[發明專利]基于流動注射分析的大氣中鐵濃度的在線測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201811281989.2
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN110618096B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 陸克定;劉禹含;董華斌;李姝樂;邱婉怡
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/01
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 黃鳳茹

本發明公布了一種基于流動注射分析的大氣中鐵濃度的在線測量裝置及方法，基于菲洛嗪溶液染色檢測可溶性二價鐵離子，使用氣溶膠粒子捕集器連續收集大氣中的可溶性鐵離子，通過長光程液芯光纖對所捕集的可溶性鐵離子進行比色分析，動態扣除可溶性鐵離子測量中的干擾信號，實現了大氣中可溶性鐵離子的高精度高時間分辨率高準確度的在線測量。本發明可適應大氣中不同鐵離子濃度的測量，可同時在線連續測定大氣中可溶性二價鐵離子和三價鐵離子，徹底避免因離線采樣造成的二價鐵離子氧化問題。本發明裝置啟動和維護簡便，實現了全自動分析，檢測數據質量高，空間分辨率、時間分辨率高及靈敏度高，系統穩定性好。

技術領域

本發明涉及一種用濕化學法測定大氣中可溶性鐵濃度的技術，尤其涉及一種基于流動注射分析的大氣中鐵濃度的在線測量裝置及方法，具有高靈敏度、高時空分辨率、高穩定性和低干擾的特點。

背景技術

鐵是大氣中重要的過渡金屬，其具有來源廣泛、不可降解的特點，大氣中鐵的存在對于環境和人體健康也存在諸多危害。一方面鐵可通過氣溶膠的干濕沉降轉移累積到地表土壤或者水體中，從而最終轉移到人體內，另一方面鐵可通過人體的呼吸進入肺部組織對人體健康產生極大的危害。大氣中的鐵還具有催化協同作用，可以作為大氣中的反應表面或者催化劑，從而加速污染物的轉化。

環境大氣中可溶性鐵離子存在價態為二價和三價，其濃度低，存在顯著的時空分布；其檢測技術需要滿足在線分析、高靈敏度、高時空分辨率等技術要求。目前，對于大氣中鐵的測量多使用離線采樣的方法，如原子吸收分光光度法(AAS)，電感耦合離子體質譜法(GCP-MS)，等離子體發射光譜法(ICP-AES)。離線采樣的方法因采樣到分析時間較長，二價鐵離子容易氧化，降低了檢測的準確性。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種基于流動注射分析的大氣中鐵濃度的在線測量裝置及方法，基于菲洛嗪溶液染色檢測可溶性二價鐵離子這一國標方法，通過在線連續收集大氣中的可溶性鐵離子，通過長光程液芯光纖對所捕集的可溶性鐵離子進行比色分析，實現了大氣中可溶性鐵離子的高精度高時間分辨率高準確度的在線測量。本發明可同時測定大氣中可溶性二價鐵離子和三價鐵離子。

為實現上述目的，本發明開發了一種在線檢測大氣中可溶性鐵離子的濕化學測量裝置，該裝置至少包括螺旋管冷凝器、氣液混合腔、捕捉器、采樣泵、質量流量計、蠕動泵、抽水泵、樣品收集器、電磁驅動微量泵、螺旋管混合腔、三通閥、LED光源、光譜儀、光纖、長光程流通池(LWCC)、計算機/筆記本電腦、驅動電源電路、吸收溶液(去離子水)、染色溶液(菲洛嗪溶液)、還原溶液(鹽酸羥胺溶液)、沖洗液(去離子水)、冷凝水、USB連接線、多個1/4英寸和1/16英寸四氟管；分為采樣單元、氣/液傳輸單元、檢測單元；

具體實施時，采樣單元包括螺旋管冷凝器、氣液混合腔、捕捉器、采樣泵、質量流量計、蠕動泵、抽水泵、樣品收集器、吸收溶液(去離子水)、冷凝水、1/4英寸四氟管、1/16英寸四氟管；氣/液傳輸單元包括電磁驅動微量泵、三通閥、螺旋管混合腔、染色溶液(菲洛嗪溶液)、還原溶液(鹽酸羥胺溶液)、沖洗液(去離子水)、1/16英寸四氟管；檢測單元包括長光程流通池、LED光源、光譜儀、光纖、USB連接線和計算機；