离子色谱法测定合肥市PM2.5微粒中的水溶性阴离子

1、离子色谱法测定合肥市 PM2.5 微粒中的水溶性阴离子空气中的颗粒物污染是空气最重要的污染之一 1 ，在我国 大多数地区 PM2.5 为重要污染物指标。 每个成人平均每天呼吸空 气15m3保证人们呼吸到清洁干净的空气是最重要的环保任务 之一。空气中的颗粒物污染被称为人类的第一大杀手，原因是 PM2.5上聚集了大量有害重金属、酸性氧化物、有害有机物、细 菌、病毒等，通过呼吸作用而进入人体的呼吸道，PM2.5甚至可穿过肺泡进入血液之中， 对人体健康危害最大 2 。2012 年 2 月， 国务院同意发布新修订的环境空气质量标准增加了 PM2.5监 测指标。通过测定大气中的PM2.5的化学成分，不仅能

2、确定其组成、 性质， 而且能在一定程度上反映环境质量状况， 为评估其环境影 响程度提供科学依据。 笔者通过对合肥市不同采样点、 不同时间 的PM2.5膜水溶液中所存在的阴离子 F-、Cl-、N03- SO42冰 度的测定， 有助于分析污染源所在的位置， 以便于污染物的控制 与治理。离子色谱法作为一种简便、高效、可靠的测定水溶性离 子的方法， 在环境监测当中已经普遍应用于酸雨和地面水的常规 监测3，本法独有的进样技术为 PM2.5的成分解析提供了一个 很好的手段。1 材料与方法1.1 仪器和试剂1.1.1 仪器 瑞士 881 型离子色谱仪：主机型号 881CompactPro ;色谱柱型号为 A

3、 Supp 5-150 ;保护柱型号为 RP2 Guard。 JK-5200DB型数控超声波清洗仪。1.1.2试剂(1)实验用水均为电导率小于 1.0卩S/cm的去 离子水，并经脱气、过滤处理。(2) 淋洗液储备液：分别称取 33.92g碳酸钠(AR和8.4g 碳酸氢钠(AR (均已在105C条件下烘干2h,于干燥器中冷却)， 溶解于超纯水中，移入1 OOOmL容量瓶中，用水稀释至标线，摇 匀，储存于聚乙烯瓶中，在冰箱中保存，其中碳酸钠浓度为 0.32mol/L ，碳酸氢钠浓度为 0.10mol/L 。(3) 淋洗液使用液：使用时量取 20.00mL淋洗液储备液， 用水稀释配制成2 OOOmL

4、溶液，其中碳酸钠浓度为 3.2mmol/L , 碳酸氢钠浓度为 1.0mmol/L 。(4) 抑制液的配制：移取 5mL浓硫酸(GR于1 000mL烧 杯中，加超纯水至标线。(5) 标准离子(GB/T601 -2002)储备液：50mg/L F-离子标 准储备液、50mg/L Cl-离子标准储备液、200mg/L NO3离子标准 储备液，500mg/L SO42-离子标准储备液。(6) 标准溶液：使用时移取1mLF-离子标准储备液+1mLCl- 离子标准储备液+1mL NO3离子标准储备液+1mL SO42离子标准 储备液于100mL容量瓶中，再用超纯水加至标线，其中 F-离子 浓度为0.5m

5、g/L , Cl-离子浓度为0.5mg/L , NO3离子浓度为2mg/L, SO42-离子为 5mg/L。1.2 实验方法1.2.1 样品的采集及前处理 样品来源：合肥市环境监测中 心站空气自动监测室。 样品前处理： 将合肥市 4 个采样点的同一 时间的PM2.5膜剪碎，置于40mL顶空瓶中，加入20mL超纯水， 盖紧盖子超声20min，取出，将其上清液倒入离子色谱进样管中， 采用该仪器的专利英蓝技术进样。1.2.2 色谱条件 淋洗液浓度： 3.2mmol/LNa2CO3+1.0mmol/LNaHCO；淋洗液流速：0.7mL/min ；柱箱温度： 35 C;稀释倍数：1;定量环体积：100卩

6、L。2 结果与分析2.1 线性方程与检出限 PM2.5 膜水溶液中常见的阴离子为F-、Cl-、NO3- SO42-。取各种离子的标准混合溶液约 20mL于 小烧杯中， 并用金箔纸封口， 将其放于进样盘上等待自动稀释仪 将其稀释成标准系列，进行测定，以峰面积对浓度作回归分析， 得线性方程。检出限以 3倍基线噪声值来确定。 F-、 Cl-、 NO3-、 SO42离子的线性方程和检出限见表 1。2.2 回收率和精密度 对每种离子进行加标回收实验，并选 取 1#样品重复进样 5 次，测定了方法的精密度。回收率和相对 标准偏差结果见表 2。表2 测定结果的回收率与相对标准偏差（ %）离子 &回收率 &相

7、对标准偏差 &F-&99.6&0.46 &Cl- & 101.4 &1.7&N03、&98.3 &1.2&SO42 &99.4& 1.3 &2.3 样品分析 对于合肥市的 4 个点位高新区、滨湖新区、 琥珀山庄、董铺水库的 PM2 . 5进行测定。每个点位均取连续 15d 的数据，每个样品同时检测 F-、Cl-、N03- SO42-离子。结果 见图14。部分样品检出了亚硝酸根、磷酸根离子，但这些离 子的浓度较低，因此没有进行定量分析。由图 1 4可以看出，样品中阴离子浓度大小顺序为：SO42-NO3-CI-F-，随着采样点位置的不同，其离子浓度有明 显差异。董铺水库周边的环境较好，其离子含量总体偏低，其次 是高新区，污染最严重的是琥珀山庄，与其位于合肥市中心，明 显受到周边商业圈以及大量车辆排放的尾气影响有关。3 结论与讨论（1）用离子色谱法分析合肥市 4个点位高新区、滨湖新区、琥珀山庄、董铺水库的 PM2.5微粒中的阴离子，加标回收率在 90%110%，相对标准偏差均小于 2.0%，准确度和精密度符合相 关的质量控制要求。（2）用本实验方法测得的样品溶液，各种离子浓度都在离 子色谱仪的线性范围之内。