大气中氨的采集技术.PDFVIP

第 33卷 分析化学 ( FENX I HUAXU E) 　评述与进展 第 8期 　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　 2005年 8月 Ch ine se Journal of Analytical Chem istry 1192 ～1198 评述与进展 大气中氨的采集技术 梁宝生 　朱 　彤 (北京大学环境学院 ,环境模拟与污染控制国家联合重点实验室 ,北京 10087 1) 摘 　要 　氨是大气中重要的碱性微量组分 。本文系统地综述了大气中氨的采集技术进展 ,包括其原理 、干扰 、 误差来源 、优缺点及应用等 ,重点介绍了滤膜法 、扩散管法与各种氨自动分析仪 。 关键词 　氨 ,滤膜法 ,扩散管法 ,氨 自动分析仪 ,评述 1　引　　言 氨是大气中重要的碱性气体 ,在大气化学 、传输与沉降过程中发挥着重要作用 [ 1 ] 。通过与 SO 、NO 2 x ( ) 氧化生成的酸性产物 硫酸与硝酸 反应 ,生成硫酸铵和硝酸铵二次气溶胶 ,从而降低能见度 ,影响人体 健康 ;氨在酸沉降和富营养化中的作用及其对生态系统与水质的影响[ 2 , 3 ] ;土壤 、植被 、水与大气间氨的 交换在全球氮循环中发挥了重要作用 ;此外 ,氨可以导致全球变暖[ 4 ] 。由于氨在大气中以气相和颗粒 相两种形式存在 ,且两相之间很容易发生相互转化 , 因此使得大气中氨浓度的准确测量相对困难 ,它要 求在样品采集过程中既要将气态氨与颗粒态铵两相分开 ,又要避免两者间的相互干扰 。因此样品的采 集技术显得至关重要 。本文系统地综述了大气中氨的采集技术进展 ,包括其干扰 、误差来源 、优缺点及 应用等 ,重点介绍了滤膜法 、扩散管法与各种氨自动分析仪 。 2　滤膜法 滤膜法是国内外常用的同时测定气体和颗粒物的方法 [ 5～7 ] 。它广泛用于大气物种的长期测量 ,尤 其是与干沉降有关的酸性物种的监测 。该法通常使用二或三层滤膜 ,其中第一层用于采集颗粒物 ,常用 ( ) ( ) 聚四氟乙烯 Teflon 滤膜 、石英滤膜 、有机膜或玻璃纤维膜 ,第二层或第三层则采用尼龙 N ylon 滤膜或 各种浸渍滤膜收集气态物种 。对于氨 ,常采用磷酸 、草酸 、柠檬酸或亚磷酸浸渍膜 。 许多研究表明[ 8～10 ] ,滤膜法分离过程本身存在着一些问题 ,导致气相组分和颗粒物组成发生变化 , 造成采样误差 。特别是使用玻璃纤维滤膜采样时 ,这种人为的误差更为显著 ,误差的主要来源为 : ( 1) 气态氨被采集在第一层滤膜上的颗粒物吸附或相互反应 ,造成气态氨测定的负误差 ; ( 2 ) 易挥发的颗粒 物如硝酸铵和氯化铵在采样期间 ,可能由于温度 、压力和相对湿度的变化而引起部分解离 ,造成颗粒态 ( ) 铵浓度测定的负误差 ,气态氨浓度测定的正误差 ; 3 颗粒物铵盐与收集在滤膜上的碱性海盐气溶胶反 应而释放出气态氨 ,造成气态氨浓度测定的正误差 。 3　扩散管法 早在 1949年 Gorm ley等 [ 11 ] 就提出了用扩散管分离气固相污染物 。自 80 年代以来 ,许多研究工作 已经证实 [ 12 ～15 ] ,使用涂渍化学物质的扩散管置于滤膜前可以选择性地采集气态污染物 ,使之与颗粒物 分离 ,对两相平衡状态无明显影响 ,从而有效解决了滤膜法存在的上述问题 。 3. 1　圆柱形扩散管 3. 1. 1　涂层选择 　当空气层流地通过圆柱形扩散管时 , 由于气体的扩散系数远远大于颗粒物的扩散系 　2004 04 20 收稿 ; 2004