1、HJ 7992016 1 环境空气 颗粒物中水溶性阴离子(F、Cl、Br、NO2、NO3、PO43、SO32、SO42)的测定 离子色谱法 警告:实验中所使用的氟化钠、亚硝酸钠等化学试剂对人体健康有害,操作时应按规定要求佩戴防护器具,避免接触皮肤和衣物。1 适用范围 本标准规定了测定环境空气颗粒物中水溶性阴离子(F、Cl、Br、NO2、NO3、PO43、SO32、SO42)的离子色谱法。本标准适用于环境空气颗粒物(包括 TSP、PM10、PM2.5、降尘等)中 8 种水溶性阴离子(F、Cl、Br、NO2、NO3、PO43、SO32、SO42)的测定。环境空气颗粒物滤膜样品,当采样体积(标准状态
2、)为 60 m3,提取液体积为 100 ml,进样体积为25 l 时,本方法的检出限为 0.0100.085 g/m3,测定下限为 0.0400.340 g/m3;降尘样品,当取样量为 0.100 g,提取液体积为 100 ml,进样体积为 25 l 时,本方法的检出限为 0.0060.051 mg/g,测定下限为 0.0240.204 mg/g。详见附录 A。注 1:本方法也适用于在特殊天气下,采集的颗粒物(如沙尘气溶胶和沙尘暴降尘)样品的分析。2 规范性引用文件 本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是未注明日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/T 15265 环境空气 降尘的测定
3、重量法 GB/T 15432 环境空气 总悬浮颗粒物的测定 重量法 HJ 93 环境空气颗粒物(PM10和 PM2.5)采样器技术要求及检测方法 HJ 618 环境空气 PM10和 PM2.5的测定 重量法 HJ/T 194 环境空气质量手工监测技术规范 HJ/T 374 总悬浮颗粒物采样器技术要求及检测方法 HJ/T 375 环境空气采样器技术要求及检测方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。3.1 环境空气颗粒物 ambient air atmospheric particles 通过采样装置,采集在滤膜上的环境空气颗粒物(包括 TSP、PM10、PM2.5等),或通过集尘缸等收
4、集装置采集的环境空气降尘。3.2 水溶性阴离子 water-soluble anions 环境空气颗粒物样品,在不加化学试剂的情况下用去离子水溶解的阴离子。本方法测定的水溶性阴HJ 7992016 2 离子包括 F、Cl、Br、NO2、NO3、PO43、SO32、SO42。4 方法原理 采集的环境空气颗粒物样品,经去离子水超声提取、阴离子色谱柱交换分离后,用抑制型电导检测器检测。根据保留时间定性,峰高或峰面积定量。5 干扰及消除 5.1 对保留时间相近的 2 种阴离子,当其浓度相差较大而影响低浓度离子的测定时,可通过稀释、调节流速、改变碳酸钠和碳酸氢钠浓度比例,或选用氢氧根淋洗等方式消除和减少
5、干扰。5.2 当选用碳酸钠和碳酸氢钠淋洗液,水负峰干扰 F的测定时,可在样品与标准溶液中分别加入适量相同浓度和等体积的淋洗液,以减小水负峰对 F的干扰。6 试剂和材料 除非另有说明,分析时均使用符合国家标准的分析纯试剂。实验用水为电阻率(25)18 mcm,并经过 0.45 m 微孔滤膜过滤的去离子水。6.1 氟化钠(NaF):优级纯,使用前应于 1055干燥恒重后,置于干燥器中保存。6.2 氯化钠(NaCl):优级纯,使用前应于 1055干燥恒重后,置于干燥器中保存。6.3 溴化钾(KBr):优级纯,使用前应于 1055干燥恒重后,置于干燥器中保存。6.4 亚硝酸钠(NaNO2):优级纯,使
6、用前应置于干燥器中平衡 24 h。6.5 硝酸钾(KNO3):优级纯,使用前应于 1055干燥恒重后,置于干燥器中保存。6.6 磷酸二氢钾(KH2PO4):优级纯,使用前应于 1055干燥恒重后,置于干燥器中保存。6.7 亚硫酸钠(Na2SO3):优级纯,使用前应置于干燥器中平衡 24 h。6.8 甲醛(CH2O):纯度 40%。6.9 无水硫酸钠(Na2SO4):优级纯,使用前应于 1055干燥恒重后,置于干燥器中保存。6.10 碳酸钠(Na2CO3):使用前应于 1055干燥恒重后,置于干燥器中保存。6.11 碳酸氢钠(NaHCO3):使用前应置于干燥器中平衡 24 h。6.12 氢氧化钠
7、(NaOH):优级纯。6.13 氟离子标准贮备液:(F)1 000 mg/L。准确称取 2.210 0 g 氟化钠(6.1)溶于适量水中,全量转入 1 000 ml 容量瓶,用水稀释定容至标线,混匀。转移至聚乙烯瓶中,于 4以下冷藏、避光和密封可保存 6 个月。亦可购买市售有证标准物质。6.14 氯离子标准贮备液:(Cl)1 000 mg/L。准确称取 1.648 5 g 氯化钠(6.2)溶于适量水中,全量转入 1 000 ml 容量瓶,用水稀释定容至标线,混匀。转移至聚乙烯瓶中,于 4以下冷藏、避光和密封可保存 6 个月。亦可购买市售有证标准物质。6.15 溴离子标准贮备液:(Br)1 00
8、0 mg/L。准确称取 1.487 5 g 溴化钾(6.3)溶于适量水中,全量转入 1 000 ml 容量瓶,用水稀释定容至标线,混匀。转移至聚乙烯瓶中,于 4以下冷藏、避光和密封可保存 6 个月。亦可购买市售有证标准物质。6.16 亚硝酸根标准贮备液:(NO2)=1 000 mg/L。准确称取 1.499 7 g 亚硝酸钠(6.4)溶于适量水中,全量转入 1 000 ml 容量瓶,用水稀释定容至标线,混匀。转移至聚乙烯瓶中,于 4以下冷藏、避光和密封可保存 1 个月。亦可购买市售有证标准物质。HJ 7992016 3 6.17 硝酸根标准贮备液:(NO3)1 000 mg/L。准确称取 1.
9、630 4 g 硝酸钾(6.5)溶于适量水中,全量转入 1 000 ml 容量瓶,用水稀释定容至标线,混匀。转移至聚乙烯瓶中,于 4以下冷藏、避光和密封可保存 6 个月。亦可购买市售有证标准物质。6.18 磷酸根标准贮备液:(PO43)1 000 mg/L。准确称取 1.431 6 g 磷酸二氢钾(6.6)溶于适量水中,全量转入 1 000 ml 容量瓶,用水稀释定容至标线,混匀。转移至聚乙烯瓶中,于 4以下冷藏、避光和密封可保存 1 个月。亦可购买市售有证标准物质。6.19 亚硫酸根标准贮备液:(SO32)1 000 mg/L。准确称取 1.575 0 g 亚硫酸钠(6.7)溶于适量水中,全
10、量转入 1 000 ml 容量瓶,加入 1 ml 甲醛(6.8)进行固定(为防止 SO32氧化),用水稀释定容至标线,混匀。转移至聚乙烯瓶中,于 4以下冷藏、避光和密封可保存 1 个月。6.20 硫酸根标准贮备液:(SO42)1 000 mg/L。准确称取 1.479 2 g 无水硫酸钠(6.9)溶于适量水中,全量转入 1 000 ml 容量瓶,用水稀释定容至标线,混匀。转移至聚乙烯瓶中,于 4以下冷藏、避光和密封可保存 6 个月。亦可购买市售有证标准物质。6.21 混合标准使用液 分别移取 10.0 ml 氟离子标准贮备液(6.13)、100.0 ml 氯离子标准贮备液(6.14)、10.0
11、 ml 溴离子标准贮备液(6.15)、10.0 ml 亚硝酸根标准贮备液(6.16)、100.0 ml 硝酸根标准贮备液(6.17)、50.0 ml磷酸根标准贮备液(6.18)、50.0 ml 亚硫酸根标准贮备液(6.19)、200.0 ml 硫酸根标准贮备液(6.20)于 1 000 ml 容量瓶中,用水稀释定容至标线,混匀。配制成含有 10 mg/L 的 F、100 mg/L 的 Cl、10 mg/L的 Br、10 mg/L 的 NO2、100 mg/L 的 NO3、50 mg/L 的 PO43、50 mg/L 的 SO32 和 200 mg/L 的 SO42的混合标准使用液。6.22 淋
12、洗液 根据仪器型号及色谱柱说明书使用条件进行配制。以下给出的淋洗液条件供参考。6.22.1 碳酸盐淋洗液 I:c(Na2CO3)6.0 mmol/L,c(NaHCO3)5.0 mmol/L。准确称取 1.272 0 g 碳酸钠(6.10)和 0.840 0 g 碳酸氢钠(6.11),分别溶于适量水中,全量转入 2 000 ml容量瓶,用水稀释定容至标线,混匀。6.22.2 碳酸盐淋洗液 II:c(Na2CO3)3.2 mmol/L,c(NaHCO3)1.0 mmol/L。准确称取 0.678 4 g 碳酸钠(6.10)和 0.168 0 g 碳酸氢钠(6.11),分别溶于适量水中,全量转入 2
13、 000 ml容量瓶,用水稀释定容至标线,混匀。6.22.3 氢氧根淋洗液(由仪器自动在线生成或手工配制)。6.22.3.1 氢氧化钾淋洗液:由淋洗液自动电解发生器在线生成。6.22.3.2 氢氧化钠淋洗液:c(NaOH)100 mmol/L。准确称取 100.0 g 氢氧化钠(6.12),加入 100 ml 水,搅拌至完全溶解,于聚乙烯瓶中静置 24 h,制得氢氧化钠贮备液,于 4以下冷藏、避光和密封可保存 3 个月。移取 5.20 ml 上述氢氧化钠贮备液于 1 000 ml,用水稀释定容至标线,混匀后立即转移至淋洗液瓶中,可加氮气保护,以减缓碱性淋洗液吸收空气中的 CO2而失效。7 仪器
14、和设备 7.1 环境空气颗粒物采样器:采样装置由采样头、采样泵和流量计组成。采样头配备不同切割器可采集 TSP、PM10和 PM2.5颗粒物;流量计为中流量,量程 60125 L/min;流量示值误差2%;其他性能和技术指标应符合 HJ 93、HJ/T 194、HJ/T 374、HJ/T 375 的有关规定。HJ 7992016 4 7.2 环境空气降尘样品集尘缸。7.3 采样滤膜:选用优质空白值较低的玻璃纤维、石英或其他材质的滤膜,并能满足颗粒物采样技术要求的产品。7.4 离子色谱仪:由离子色谱仪、操作软件及所需附件组成的分析系统。7.4.1 色谱柱:阴离子分离柱(聚二乙烯基苯/乙基乙烯苯/
15、聚乙烯醇基质,具有烷基季铵或烷醇季铵功能团、亲水性、高容量色谱柱)和阴离子保护柱。一次进样可测定本方法规定的 8 种水溶性阴离子,峰的分离度不低于 1.5。7.4.2 阴离子抑制器。7.4.3 电导检测器。7.5 滤膜盒:聚四氟乙烯(PTFE)或聚苯乙烯(PS)材质。7.6 样品瓶:硬质玻璃或聚乙烯材质,容积100 ml,带螺旋盖。7.7 超声波清洗器:频率 4060 kHz。7.8 抽气过滤装置:配有孔径0.45 m 的醋酸纤维或聚乙烯滤膜。7.9 样品管:聚丙烯(PP)或聚四氟乙烯(PTFE)材质,具螺旋盖。7.10 一次性水系微孔滤膜针筒过滤器:孔径 0.45 m。7.11 一次性注射器
16、:110 ml。7.12 一般实验室常用仪器和设备。8 样品 8.1 环境空气颗粒物滤膜样品的采集 按照 HJ 618、GB/T 15432 和 HJ/T 194 的相关规定执行。采样流量 100 L/min,采样时间 24 h1 h。8.2 环境空气颗粒物降尘样品的采集 采样前不能在集尘缸内加入硫酸铜、防冻液等化学试剂,采样时间 30 d2 d;其他采样要求按照GB/T 15265 的相关规定执行。8.3 样品的运输和保存 环境空气颗粒物滤膜样品:在运输和保存时应存放于滤膜盒(7.5)中,避免折叠或挤压;并在无刺激性气体、避免阳光照射的常温环境条件下,置于干燥器内密封保存,7 d 内完成测定。环境空气降尘样品:置于样品瓶中,在干燥器内保存,30 d 内完成测定。8.4 试样的制备 8.4.1 颗粒物滤膜试样的制备 小心剪取 1/41 张颗粒物滤膜样品,放入样品瓶(7.6),加入 100.0 ml 实验用水浸没滤膜,加盖浸泡 30 min 后,置于超声波清洗器(7.7)中超声提取 20 min。提取液经抽气过滤装置(7.8)过滤后,倾入样品管(7.9)通过离子色谱仪的自动进样器直接进样