[发明专利]基于流动注射分析的大气中铁浓度的在线测量装置及方法

说明书

本发明公布了一种基于流动注射分析的大气中铁浓度的在线测量装置及方法，基于菲洛嗪溶液染色检测可溶性二价铁离子，使用气溶胶粒子捕集器连续收集大气中的可溶性铁离子，通过长光程液芯光纤对所捕集的可溶性铁离子进行比色分析，动态扣除可溶性铁离子测量中的干扰信号，实现了大气中可溶性铁离子的高精度高时间分辨率高准确度的在线测量。本发明可适应大气中不同铁离子浓度的测量，可同时在线连续测定大气中可溶性二价铁离子和三价铁离子，彻底避免因离线采样造成的二价铁离子氧化问题。本发明装置启动和维护简便，实现了全自动分析，检测数据质量高，空间分辨率、时间分辨率高及灵敏度高，系统稳定性好。

技术领域

本发明涉及一种用湿化学法测定大气中可溶性铁浓度的技术，尤其涉及一种基于流动注射分析的大气中铁浓度的在线测量装置及方法，具有高灵敏度、高时空分辨率、高稳定性和低干扰的特点。

背景技术

铁是大气中重要的过渡金属，其具有来源广泛、不可降解的特点，大气中铁的存在对于环境和人体健康也存在诸多危害。一方面铁可通过气溶胶的干湿沉降转移累积到地表土壤或者水体中，从而最终转移到人体内，另一方面铁可通过人体的呼吸进入肺部组织对人体健康产生极大的危害。大气中的铁还具有催化协同作用，可以作为大气中的反应表面或者催化剂，从而加速污染物的转化。

环境大气中可溶性铁离子存在价态为二价和三价，其浓度低，存在显著的时空分布；其检测技术需要满足在线分析、高灵敏度、高时空分辨率等技术要求。目前，对于大气中铁的测量多使用离线采样的方法，如原子吸收分光光度法(AAS)，电感耦合离子体质谱法(GCP-MS)，等离子体发射光谱法(ICP-AES)。离线采样的方法因采样到分析时间较长，二价铁离子容易氧化，降低了检测的准确性。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于流动注射分析的大气中铁浓度的在线测量装置及方法，基于菲洛嗪溶液染色检测可溶性二价铁离子这一国标方法，通过在线连续收集大气中的可溶性铁离子，通过长光程液芯光纤对所捕集的可溶性铁离子进行比色分析，实现了大气中可溶性铁离子的高精度高时间分辨率高准确度的在线测量。本发明可同时测定大气中可溶性二价铁离子和三价铁离子。

为实现上述目的，本发明开发了一种在线检测大气中可溶性铁离子的湿化学测量装置，该装置至少包括螺旋管冷凝器、气液混合腔、捕捉器、采样泵、质量流量计、蠕动泵、抽水泵、样品收集器、电磁驱动微量泵、螺旋管混合腔、三通阀、LED光源、光谱仪、光纤、长光程流通池(LWCC)、计算机/笔记本电脑、驱动电源电路、吸收溶液(去离子水)、染色溶液(菲洛嗪溶液)、还原溶液(盐酸羟胺溶液)、冲洗液(去离子水)、冷凝水、USB连接线、多个1/4英寸和1/16英寸四氟管；分为采样单元、气/液传输单元、检测单元；

具体实施时，采样单元包括螺旋管冷凝器、气液混合腔、捕捉器、采样泵、质量流量计、蠕动泵、抽水泵、样品收集器、吸收溶液(去离子水)、冷凝水、1/4英寸四氟管、1/16英寸四氟管；气/液传输单元包括电磁驱动微量泵、三通阀、螺旋管混合腔、染色溶液(菲洛嗪溶液)、还原溶液(盐酸羟胺溶液)、冲洗液(去离子水)、1/16英寸四氟管；检测单元包括长光程流通池、LED光源、光谱仪、光纤、USB连接线和计算机；