降低環(huán)境空氣中氯化氫監(jiān)測本底值的研究

李媛

摘 要：本文是由于在環(huán)境空氣氯化氫監(jiān)測時常遇見偶發(fā)性結(jié)果偏高而引起的氯化氫結(jié)果超標(biāo)的現(xiàn)象而引發(fā)的思考與研究，設(shè)計了四種條件實驗，結(jié)果驗證了在整個環(huán)境空氣氯化氫監(jiān)測的過程中均有引入污染可能性，并給出了建議。

關(guān)鍵詞：氯化氫；環(huán)境空氣；吸收管；濾膜；離子色譜

中圖分類號：R35 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）24-0007-02

《環(huán)境空氣和廢氣中氯化氫的測定離子色譜》HJ 549-2016[1]已于2016年正式發(fā)布，其中對于環(huán)境空氣的檢出限提出了規(guī)定，即0.02mg/m3。在執(zhí)行氯化氫環(huán)境空氣排放標(biāo)準(zhǔn)中一般引用《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16297-1996[2]中無組織排放監(jiān)控濃度限值，即0.2mg/m3。在整個氯化氫環(huán)境空氣監(jiān)測過程中，無處不在的氯離子極易污染樣品，另外氯化氫環(huán)境空氣檢出限與排放標(biāo)準(zhǔn)的差距較小，這些外在的氯離子干擾極易引起環(huán)境空氣氯化氫的結(jié)果超標(biāo)。

本項實驗主要運用分析快速、簡單、準(zhǔn)確度和靈敏度高的離子色譜儀[3-4]，測定環(huán)境空氣中的氯化氫，關(guān)注于易引起環(huán)境空氣中氯化氫結(jié)果超標(biāo)的幾個方面，尤其是在氯化氫環(huán)境空氣監(jiān)測中出現(xiàn)數(shù)據(jù)不規(guī)律現(xiàn)象，以及某支吸收管氯化氫測定結(jié)果偶發(fā)性偏高，甚至造成氯化氫環(huán)境空氣最終結(jié)果的超標(biāo)。因此，設(shè)計了一組氯化氫條件實驗，發(fā)現(xiàn)幾處容易引發(fā)氯化氫環(huán)境空氣結(jié)果偏高或不規(guī)律的因素，結(jié)合監(jiān)測過程中可能帶入氯離子污染的環(huán)節(jié)，具體闡述條件實驗的結(jié)果，并結(jié)合實驗結(jié)果提出建議。

1 實驗部分

1.1 儀器及耗材

儀器：離子色譜儀ICS-1500；超純水機。

耗材：沖擊式吸收管、封口膜、乙酸-硝酸濾膜、一次性水系濾膜。

1.2 實驗部分

使用離子色譜儀對環(huán)境空氣氯化氫監(jiān)測中所使用的吸收管進(jìn)行本底值測定；再把吸收管未封口放置在環(huán)境空氣中，測得結(jié)果；同時檢驗采樣時所用不同材質(zhì)濾膜的本底值；最后再使用質(zhì)控樣品參與監(jiān)測全過程。

2 結(jié)果與討論

2.1 吸收管本底對氯化氫環(huán)境空氣結(jié)果的影響

使用60支氯化氫環(huán)境空氣沖擊式吸收管，裝入純水模擬氯化氫環(huán)境空氣監(jiān)測中實驗室空白樣品，采氣體積按60L算。結(jié)果見表1。

結(jié)果顯示：51支沖擊式吸收管低于0.02mg/m3，即低于氯化氫環(huán)境空氣方法檢出限0.02mg/m3；8支沖擊式吸收管高于檢出限0.02mg/m3，低于0.08 mg/m3，即低于氯化氫環(huán)境空氣方法檢測下限；1支沖擊式吸收管大于0.08mg/m3，即高于氯化氫環(huán)境空氣方法檢測下限。實驗室空白測定結(jié)果應(yīng)低于方法檢出限，全程序空白測定結(jié)果應(yīng)低于測定下限。否則，應(yīng)查找原因或重新采集樣品。因此，此批環(huán)境空氣實驗室空白吸收管中有9支超過氯化氫環(huán)境空氣方法檢出限，不合格率為15%。

在實際氯化氫環(huán)境空氣監(jiān)測中沖擊式吸收管應(yīng)專管專用，采樣后存放樣品的采樣箱不混裝其他項目的樣品。在清洗氯化氫沖擊式吸收管時不使用自來水清洗，只使用純水多次清洗，防止被污染，末次清洗液的電導(dǎo)率應(yīng)小于1.0μS/cm，以保證其本底低于方法檢出限。采樣時使用的連接管及監(jiān)測過程中所使用的各種器皿均用純水反復(fù)洗滌[5]，保證其不受環(huán)境中氯離子的污染。清洗后的沖擊式吸收管置于潔凈的環(huán)境中晾干備用。

2.2 空氣中水溶性氯離子對氯化氫環(huán)境空氣結(jié)果的影響

在模擬實驗中選取10支潔凈實驗室空白管（即空白吸收管的測定值）與采樣同步裝入純水，同步取出吸收液測定，實驗室空白的結(jié)果均小于0.02mg/m3。在實驗室空白管中再次加入10ml純水，在實驗室未封口放置大約18小時后測定結(jié)果為0.11mg/m3至0.21mg/m3。結(jié)果見表3。

通過表2實驗結(jié)果可知，部分氯化氫結(jié)果已經(jīng)超過大氣污染物無組織排放標(biāo)準(zhǔn)，其增加的值可能是由于吸收管未封口放置于空氣中，純水吸附了大氣環(huán)境PM2.5中的氯離子，而氯離子作為PM2.5中主要水溶性陰離子[6]使得吸收管純水中氯離子濃度大幅升高。由此看出，大氣環(huán)境中的水溶性氯離子也是影響氯化氫環(huán)境空氣結(jié)果的一個因素。

在實際氯化氫環(huán)境空氣監(jiān)測中，樣品可能受外界氯離子的沾污方式很多，應(yīng)把清洗烘干的沖擊式吸收管在采樣前裝入吸收液，并用連接管密封保存和運輸；在采樣過程中應(yīng)全程佩戴手套，防止手上氯化物的干擾；采樣后應(yīng)及時把吸收管封口，防止空氣微塵的污染；吸收瓶、連接管及各器皿均應(yīng)用純水反復(fù)洗滌并防止被污染，末次洗液的電導(dǎo)率應(yīng)小于1.0μS/cm。

2.3 濾膜對氯化氫環(huán)境空氣結(jié)果的影響

在氯化氫環(huán)境空氣監(jiān)測中，采樣時需要使用濾膜截留空氣中的顆粒物，但所用的濾膜也會對氯化氫的本底產(chǎn)生干擾。選用三種濾膜各一片，分別置于10ml純水中，浸泡20分鐘后取出測定。第一種濾膜：直徑35mm的乙酸-硝酸濾膜；第二種：直徑90mm乙酸-硝酸濾膜，剪成35mm后使用；第三種：一次性水系針管式濾膜，材質(zhì)不知。結(jié)果見表3。結(jié)果顯示三種濾膜未見明顯差異，結(jié)果均高于氯化氫方法檢出限0.02mg/m3。

在氯化氫環(huán)境空氣監(jiān)測中建議使用HJ549-2016中提到的聚四氟乙烯濾膜或石英濾膜，對粒徑大于0.3μm顆粒物的阻留效率不低于99.9%，同時為保證濾膜不會帶來氯化氫空氣本底的增加，建議在購買濾膜時進(jìn)行同批次濾膜驗收。

2.4 使用質(zhì)控樣品監(jiān)控環(huán)境空氣氯化氫監(jiān)測全過程

用清洗潔凈的沖擊式吸收管，裝置5組（每組2支）10ml已知濃度為0.25mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，并用封口膜密封，與現(xiàn)場空白同步帶至采樣現(xiàn)場，樣品采集完畢后，質(zhì)控樣品、全程空白與所采集的樣品放置在同一箱子內(nèi)帶回，質(zhì)控樣品與全程空白的測定結(jié)果見表4。

通過表4實驗結(jié)果的數(shù)據(jù)比對，我們能夠看出這五組全程空白有四組不符合HJ 549-2016中對全程空白的要求（HJ 549-2016中規(guī)定全程空白結(jié)果須低于0.08mg/m3），同時這四組質(zhì)控樣品的結(jié)果也普遍比理論值高。而符合全程空白要求的第三組數(shù)據(jù)中，質(zhì)控樣品的測定結(jié)果相對是比較滿意的?？梢?，在環(huán)境空氣氯化氫的監(jiān)測全過程都須做好氯離子沾污防護(hù)，在氯化氫環(huán)境空氣監(jiān)測的全過程中增加質(zhì)控樣品也是一個相對可控的方法。

3 結(jié)語

因《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16297-1996中對氯化氫空氣的排放標(biāo)準(zhǔn)較低，一般為0.20mg/m3，可見若在監(jiān)測全過程中帶入污染，極易會增加超標(biāo)的風(fēng)險。在氯化氫空氣監(jiān)測過程中引入氯離子的污染的途徑較多，需要在沖擊式吸收管準(zhǔn)備、采樣過程以及實驗室分析過程多加關(guān)注，避免樣品受到外加氯離子污染，而造成環(huán)境空氣氯化氫結(jié)果的超標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]環(huán)境保護(hù)部.HJ 549-2016環(huán)境空氣和廢氣氯化氫的測定離子色譜法[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2016.

[2]劉晶，沈敏，董晶晶.堿片-離子色譜法測定硫酸鹽化速率影響因素初探[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2016，8（2）：37-39.

[3]任妍冰，姚遠(yuǎn)，王清.水中鉀、鈉兩種測定方法的比較研究[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2013，5（10）：30-31.

[4]董錚，王琳，田芳.離子色譜法測定環(huán)境空氣中氯化氫降低空白值的方法[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技，2015，27（1）：50-52.

[5]俞梁敏，楊倩，邱亮，等.昆山市夏秋 季節(jié)大氣PM2.5中水溶性無機陰離子的污染特征[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2014，6（5）：45-46.