环状扩散管—分级采样器的建立和细粒子酸性的测定VIP专享VIP免费

第l8卷第1期1998年1月环境科学学报ACTASCIENTIAECIRCUMSTANTIAEVVoL18．N01Jan．1998一f环状扩散管-分级采样器的建立和细粒子酸性的测定孙庆瑞王美蓉．田洪海陈旦华r—————’——————一J(北京大学技术物理系．北京100871)．／"3摘要一⋯一⋯⋯献的馥的酸性关键词．：娑；扩散管_i兰芝；壁垫塑墼堡’。—。一1引言酸沉降问题是当今世界上重要的环境问题之一，气溶胶的酸性是酸沉降研究中的一个重要内容．由于酸性气溶胶，特别是气溶胶中的强酸(H)会损害人的呼吸系统，引起气喘病，所以酸性气溶胶的研究成为目前气溶胶研究的一个热点_1国内有关气溶胶的研究很多，但对气溶胶酸性的研究很少．而且由于常规的气溶胶采样方法没有排除大气中碱性物质对采样的干扰，影响了对气溶胶酸性的正确测定J．为了正确测定气溶胶的酸性，必须在采样过程中解决两个问题：一是粗细粒子的相互作用问题，由于粗细粒子的来源不同、成分不同、酸度也不同，如不分别采样，在样品溶解时，二者会发生中和反应，导致错误的测量结果．因此，为了正确测定气溶胶的酸性，必须采用分级采样的办法，粗细粒子分别收集．另一个应当解决的问题是，在采样过程中，大气中的气态NH3会和收集在滤膜上的酸性气溶胶发生反应，造成采样误差．为了克服N的干扰，在收集细粒子之前，要除去大气中的氨．我们在研究中建立了扩散管．分级采样器，用扩散管去掉大气中的氨，用分级撞击技术分离粗、细粒子，从而有效地测定了气溶胶的酸性2扩散管一分级采样器的结构与性能2、1环状扩散管的除氨效率扩散管去除氨是基于扩散原理，使空气以层流状态穿过涂有吸收剂的管子，由于气体的扩散系数远远大于颗粒物的扩散系数，气体分子扩散到管壁上被吸收剂选择吸收，而颗粒物质则因扩散系数小而穿过管子，达到被吸收的气体与其它组分分离的目的．扩散管的种类很多，有筒式的(cylindricaldenuder)，集束式的(deffusiondenuderassembly)和环状扩散管(annularde—nuder，简称AD)．AD是由两个同轴玻璃圆管套合而成，内管两端封口，采样气流从两管的夹缝里穿过．AD的优点在于其单位长度的吸收效率比其它扩散管大得多，而且允许大流量采样，吸收容量也较大．所以目前世界上用得最多．我们设计制作的玻璃AD(图1)，总长度30cm，涂有吸收剂的有效长度为24cm，吸收表面2维普资讯http://www.cqvip.coml期孙庆瑞等：环状扩散管一分级采样器的建立和细粒子酸性的测定圉1环状扩散器Fig．1Annulardenuder呈毛玻璃状，以使较多的吸收剂均匀的涂在壁上夹缝宽度为1．8ram。在入口处留有未磨毛的玻璃管长6cm，这是为了保证空气以层流状态通过吸收表面因为较大的气溶胶粒子可能由于惯性撞在AD入口处而造成损失，因此留出一段惰性入口也可以避免由此对吸收气体的分析造成的干扰．为了试验AD对氨的吸收效率．将两个AD涂上一1．5％草酸一乙醇溶液，用清芝～洁干燥的空气吹干后，串联鬯起来进行采样，流量为35L／一70min．测量两个AD吸收的氨量，可以计算第一支AD对氨的吸收效率和吸收容量通过AD的性能试验，可以得到AD对氨的去除效率和吸收容量(图2)．由图2可以看出，当第一个AD上吸收的NH1小于100／zg时，能保证去除效率在96％以上．但在第一个AD吸收NH的量达到280~g时，收集效率下降到小于90％．结果表明AD吸收NH1的量不要010o2O0300400N吸收量，图2AD对氨的收集效率与吸收量的关系Fig．2AD’dadsorptionefficiencyafunctionofNHsburden超过200tLg为好．据此设计出一支AD，使其吸收N的效率为(97．5±2．8)％．为保证长时间采样时，一支AD对大气氨的完全去除，我们在现场测定气溶胶的酸性时，采用3％的柠檬酸．乙醇溶液涂AD，并将采样流量降为25L／min2．2粗粒子钙、镁盐在扩散管中的丢失为了考查粗粒子在AD中的损失我们用两种滤膜采样器进行平行采样．一组前置AD，另一组没有AD．用经过预处理的石英滤膜收集TSP，采样流量35L／min，每张滤膜累计采样26h，其间更换两次AD．石英膜上的颗粒物用原子吸收法分析了水溶物中的ca2和Mg2的含量(日立180—80型偏振塞曼原子吸收分光度计)，所得结果见表1．表1粗粒子在扩散管中的损失【，)TabklCo~．separticlelossinAD(．s...