[发明专利]一氧化硫离子法检测大气中硫稳定同位素

说明书

本发明公开了一种以SO⁺检测大气样品中硫稳定同位素的方法，具体步骤为大气样品经过滤收集、超声提取、沉淀、灼烧后，装入锡杯并包裹，采用元素分析仪‑稳定同位素质谱联用仪检测待测样品。本发明优化离子源参数，通过调谐灯丝和离子源透镜电压实现高能电子流对SO₂⁺的二次电离作用，以SO⁺离子形式进行硫同位素检测，从而实现了对大气样品硫同位素比值的精确检测，结果准确性高，重复性好，操作简便，效率高。

本发明得到天津师范大学教育基金(043-135202WT1703)的资助。

技术领域

本发明属于稳定同位素分析技术领域，具体涉及一氧化硫离子法检测大气中硫稳定同位素的方法。

背景技术

目前，我国大气污染尤其是大气中PM2.5污染形式严峻，而硫酸盐是大气颗粒物的重要成分之一。随着硫稳定同位素分析技术的不断进步和发展，已有诸多研究报道利用硫稳定同位素研究大气中硫元素溯源。

目前，常见的硫稳定同位素分析方法为元素分析仪与质谱仪联用，即通过元素分析仪将样品中的硫元素氧化为二氧化硫，再通过同位素质谱仪离子源将二氧化硫(SO₂)转化为二氧化硫离子(SO₂⁺)进行硫同位素比值分析。但该方法中涉及的SO₂⁺(及其δS34同位素)其质荷比较高为m/e＝64，66。而稳定同位素质谱仪一般同时承担碳氮同位素检测任务，其所涉及的二氧化碳(及其δC13同位素)和氮气离子(及其δN15同位素)质荷比分别为CO₂⁺(m/e＝44，45)和N₂⁺(m/e＝28，29)。由于常规二氧化硫分析法中SO₂⁺质荷比明显高于CO₂⁺和N₂⁺质荷比。在由碳氮同位素检测转换至硫同位素检测时，由于受仪器记忆效应影响，质荷比较高的SO₂⁺难以有效聚焦于接收器，影响检测结果。为消除仪器记忆效应，往往需要长时间的调试工作，以提高硫同位素检测的准确性和重现性，反之亦然。

本发明利用调谐离子源灯丝和透镜电压实现高能电子流对SO₂⁺离子二次电离技术，使其产生一氧化硫离子(SO⁺)，SO⁺及其δS34同位素质荷比为m/e＝48，50，与CO₂⁺和N₂⁺质荷比更为接近，有利于提高硫稳定同位素检测的准确性和重现性，降低记忆效应影响，提高检测效率。

本发明利用离子源高能电子流对SO₂⁺离子的二次电离作用，产生SO⁺进行硫同位素检测，实现了对大气样品硫同位素比值的精准、高效检测，本发明建立的方法对原有的硫稳定同位素检测方法进行了完善，补充了技术空白。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一氧化硫离子法检测大气中硫稳定同位素的方法，其特征在于按如下的步骤进行：

(1)将大气样品经过滤收集、超声提取、沉淀、灼烧后，精确称量1～10mg样品装入锡杯并包裹；

(2)采用元素分析仪-稳定同位素质谱联用仪检测待测样品；元素分析仪参数为：氧化炉1020℃，柱温箱85℃，氧化炉内石英管中催化剂为氧化钨25克和颗粒状纯铜50克；

(3)高能离子源对样品进行电离产生SO⁺；稳定同位素质谱仪离子源参数为：离子源核心电压5.5KV，离子源灯丝电压-112V，离子源透镜电压157V；