李劍峰

（廣東省江門市新會(huì)區(qū)環(huán)境監(jiān)測站 廣東江門 529100）

引言

降水(降雨、降雪等)能對空氣起到良好的凈化作用，可有效去除大氣中的氣溶膠、懸浮物[1]。但有效降水在凈化空氣的同時(shí)，在一定條件下也會(huì)形成酸雨（通常是指pH值小于5.6的降水），酸雨被稱作“空中死神”和“看不見的殺手”，不僅對建筑物，而且對人體健康、水生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)作物、樹木、甚至是土壤等都會(huì)造成很大的危害。我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展取得了令人矚目的成就，但是從全國范圍來看環(huán)境污染、資源耗竭、生態(tài)破壞也日益嚴(yán)重。己成為世界三大酸雨污染區(qū)之一，成為學(xué)者們普遍關(guān)注的環(huán)境問題。我國酸雨具有明顯的區(qū)域特點(diǎn)，東北地區(qū)的東南部分、華中地區(qū)、西南和華南沿海地段比較多發(fā)酸雨，而西南和南方地區(qū)是降水酸性最強(qiáng)的地區(qū)之一[2-4]。

酸雨的形成機(jī)制較復(fù)雜，是大氣污染物與空氣中水和氧之間反應(yīng)的產(chǎn)物，是一種復(fù)雜的化學(xué)和物理反應(yīng)過程。酸雨主要是由硫氧化物和氮氧化物溶于降水中引起，不但含有大量的氫離子，而且還含有高濃度的具有酸化作用的硫酸根離子和硝酸根離子，酸雨不僅對建筑物，而且對身體健康、水生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)作物，甚至是土壤等都會(huì)造成很大的危害[5]。

降水中的陰離子主要是硝酸根、硫酸根離子，這些陰離子可以分光光度法測定，也可以用離子色譜法測定，但分光光度法手續(xù)繁雜，費(fèi)時(shí)，有時(shí)對于降水中低含量樣品，往往用分光光度法檢不出。應(yīng)用離子色譜法同時(shí)測定降水中有著檢出限低、靈敏度高、線性范圍廣、抗干擾強(qiáng)、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，可快速測定降水中的兩種陰離子，可以有效地分析酸雨情況。

1 離子色譜法的原理

離子色譜法是由淋洗液作為流動(dòng)相，將陰離子溶液載入色譜柱。對樹脂親和力弱的分析物離子先于對樹脂親和力強(qiáng)的分析物離子依次被洗脫，從而各種陰離子在色譜柱中發(fā)生交換分離后分別流出。因?yàn)榇蠖鄶?shù)電離物質(zhì)在溶液中可以發(fā)生電離而產(chǎn)生電導(dǎo)現(xiàn)象，可以通過測定電導(dǎo)值來檢測被測物質(zhì)的含量。水質(zhì)樣品中的陰離子，經(jīng)陰離子色譜柱交換分離，抑制型電導(dǎo)檢測器檢測，根據(jù)保留時(shí)間定性，峰高或峰面積定量。

2 離子色譜法測定降水中陰離子中的應(yīng)用

2.1 儀器與試劑

Metrohm Eco IC離子色譜儀（瑞士萬通）、863 Compact Autosampler自動(dòng)進(jìn)樣器（瑞士萬通）。碳酸鈉（Na2CO3）、碳酸氫鈉（NaHCO3）、硝酸鉀（KNO3）、

無水硫酸鈉（Na2SO4）。試劑均為GR（優(yōu)級(jí)純）；試劑用水為電導(dǎo)率到達(dá)18 MΩ*cm（25℃）超純水。

2.2 色譜條件

Metrohm SUPP5-150陰離子色譜柱（150mm×4.0mm）；淋洗液為1.0 mM NaHCO3＋3.2 mM Na2CO3（流速0.7mL/min）；Metrohm陰離子抑制器；電導(dǎo)檢測器(檢測池溫度40℃)；樣品進(jìn)樣量設(shè)定為 20μL。

2.3 樣品處理方法

降水采集后應(yīng)存放在清潔的高密度聚乙烯瓶中；高密度聚乙烯瓶用去離子水清洗而不能用酸堿清洗，避免其他干擾離子遺留在瓶中，影響分析結(jié)果。水樣如采集后不能盡快分析，應(yīng)通過0.45μm濾膜過濾后于4℃下環(huán)境中保存，一般不加保存劑。

2.4 結(jié)果與討論

2.4.1 色譜條件的選擇優(yōu)化

本實(shí)驗(yàn)的主要目的在于同時(shí)測定降雨中硝酸根、硫酸根兩種陰離子的含量，通過實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，Metrohm SUPP5-150色譜柱能夠?qū)⑾跛岣?、硫酸根兩種陰離子進(jìn)行良好的分離，出峰順序?yàn)椤?/p>

圖1 色譜出峰曲線

2.4.2 繪制工作曲線

分別選取硝酸鉀（KNO）3、無水硫酸鈉（Na2SO）4：配制0.5 mg/L、1mg/L、5mg/L、10mg/L、15 mg/L、20 mg/L 六個(gè)濃度標(biāo)準(zhǔn)系列的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，并且測定不同濃度的硝酸根、硫酸根，各濃度給予4個(gè)平行試驗(yàn)，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）處于0.75～1.23%范圍內(nèi)，可得出NO3-工作曲線Y=0.004x0.0031，相關(guān)系數(shù)0.9999工作曲線Y=0.006x-0.0071，相關(guān)系數(shù)0.9999，濃度處于0.5-20mg/L范圍內(nèi)與峰面積值之間呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。顯而易見，該方法用于測定降水中的硝酸根、硫酸根結(jié)果十分可靠。

2.4.3 樣品測定

對本地區(qū)特定范圍2018年的降水進(jìn)行監(jiān)測，數(shù)據(jù)如表1所示：

表1 2018年降水硝酸根與硫酸根監(jiān)測數(shù)據(jù)

結(jié)語

利用離子色譜法對本地區(qū)降水進(jìn)行測定，方法操作簡單、抗干擾強(qiáng)，具有良好的準(zhǔn)確度和精密度，靈敏度高，滿足實(shí)驗(yàn)室測試質(zhì)量管理規(guī)范降水檢測質(zhì)量控制的要求。到目前為止，該方法有效地對本地區(qū)大氣酸雨污染數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)支撐，有利于地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作以及監(jiān)管工作的開展。