IC法对1990年与2007年兰州冬季气溶胶样品水溶性离子的分析研究.pdfVIP

第十二届全国离子色谱学术报告会论文集福建J复1．]2008．11．5-867 IC法对1 990年和2007年兰州冬季气溶胶样品水溶性离子的分析研究 张宁1，李利平2，李沛祺2 1甘肃省环境监测中心站，兰州730030znn81 1@163．tom 2西北师范大学地理与环境科学学院，兰州730070 摘要：1990年和2007年冬季，我们先后对兰州市同一地点采集的大气气溶胶样品，使用离子色谱法对其中 的8种水溶性无机阴离子和6种阳离子，作了分析和比较研究。发现17年来随着兰州市工业和能源结构的改 变，以及汽车数量的急剧增加，气溶胶中主要水溶性离子构成比例和排序正在发生明显的变化。2007年水溶 性离子占TSP质量的比例较1990年上升了16％以上。上升最明显的是s042-(4．43％)、N1-14+(3．1l％)、 中比例也发生了明显变化。阴离子中仍然以S042-为首；而在阳离子中，1990年是以Ca2+为首，到2007年 则改为以Nl-h+为首。NH4+在∑【+】+∑【．】与阳离子总和(以下简称El+1)中所占比例分别上升了7％和6％。 在我们研究气溶胶有机离子和金属元素危害的同时，也应重视其中有机或无机水溶性离子，对人体影响 和危害的研究。 关键词：离子色谱；兰州；气溶胶水溶性离子 1前言 兰州位于青藏高原、黄土高原和内蒙古高原的交汇处。市中心海拔高度为1520rn。以群 山为界市区东西长约30km，南北宽约6km。南山坡度陡峭，峰顶高约600m；北山坡度较缓， 高度为200-300m。“两山夹一川”的特殊地形无法使空气及时流通，只能聚集在这块“盆地” 中，由于特殊的盆地地形而形成了特有的盆地气候：日照强、降水量少、风速较小、静风天 气多。兰州市全年平均风速约为1．1m／s，年静风率平均63．1％；冬季平均风速仅为O．7m／s， 冬季静风频率高达80．7％。静风是形成当地稳定逆温层的条件。据多年气象资料统计，兰州市 一年四季均有逆温层存在，冬季逆温频率高达99％，而且逆温层厚，平均厚度700m以上。 逆温和静风兰州市区大气污染物不易稀释和扩散的最重要的两个气象因素。由于其独特的高 原地理环境，兰州的大气污染问题一直被国内外的环保科技工作者所关注，也成为研究大气 污染的理想地区之一。 气溶胶中的可吸入颗粒物粒子进入人体后，大部分都会沉积在人体支气管和肺泡中。其 中的水溶性离子对人体健康危害和影响问题，已引起国内外环境医学科技工作者的关注[1-2l。 目前，对我国开展对大气气溶胶水溶性离子测定和研究的城市不多【3巧】。我们曾对兰州这样的 高原内陆城市和环境质量背景点大气气溶胶水溶性离子受污染状况，做了比较研刭61。同时还 对冬季燃放烟花爆竹时对气溶胶水溶性离子受污染状况在做了研烈刀。 我们于1990年开始对采集的兰州城区大气气溶胶样品，使用离子色谱(IC)法对其进行 水溶性离子的分析和研究。2007年又对同一采样点、同一季节采集的大气气溶胶样品，进行 了水溶物的分析和比较研究。发现17年来由于兰州能源结构的改变，已使冬季气溶胶水溶性 离子的构成和比例发生明显变化。通过这一变化的研究，反映出兰州大气污染的类型、空气 质量因子及污染程度等环境元素正在发生着明显的改变。 ⑤第十二届全国离子色谱学术报告会论文集福建蚓。：。。。．¨5—8 2实验部分 2．1 样品采集 分别于1990年和2007年冬季，在兰州市城区的东方红广场统办二号楼楼顶N； 103050’20”E，以下简称兰州城区)设置环境空气采样点。按照国家标准要求，使用中流量采 样泵，连续采集大气气溶胶(TSP和PMlo)样品。每大各采集一个样品，每个样品间断采样 时间为12h。在采集气溶胶样品的同时收集相关气象资料。使用的滤膜材质为玻璃纤维。 2．2 lC法对样品的分析 采样前后滤膜均在恒温条件(温度20～25℃；湿度(50％))下平衡24h，并用电子天平快速 称量至恒重，得到气溶胶质量浓度。对已采集的样品进行离子色谱分析前，在无异味的干燥 器内保存。 大气气溶胶样品的离子色谱分析步骤如下：用洁净的不锈钢剪刀，将采集后的滤膜样品 准确裁取总面积的1／4滤膜样品放入50Il山聚酯(PET)样品瓶中，加入20mL去离子水拧紧 瓶盖，在超声波器中不加热提取40min。待提取液冷却至室