

市售47mm玻璃纤维滤膜和90mm玻璃纤维滤膜;

NO3-标准溶液（美国热电）;

Na2CO3，NaHCO3（工作基准级，天津市光复精细化工研究所）;

电阻率为18.2 MΩ/cm的超纯水。

1.2 实验方法

1.2.1 滤膜的预处理

将47mm玻璃纤维滤膜和90mm玻璃纤维滤膜放入1.0 moL/LNa2CO3溶液中浸湿，于35℃烘干，装入密封袋，置于干燥器中备用。

1.2.2 样品的采集

1.2.2.1固定源废气

用经碱浸渍的47mm玻璃纤维滤膜采集固定源有组织排放废气中的硝酸雾，采样结束后取回滤膜放入聚乙烯密封管中带回实验室。

1.2.2.2无组织废气

用经碱浸渍的90mm玻璃纤维滤膜采集无组织排放废气中的硝酸雾，采样结束后取回滤膜放入聚乙烯密封管中带回实验室。

1.2.3 样品的预处理

用适量实验用水浸泡装有滤膜的聚乙烯密封管，保证滤膜被浸没，旋紧旋盖，放入超声波清洗器中，超声60min后取出，冷却混匀后，定容至50mL刻线。若离子色谱仪不具有英蓝超滤模块，则应将浸出液吸入一次性注射器，经微孔滤膜过滤器滤至进样瓶中待测，若配有英蓝超滤模块，则此步骤省略。

1.2.4 色谱条件

淋洗液浓度：3.6mmoL Na2CO3+1.0mmoL NaHCO3;淋洗液流速：0.7mL/min;进样量：50μL;柱温：25℃。

1.3 结果与讨论

1.3.1 标准曲线

NO3-标准溶液浓度为100 mg/L，分别量取0.50 mL、1.00 mL、5.00 mL、10.00 mL、25.00 mL NO3-标准溶液置于5支50mL容量瓶中，用实验用水定容，混匀。配制成浓度为1.00mg/L、2.00mg/L、10.0mg/L、20.0mg/L、50.0mg/L的标准系列。以NO3-溶液浓度为横坐标，以峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。测定结果见表1。所得离子色谱图见图1。NO3-出峰时间为11.4min。

1.3.2 检出限

根据采样体积，定容体积的浸出液浓度，按照HJ168-2010 《环境监测 分析方法标准制修订技术导则》中检出限的计算公式来计算本方法的检出限，检出限计算公式如下：

式中：MDL为方法检出限;n为样品的平行测定次数;t为自由度为n-1，置信度为99%时的t分布（单侧）;S为n次平行测定的标准偏差[4]。

有组织废气：取7个经碱浸渍的47mm玻璃纤维滤膜，模拟固定源中硝酸雾实际样品采样过程，将滤膜带到采样现场，不连接采样器，采样结束后取回滤膜放入聚乙烯密封管中带回实验室进行实验，采样体积按400L计算;

无组织废气：取7个经碱浸渍的90mm玻璃纤维滤膜，模拟无组织废气采样，采样流量为100L/min，采集60min，采样体积为6m3，采集后滤膜放入聚乙烯密封管中带回实验室进行实验;

经测定，有组织废气中硝酸雾测定检出限为0.05 mg/m3，无组织废气测定检出限为0.0003 mg/m3。

1.3.3 加标回收率和精密度

对空白碱浸渍的玻璃纤维滤膜进行加标，按样品采集过程进行采样， 每組实验平行测定6次，计算相对标准偏差，表示此法精密度，同时计算回收率，回收率平均值和精密度测定结果见表2。

结果表明本方法测定固定源废气重现性好、回收率高、灵敏度高，符合固定源废气的检测要求。

在待测离子出峰位置无明显干扰峰，低浓度加标待测离子响应灵敏。加标前后离子色谱图如图2所示。

2 结论

本方法优化了采样方式，采用固定源测试常用设备，依据常规离子色谱仪，结合最新的英蓝超滤单元对固定源废气中的硝酸雾进行了测定，分析时间短，线性良好;浸提液可不经过过滤直接测试，免去了部分前处理过程以及由此而带来的分析误差;检出限和加标回收率均满足实际测定要求。此方法适合固定源废气中硝酸雾的测定。

参考文献

[1]沈济，赵倩雪.大气中硝酸雾和颗粒物硝酸盐的测定[J].环境化学，1997，5（16）：449-455.

[2]HJ479-2009，环境空气 氮氧化物（一氧化氮和二氧化氮）的测定 盐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，环境监测 分析方法标准制修订技术导则[S].

[5]姜成，崔艳.单标多点校正组合英蓝超滤测定地表水中多种阴离子[J].中国环境管理干部学院学报，2012（6）：54-57.

收稿日期：2019-07-20

作者简介：姜成（1985-），男，汉族，本科学历，副高级工程师，研究方向为环境监测。