浮尘天气中不同采样时间对硅酸盐测定影响
崔敏 王林芳 张秀兰
摘要：浮尘天气是由于空气中的硅酸盐土壤胶团物质增多导致。长时间的采样可使聚丙烯滤膜上富集大量的硅酸盐，测定硅酸盐含量时，硅酸盐含量的增高会对硅钼蓝显色反应产生抑制作用，使得测定结果偏低，导致测定的准确度降低。
关键词：硅钼蓝比色法；硅酸盐；抑制
中图分类号：X831 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）05-0131-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.078
Abstract： The dust weather is due to the increase in the amount of silicate soil micelles in the air. Long sampling can enrich the polypropylene filtration membrane with a large amount of silicate， when determining the silicate content， the increase of silicate content can inhibit the reaction of the molybdenum blue color reaction， which makes the measurement result low and the accuracy of the measurement decreased.
Key words： Silicon-Molybdenum Blue Colorimetry； Silicate； Inhibition
硅是以多种硅酸盐矿物质形式广泛存在于地壳中，由于内蒙古自治区独特的地理环境，干旱、少雨、强风使得浮尘及沙尘暴天气频繁发生。这本质上由于不稳定的空气条件下及风动量大小的不同，导致硅酸盐土壤胶团不能凝聚在一起，从而形成浮尘天气。浮尘空气中硅酸盐土壤胶团携带的污染物严重威胁人类健康，浮尘污染严重的地区，支气管炎等疾病的发病率明显提升，而长期生活在浮尘污染地区，肺癌发病率也会相当高。所以浮尘天气中硅酸盐的监测尤为重要，本方法中讨论硅钼蓝比色法对浮尘天气中硅酸盐含量测定的影响。
1 实验部分
1.1 仪器及试剂
烟气TSP2050采样器；T6分光光度计；恒温干燥箱；电热板；镍坩埚；马弗炉；聚丙烯滤膜；钼酸铵；pH 4.0乙酸-乙酸钠缓冲液；草酸；抗坏血酸（左旋）；无水乙醇。
1.2 实验原理
用pH 4.0乙酸- 乙酸钠缓冲液作为浸提剂，浸出的硅酸在一定的酸度条件下与钼试剂反应生成硅钼酸，用草酸等掩蔽剂去除磷的干扰后，硅钼酸可被抗坏血酸等还原剂还原为硅钼蓝，在一定浓度范围内，蓝色深浅与硅含量成正比，可进行比色测定[1]。
1.3 操作过程
取已采集大气颗粒污染物的滤膜样品部分放于镍坩埚中，放入马弗炉，从低温升至300 ℃，恒温保持约40 min，再逐渐升温至530～550℃进行样品灰化，保持恒温40～60 min至灰化完全（样品颜色与土壤样品相似）。取出已灰化好的样品，冷却至室温，加入几滴无水乙醇润湿样品，加入0.1～0.2 g固体氢氧化钠，放入马弗炉中在500℃下熔融10 min，取出坩埚，放置片刻，加入5 mL热水（约90℃），在电热板上煮沸提取，移入预先盛有2 mL （1+1）盐酸溶液的塑料试管中，用少量0.1 mol/L的盐酸溶液多次冲洗坩埚，将溶液移入容量瓶中并稀释至50.0mL，摇匀，吸取1mL滤液于50mL容量瓶中，用水稀釋至15mL左右，依次加入0.6mol·L-1（1/2H2SO4）溶液5mL，在30～35℃下放置15min，加钼酸铵溶液5mL，摇匀后放置5min，依次加入草酸溶液5mL和抗坏血酸溶液5mL，用蒸馏水定容，放置20min后在分光光度计上700nm波长比色。同时做试剂和滤膜样品空白实验。
1.4 工作曲线绘制
在样品测定同时，分别吸取5g·mL-1硅（Si） 标准溶液0.00、0.25、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50mL于50mL容量瓶中，用水稀释至约15mL，按上述操作过程步骤显色和比色测定。即为ρ（Si）分别为0.00、0.25、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50g·mL-1的标准系列浓度。建立回归方程为Y=0.0032+0.036x （r=0.9994）。
2 结果与讨论
在浮尘天气下分别进行标准采样8h，12h，16h，20h，24h。采集流量为100L/h，不同的采集时间，采样量逐渐增大。
由图1可知，随着采集的时间增加，聚丙烯滤膜的浮尘重量呈线性增长，表明浮尘天气气象条件相对稳定，同时在聚丙烯滤膜上富集的硅酸盐土壤胶团成线性增加。
从表2可以看出，采样时间从0h到16h时，聚丙烯滤膜上采集的硅的测定含量逐渐增加，采样时间从16h到24h时，硅的测定含量却降低。采样时间越长，硅的含量测定结果越低。
从表3可以看出，当聚丙烯滤膜面积减小一半时，硅的测定含量随着采集时间的增加而逐渐增大。
3 结论
由于浮尘天气掀起地表沙尘，导致空气中的硅酸盐土壤胶团含量增加，随着采集时间的增大，使聚丙烯滤膜上硅酸盐的含量不断富集，在测定硅含量时，浮尘天气下采集16h后硅酸盐的含量值达到峰值，随后测定值降低。所以硅钼蓝比色法在高浓度范围内对硅酸盐含量的测定有抑制作用，从而影响测定结果的准确性。为了有效地提高测定准确度和精确度，测定样品时根据采样时的天气状况适当的将测定滤膜面积减半，确保测定结果的准确度。
参考文献
[1]乙酸缓冲溶液浸提—硅钼蓝比色法. 土壤分析技术规范，1993， 88-90.
收稿日期：2018-04-20
作者简介：崔敏（1986-），男，助理工程师，研究方向为实验分析。
摘要：浮尘天气是由于空气中的硅酸盐土壤胶团物质增多导致。长时间的采样可使聚丙烯滤膜上富集大量的硅酸盐，测定硅酸盐含量时，硅酸盐含量的增高会对硅钼蓝显色反应产生抑制作用，使得测定结果偏低，导致测定的准确度降低。
关键词：硅钼蓝比色法；硅酸盐；抑制
中图分类号：X831 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）05-0131-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.078
Abstract： The dust weather is due to the increase in the amount of silicate soil micelles in the air. Long sampling can enrich the polypropylene filtration membrane with a large amount of silicate， when determining the silicate content， the increase of silicate content can inhibit the reaction of the molybdenum blue color reaction， which makes the measurement result low and the accuracy of the measurement decreased.
Key words： Silicon-Molybdenum Blue Colorimetry； Silicate； Inhibition
硅是以多种硅酸盐矿物质形式广泛存在于地壳中，由于内蒙古自治区独特的地理环境，干旱、少雨、强风使得浮尘及沙尘暴天气频繁发生。这本质上由于不稳定的空气条件下及风动量大小的不同，导致硅酸盐土壤胶团不能凝聚在一起，从而形成浮尘天气。浮尘空气中硅酸盐土壤胶团携带的污染物严重威胁人类健康，浮尘污染严重的地区，支气管炎等疾病的发病率明显提升，而长期生活在浮尘污染地区，肺癌发病率也会相当高。所以浮尘天气中硅酸盐的监测尤为重要，本方法中讨论硅钼蓝比色法对浮尘天气中硅酸盐含量测定的影响。
1 实验部分
1.1 仪器及试剂
烟气TSP2050采样器；T6分光光度计；恒温干燥箱；电热板；镍坩埚；马弗炉；聚丙烯滤膜；钼酸铵；pH 4.0乙酸-乙酸钠缓冲液；草酸；抗坏血酸（左旋）；无水乙醇。
1.2 实验原理
用pH 4.0乙酸- 乙酸钠缓冲液作为浸提剂，浸出的硅酸在一定的酸度条件下与钼试剂反应生成硅钼酸，用草酸等掩蔽剂去除磷的干扰后，硅钼酸可被抗坏血酸等还原剂还原为硅钼蓝，在一定浓度范围内，蓝色深浅与硅含量成正比，可进行比色测定[1]。
1.3 操作过程
取已采集大气颗粒污染物的滤膜样品部分放于镍坩埚中，放入马弗炉，从低温升至300 ℃，恒温保持约40 min，再逐渐升温至530～550℃进行样品灰化，保持恒温40～60 min至灰化完全（样品颜色与土壤样品相似）。取出已灰化好的样品，冷却至室温，加入几滴无水乙醇润湿样品，加入0.1～0.2 g固体氢氧化钠，放入马弗炉中在500℃下熔融10 min，取出坩埚，放置片刻，加入5 mL热水（约90℃），在电热板上煮沸提取，移入预先盛有2 mL （1+1）盐酸溶液的塑料试管中，用少量0.1 mol/L的盐酸溶液多次冲洗坩埚，将溶液移入容量瓶中并稀释至50.0mL，摇匀，吸取1mL滤液于50mL容量瓶中，用水稀釋至15mL左右，依次加入0.6mol·L-1（1/2H2SO4）溶液5mL，在30～35℃下放置15min，加钼酸铵溶液5mL，摇匀后放置5min，依次加入草酸溶液5mL和抗坏血酸溶液5mL，用蒸馏水定容，放置20min后在分光光度计上700nm波长比色。同时做试剂和滤膜样品空白实验。
1.4 工作曲线绘制
在样品测定同时，分别吸取5g·mL-1硅（Si） 标准溶液0.00、0.25、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50mL于50mL容量瓶中，用水稀释至约15mL，按上述操作过程步骤显色和比色测定。即为ρ（Si）分别为0.00、0.25、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50g·mL-1的标准系列浓度。建立回归方程为Y=0.0032+0.036x （r=0.9994）。
2 结果与讨论
在浮尘天气下分别进行标准采样8h，12h，16h，20h，24h。采集流量为100L/h，不同的采集时间，采样量逐渐增大。
由图1可知，随着采集的时间增加，聚丙烯滤膜的浮尘重量呈线性增长，表明浮尘天气气象条件相对稳定，同时在聚丙烯滤膜上富集的硅酸盐土壤胶团成线性增加。
从表2可以看出，采样时间从0h到16h时，聚丙烯滤膜上采集的硅的测定含量逐渐增加，采样时间从16h到24h时，硅的测定含量却降低。采样时间越长，硅的含量测定结果越低。
从表3可以看出，当聚丙烯滤膜面积减小一半时，硅的测定含量随着采集时间的增加而逐渐增大。
3 结论
由于浮尘天气掀起地表沙尘，导致空气中的硅酸盐土壤胶团含量增加，随着采集时间的增大，使聚丙烯滤膜上硅酸盐的含量不断富集，在测定硅含量时，浮尘天气下采集16h后硅酸盐的含量值达到峰值，随后测定值降低。所以硅钼蓝比色法在高浓度范围内对硅酸盐含量的测定有抑制作用，从而影响测定结果的准确性。为了有效地提高测定准确度和精确度，测定样品时根据采样时的天气状况适当的将测定滤膜面积减半，确保测定结果的准确度。
参考文献
[1]乙酸缓冲溶液浸提—硅钼蓝比色法. 土壤分析技术规范，1993， 88-90.
收稿日期：2018-04-20
作者简介：崔敏（1986-），男，助理工程师，研究方向为实验分析。
