[发明专利]一种大气气溶胶中硝酸盐颗粒物的氧同位素比值的测定方法

说明书

本发明公开了一种大气气溶胶中硝酸盐颗粒物的氧同位素比值的测定方法。本发明方法先将气溶胶中硝酸盐充分转化为亚硝酸盐再充分反应生成N₂O气体，产生的N₂O气体的氧原子来自于反应过程中的NO₂^‑，NO₂^‑的氮、氧同位素比值与原NO₃^‑的相同，如果没有与水发生氧交换和同位素分馏，N₂O的δ¹⁸O与来自硝酸盐的δ¹⁸O的斜率应该为1；因此，通过建立已知硝酸盐氧同位素值和其转化产生的氧化亚氮气体的氧同位素值的相关曲线，应用该曲线的斜率和截距可以计算样品中的硝酸盐氧同位素值。本发明方法准确度高。

技术领域

本发明涉及一种大气气溶胶中硝酸盐颗粒物的氧同位素比值的测定方法。

背景技术

随着城市化及工业化的发展，大气污染程度越来越大，大气颗粒物的组成成分越来越复杂，研究表明，大气颗粒物对交通、人类、动植物等产生了严重不良影响[陈永忠,肖化云.大气气溶胶的种类及其对人类的影响分析[J].江西科学,2009,27(06):912-915]。大气气溶胶组成成分复杂多样，硝酸盐颗粒物是其重要组成部分，因此成为气溶胶领域的重要的研究对象。随着稳定同位素技术的发展，应用该技术对大气气溶胶的来源进行解析，成为气溶胶研究的重要方向。大气气溶胶的不同来源及转化过程有不同的δ¹⁸O，应用稳定同位素技术分析氧同位素可以研究硝酸盐颗粒物的来源以及形成过程[李亲凯,杨周,黄俊,崔高仰,李晓东.大气颗粒物稳定同位素组成的研究进展[J].生态学杂志,2016,35(04):1063-1071；秦燕,范昌福,胡斌,李延河.新疆吐哈地区气溶胶的氮氧同位素组成及硝酸盐矿床成因的指示意义[J].地质学报,2015,89(S1):97-98；Elliott E,Kendall C,WankelS,et al.2007.Nitrogen isotopes as indicators ofNOx source contributions toatmospheric nitrate deposition across the midwestern and northeasternUnitedStates.Environmental Science&Technology,41:7661-7667；刘冬伟,图影,方运霆.铵盐和硝酸盐稳定同位素丰度测定方法及其应用案例[J].应用生态学报,2017,28(07):2353-2360；王曦,曹亚澄,韩勇,唐昊冶,王如海,孙晓丽,孙玉芳.化学转化法测定水体中硝酸盐的氮氧同位素比值[J].土壤学报,2015,52(03):558-566]，进而可以解决大气气溶胶硝酸盐颗粒物来源、转化过程等复杂问题以及最终为解决环境污染问题作贡献。

目前国内对大气气溶胶中硝酸盐颗粒物的氧同位素的研究较少，硝酸盐氧同位素测定的前处理分析方法主要有：离子交换法、叠氮酸化学还原法和细菌反硝化法[徐志伟,张心昱,于贵瑞,孙晓敏,温学发.中国水体硝酸盐氮氧双稳定同位素溯源研究进展[J].环境科学,2014,35(08):3230-3238]。由于离子交换法样品需要量大、前处理方式繁琐、样品易污染，目前使用最多的是叠氮酸化学还原法和细菌反硝化法。但反硝化法存在复杂的生物反应机制，不易控制，还需要保持反硝化细菌的活性[徐志伟,张心昱,于贵瑞,孙晓敏,温学发.中国水体硝酸盐氮氧双稳定同位素溯源研究进展[J].环境科学,2014,35(08):3230-3238]；而化学还原法机理明确，反应过程简单易操作，国内主要应用于水体硝酸盐同位素的分析，在将已有方法应用到大气气溶胶的测定时，发现硝酸盐还原率较低，导致同位素值不稳定，因此我们改进了化学转化法来准确测定气溶胶硝酸盐氧同位素。

发明内容

本发明的目的是提出一种准确测定大气气溶胶硝酸盐颗粒物的氧同位素比值的方法，为研究大气污染源及污染物迁移转化问题提供有效依据。

本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：