大气臭氧被动采样方法及其Δ17O测定的研究

李裕文 赵祝钰 曹芳 周雨辰 周苇菁 杨笑影 俞浩然 章炎麟

引用本文: 李裕文, 赵祝钰, 曹芳, 周雨辰, 周苇菁, 杨笑影, 俞浩然, 章炎麟. 大气臭氧被动采样方法及其Δ17O测定的研究[J]. 分析化学, 2022, 50(5): 801-809. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.210798 shu
Citation:  LI Yu-Wen,  ZHAO Zhu-Yu,  CAO Fang,  ZHOU Yu-Chen,  ZHOU Wei-Jing,  YANG Xiao-Ying,  YU Hao-Ran,  ZHANG Yan-Lin. Passive Sampling of Atmospheric Ozone and Determination of Δ17O[J]. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2022, 50(5): 801-809. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.210798 shu

大气臭氧被动采样方法及其Δ17O测定的研究

    通讯作者: 曹芳,E-mail:caofang@nuist.edu.cn; 章炎麟,E-mail:dryanlinzhang@outlook.com
  • 基金项目:

    国家自然科学基金项目(Nos.41977305,41977185)、江苏省双创团队项目(2018)、江苏省自然科学基金项目(No.BK20180040)和江苏省"333人才工程"项目(No.RRA2020068)资助。

摘要: 基于被动采样方法,使用亚硝酸盐涂覆的被动采样器,对大气中臭氧(O3)进行采集,采样周期为1周。将大气O3转化为吸附膜上的硝酸盐,通过加入一定浓度的氨基磺酸将剩余的亚硝酸盐去除后,加入适量NaOH中和,调节溶液pH值,最后采用反硝化细菌法将硝酸盐转化为N2O,进入800℃金管高温裂解为N2和O2,将测定的δ18O和δ17O值换算为Δ17O (Δ17O=δ17O-0.52δ18O),根据国际标准样品(USGS34和USGS35)建立的标准曲线获取硝酸盐的Δ17O真实值,并进一步换算为大气中O3的Δ17O值。研究结果表明,加入0.5 mL氨基磺酸(1 mol/L),振荡15 min可完全去除亚硝酸盐,且对硝酸盐同位素值测定无影响;使用99.999% NaNO2可更好地降低试剂中NO-3导致的空白效应,从而减小对同位素值测定的影响;O3转化生成的硝酸盐含量应高于6 μg NO-3-N,此时测得Δ17O的标准偏差为0.29‰(n=3)。通过本方法对南京市春季的大气被动采集O3样品进行分析,换算得到O3的Δ17O=26.59‰±1.41‰,与主动采集样品的值基本一致。被动采集方法具有成本低、仪器便携性好、耗能小等优点,其同位素值测量结果表明,被动采样是一种可行性高的采样方法,可用于大气O3氧同位素异常值研究。

English


    1. [1]

      ALEXANDER B, SHERWEN T, HOLMES C D, FISHER J A, CHEN Q, EVANS M J, KASIBHATLA P. Atmos. Chem. Phys., 2020, 20(6):3859-3877.ALEXANDER B, SHERWEN T, HOLMES C D, FISHER J A, CHEN Q, EVANS M J, KASIBHATLA P. Atmos. Chem. Phys., 2020, 20(6):3859-3877.

    2. [2]

      VICARS W C, BHATTACHARYA S K, ERBLAND J, SAVARINO J. Rapid Commun. Mass Spectrom., 2012, 26(10):1219-1231.VICARS W C, BHATTACHARYA S K, ERBLAND J, SAVARINO J. Rapid Commun. Mass Spectrom., 2012, 26(10):1219-1231.

    3. [3]

      YU Hao-Ran, CAO Fang, ZHANG Wen-Qi, ZHAO Zhu-Yu, ZHANG Yan-Lin. Chin. J. Anal. Chem., 2021, 49(2):253-262. 俞浩然, 曹芳, 张雯淇, 赵祝钰, 章炎麟. 分析化学, 2021, 49(2):253-262.

    4. [4]

      ZHAO Zhu-Yu, CAO Fang, ZHANG Wen-Qi, ZHAI Xiao-Yao, FANG Yan, FAN Mei-Yi, ZHANG Yan-Lin. Chin. J. Anal. Chem., 2019, 47(6):907-915. 赵祝钰, 曹芳, 张雯淇, 翟晓瑶, 方言, 范美益, 章炎麟. 分析化学, 2019, 47(6):907-915.

    5. [5]

      HE P, XIE Z, CHI X Y, YU X W. Atmos. Chem. Phys., 2018, 18(19):14465-14476.HE P, XIE Z, CHI X Y, YU X W. Atmos. Chem. Phys., 2018, 18(19):14465-14476.

    6. [6]

      ZONG Z, WANG X P, TIAN C G, CHEN Y J, FANG Y T, ZHANG F, LI C, SUN J Z, LI J, ZHANG G. Environ. Sci. Technol., 2017, 51(11):5923-5931.ZONG Z, WANG X P, TIAN C G, CHEN Y J, FANG Y T, ZHANG F, LI C, SUN J Z, LI J, ZHANG G. Environ. Sci. Technol., 2017, 51(11):5923-5931.

    7. [7]

      ZHANG Wen-Qi, ZHANG Yan-Lin. Chin. Sci. Bull., 2019, 64(7):649-662. 张雯淇, 章炎麟. 科学通报, 2019, 64(7):649-662.

    8. [8]

      ISHINO S, HATTORI S, SAVARINO J, JOURDAIN B, PREUNKERT S, LEGRAND M, CAILLON N, BARBERO A, KURIBAYASHI K, YOSHIDA N. Atmos. Chem. Phys., 2017, 17(5):3713-3727.ISHINO S, HATTORI S, SAVARINO J, JOURDAIN B, PREUNKERT S, LEGRAND M, CAILLON N, BARBERO A, KURIBAYASHI K, YOSHIDA N. Atmos. Chem. Phys., 2017, 17(5):3713-3727.

    9. [9]

      SAVARINO J, BHATTACHARYA S K, MORIN S, BARONI M. J. Chem. Phys., 2008, 128(19):194303.SAVARINO J, BHATTACHARYA S K, MORIN S, BARONI M. J. Chem. Phys., 2008, 128(19):194303.

    10. [10]

      JOHNSTON J C, THIEMENS M H. J. Geophys. Res.:Atmos., 1997, 102(D21):25395-25404.JOHNSTON J C, THIEMENS M H. J. Geophys. Res.:Atmos., 1997, 102(D21):25395-25404.

    11. [11]

      KRANKOWSKY D, BARTECKI F, KLEES G G, MAUERSBERGER K, SCHELLENBACH K, STEHR J. Geophys. Res. Lett., 1995, 22(13):1713-1716.KRANKOWSKY D, BARTECKI F, KLEES G G, MAUERSBERGER K, SCHELLENBACH K, STEHR J. Geophys. Res. Lett., 1995, 22(13):1713-1716.

    12. [12]

      BAO H, THIEMENS M H, FARQUHAR J, CAMPBELL D A, LEE C C, HEINE K, LOOPE D B. Nature, 2000, 406(6792):176-178.BAO H, THIEMENS M H, FARQUHAR J, CAMPBELL D A, LEE C C, HEINE K, LOOPE D B. Nature, 2000, 406(6792):176-178.

    13. [13]

      BÖHLKE J K, ERICKSEN G E, REVESZ K. Chem. Geol., 1997, 136(1-2):135-152.BÖHLKE J K, ERICKSEN G E, REVESZ K. Chem. Geol., 1997, 136(1-2):135-152.

    14. [14]

      GONG Yi-Ran, JING Wan-Jun. Environ. Prot. Circ. Econ., 2001, (3):46-48. 贡轶然, 荆万钧. 环境保护与循环经济, 2001, (3):46-48.

    15. [15]

      TANG Can, ZENG Qing-Ru, JIANG Zhao-Hui, ZHOU Xi-Hong, ZHONG Ning. J. Saf. Environ., 2004, (4):13-16. 汤灿, 曾清如, 蒋朝晖, 周细红, 钟宁. 安全与环境学报, 2004, (4):13-16.

    16. [16]

      ZHAO Yang, SHAO Min, WANG Chen, WANG Bo-Guang, LU Si-Hua, ZHONG Liu-Ju. Environ. Sci., 2011, 32(2):324-329. 赵阳, 邵敏, 王琛, 王伯光, 陆思华, 钟流举. 环境科学, 2011, 32(2):324-329.

    17. [17]

      LUO Yu-Han, LIU Wen-Qing, BIAN Lin-Gen, LU Chang-Gui, XIE Pin-Hua, SI Fu-Qi, SUN Li-Guang. Spectrosc. Spectral Anal., 2011, 31(2):456-460. 罗宇涵, 刘文清, 卞林根, 逯昌贵, 谢品华, 司福祺, 孙立广. 光谱学与光谱分析, 2011, 31(2):456-460.

    18. [18]

      CARMICHAEL G R, FERM M, THONGBOONCHOO N, WOO J H, CHAN L Y, MURANO K, VIET P H, MOSSBERG C, BALA R, BOONJAWAT J, UPATUM P, MOHAN M, ADHIKARY S P, SHRESTHA A B, PIENAAR J J, BRUNKE E B, CHEN T, JIE T, DING G, PENG L C, DHIHARTO S, HARJANTO H, JOSE A M, KIMANI W, KIROUANE A, LACAUX J P, RICHARD S, BARTUREN O, CERDA J C, ATHAYDE A, TAVARES T, COTRINA J S, BILICI E. Atmos. Environ., 2003, 37(9-10):1293-1308.CARMICHAEL G R, FERM M, THONGBOONCHOO N, WOO J H, CHAN L Y, MURANO K, VIET P H, MOSSBERG C, BALA R, BOONJAWAT J, UPATUM P, MOHAN M, ADHIKARY S P, SHRESTHA A B, PIENAAR J J, BRUNKE E B, CHEN T, JIE T, DING G, PENG L C, DHIHARTO S, HARJANTO H, JOSE A M, KIMANI W, KIROUANE A, LACAUX J P, RICHARD S, BARTUREN O, CERDA J C, ATHAYDE A, TAVARES T, COTRINA J S, BILICI E. Atmos. Environ., 2003, 37(9-10):1293-1308.

    19. [19]

      SWARTZ J S, VAN ZYL P G, BEUKES J P, LABUSCHAGNE C, BRUNKE E G, PORTAFAIX T, GALY-LACAUX C, PIENAARJ J. Atmos. Environ., 2020, 222:117128.SWARTZ J S, VAN ZYL P G, BEUKES J P, LABUSCHAGNE C, BRUNKE E G, PORTAFAIX T, GALY-LACAUX C, PIENAARJ J. Atmos. Environ., 2020, 222:117128.

    20. [20]

      ALBERTIN S, SAVARINO J, BEKKI S, BARBERO A, CAILLON N. Atmos. Chem. Phys., 2021, 21(13):10477-10497.ALBERTIN S, SAVARINO J, BEKKI S, BARBERO A, CAILLON N. Atmos. Chem. Phys., 2021, 21(13):10477-10497.

    21. [21]

      VICARS W C, SAVARINO J. Geochim. Cosmochim. Acta, 2014, 135:270-287.VICARS W C, SAVARINO J. Geochim. Cosmochim. Acta, 2014, 135:270-287.

    22. [22]

      SAVARD M M, COLE A S, VET R, SMIRNOFF A. Atmos. Chem. Phys., 2018, 18(14):10373-10389.SAVARD M M, COLE A S, VET R, SMIRNOFF A. Atmos. Chem. Phys., 2018, 18(14):10373-10389.

    23. [23]

      GRANGER J, SIGMAN D M. Rapid Commun. Mass Spectrom., 2009, 23(23):3753-3762.GRANGER J, SIGMAN D M. Rapid Commun. Mass Spectrom., 2009, 23(23):3753-3762.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  0
  • 文章访问数:  25
  • HTML全文浏览量:  1
文章相关
  • 收稿日期:  2021-10-19
  • 修回日期:  2022-01-15
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章