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大气气溶胶水溶性离子自动监测仪校准装置初探

王婷 景军 张明 王晓康 刘文儒 刘巍 徐广强 杨杰

王婷,景军,张明,等. 大气气溶胶水溶性离子自动监测仪校准装置初探[J]. 计量科学与技术,2024, 68(1): 63-69 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0343
引用本文: 王婷,景军,张明,等. 大气气溶胶水溶性离子自动监测仪校准装置初探[J]. 计量科学与技术,2024, 68(1): 63-69 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0343
WANG Ting, JING Jun, ZHANG Ming, WANG Xiaokang, LIU Wenru, LIU Wei, XU Guangqiang, YANG Jie. Preliminary Study on Calibration Device for Automatic Monitoring of Water-Soluble Ions in Atmospheric Aerosols[J]. Metrology Science and Technology, 2024, 68(1): 63-69. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0343
Citation: WANG Ting, JING Jun, ZHANG Ming, WANG Xiaokang, LIU Wenru, LIU Wei, XU Guangqiang, YANG Jie. Preliminary Study on Calibration Device for Automatic Monitoring of Water-Soluble Ions in Atmospheric Aerosols[J]. Metrology Science and Technology, 2024, 68(1): 63-69. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0343

大气气溶胶水溶性离子自动监测仪校准装置初探

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0343
基金项目: 国家市场监督管理总局科技计划项目(2021MK124)。
详细信息
    作者简介:

    王婷(1980-),青岛市计量技术研究院高级工程师,研究方向:化学计量,邮箱:249295196@qq.com

  • 中图分类号: TB99

Preliminary Study on Calibration Device for Automatic Monitoring of Water-Soluble Ions in Atmospheric Aerosols

  • 摘要: 大气气溶胶水溶性离子自动监测仪为大气研究提供了一种全新的,在线监测大气污染及研究的手段,美国、欧盟已对国外的此类设备提供了测试报告或研制了相应的标准物质,我国目前在这一领域尚无质量控制技术。初步搭建了一种大气气溶胶水溶性离子自动监测仪校准装置,装置包括三个模块:气溶胶发生系统、采样系统、基于HJ799和HJ800原理的自动测试系统。最终以该自动测试系统得到的数据为标准值,给出前端装置的修正值或修正系数。通过实验,分别对三个模块的性能进行了验证,均满足各自在校准装置中承担的功能作用,但由于系统比较复杂,应进一步考察影响装置各模块准确性的因素,提升各模块的效率,得到一套具有稳定特性的校准装置。
  • 图  1  校准装置结构示意图

    Figure  1.  Schematic of the calibration device structure

    图  2  发生粒子的空气动力学粒径谱图

    Figure  2.  Aerodynamic particle size spectra of generated particles

    图  3  切割器捕集效率评价系统组成结构

    Figure  3.  Structure of the cutter capture efficiency evaluation system

    图  4  PM2.5切割器的拟合曲线

    Figure  4.  Fitting curve of the PM2.5 separator

    图  5  基于HJ799和HJ800原理的大气气溶胶水溶性离子连续自动监测仪工作结构图

    Figure  5.  Working structure diagram of the continuous automatic monitor for water-soluble ions in atmospheric aerosols based on HJ799 and HJ800 principles

    图  6  标准工作曲线

    Figure  6.  Standard working curve

    表  1  PM2.5实验粒子的粒径要求

    Table  1.   Particle size requirements of PM2.5 experimental particles

    实验粒子的空气动力学当量直径Da(μm)
    1.5±0.252.0±0.252.2±0.252.5±0.252.8±0.253.0±0.253.5±0.254.0±0.5
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    表  2  标准工作曲线浓度与色谱峰面积的测量结果

    Table  2.   Measurement results of concentration and chromatographic peak area for the standard working curve

    标准工作曲线 浓度(mg/L) 峰面积(μS/cm·s)
    1113
    226
    567
    10142
    240619
    45706
    50785
    55863
    60943
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    表  3  线性范围、线性方程及相关系数

    Table  3.   Linear range, linear equation, and correlation coefficient

    成分 标准工作曲线 线性方程 相关系数(R
    Cl 1 y=16.11x−22.27 0.99978
    2 y=14.37x−2.30 0.99965
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    表  4  离子色谱单元验证结果

    Table  4.   Verification results for the ion chromatography unit

    标准溶液(mg/L) 测量值(mg/L) 平均值(mg/L) 误差(%)
    2 1.99 1.97 −1.5
    1.95
    1.97
    50 51.23 51.08 2.2
    50.97
    51.04
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    表  5  滤膜预处理单元及离子色谱单元验证结果

    Table  5.   Verification results for the filtration membrane pretreatment unit and ion chromatography unit

    标准物质浓度
    (mg/L)
    滴至滤膜体积
    (mL)
    去离子水加入量 提取液浓度
    (mg/L)
    测量值
    (mg/L)
    误差
    (%)
    质量(g) 20℃密度(g/mL) 体积(mL)
    1000 1.25 23.8545 0.998232 23.90 52.31 50.47 −3.5
    24.0142 0.998232 24.06 51.96 50.86 −2.1
    25.4053 0.998232 25.45 49.12 47.61 −3.1
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    表  6  滤膜预处理单元及离子色谱单元样品空白验证结果

    Table  6.   Sample blank verification results for the filtration membrane pretreatment unit and ion chromatography unit

    去离子水加入量测量值(mg/L)平均值(mg/L)
    质量(g)20℃密度(g/mL)体积(mL)
    24.62510.99823224.670.000.00
    24.90260.99823224.950.00
    25.18370.99823225.230.00
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-12-10
  • 录用日期:  2023-12-15
  • 修回日期:  2023-12-21
  • 网络出版日期:  2023-12-27
  • 刊出日期:  2024-01-18

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