评述与进展

    大气中氨的采集技术

    梁宝生

    3

    朱 彤

    (北京大学环境学院,环境模拟与污染控制国家联合重点实验室,北京100871)

    摘 要 氨是大气中重要的碱性微量组分。本文系统地综述了大气中氨的采集技术进展,包括其原理、干扰、误差来源、优缺点及应用等,重点介绍了滤膜法、扩散管法与各种氨自动分析仪。

    关键词 氨,滤膜法,扩散管法,氨自动分析仪,评述

    2004204220收稿; 2004208209接受

    本文系国家重点基础研究(973)资助项目(No. 2002CB410802)

    1 引 言

    氨是大气中重要的碱性气体,在大气化学、传输与沉降过程中发挥着重要作用[ 1 ] 。通过与SO2、NOx

    氧化生成的酸性产物(硫酸与硝酸)反应,生成硫酸铵和硝酸铵二次气溶胶,从而降低能见度,影响人体

    健康;氨在酸沉降和富营养化中的作用及其对生态系统与水质的影响[ 2, 3 ] ;土壤、植被、水与大气间氨的

    交换在全球氮循环中发挥了重要作用;此外,氨可以导致全球变暖[ 4 ] 。由于氨在大气中以气相和颗粒

    相两种形式存在,且两相之间很容易发生相互转化,因此使得大气中氨浓度的准确测量相对困难,它要

    求在样品采集过程中既要将气态氨与颗粒态铵两相分开,又要避免两者间的相互干扰。因此样品的采

    集技术显得至关重要。本文系统地综述了大气中氨的采集技术进展,包括其干扰、误差来源、优缺点及

    应用等,重点介绍了滤膜法、扩散管法与各种氨自动分析仪。

    2 滤膜法

    滤膜法是国内外常用的同时测定气体和颗粒物的方法[ 5～7 ] 。它广泛用于大气物种的长期测量,尤

    其是与干沉降有关的酸性物种的监测。该法通常使用二或三层滤膜,其中第一层用于采集颗粒物,常用

    聚四氟乙烯(Teflon)滤膜、石英滤膜、有机膜或玻璃纤维膜,第二层或第三层则采用尼龙(Nylon)滤膜或

    各种浸渍滤膜收集气态物种。对于氨,常采用磷酸、草酸、柠檬酸或亚磷酸浸渍膜。

    许多研究表明[ 8～10 ] ,滤膜法分离过程本身存在着一些问题,导致气相组分和颗粒物组成发生变化,造成采样误差。特别是使用玻璃纤维滤膜采样时,这种人为的误差更为显著,误差的主要来源为: ( 1)

    气态氨被采集在第一层滤膜上的颗粒物吸附或相互反应,造成气态氨测定的负误差; (2)易挥发的颗粒

    物如硝酸铵和氯化铵在采样期间,可能由于温度、压力和相对湿度的变化而引起部分解离,造成颗粒态 ......