고해상도 모바일 콜렉션 시스템은 NO의 질소 동위 원소 분석, 자동화 _X

이 방법의 전반적인 목표는 환경적으로 중요한 이 가스의 질소 동위원소 조성을 측정하기 위해 용액 내 기체 질소 산화물을 정량적으로 포집하는 것입니다. 이 방법은 NOx라고 하는 질소산화물이 환경의 스모그 형성 및 산 침착에 기여하기 때문에 대기 화학 및 환경 화학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. NOx의 동위원소를 통해 환경에 대한 NOx의 원인과 영향을 잠재적으로 추적할 수 있습니다.

우리 기술의 장점은 다양한 조건에서 NOx를 효율적으로 포집할 수 있다는 것입니다. 이전에 사용된 기술과 비교했을 때, 당사의 방법은 동위원소 분석을 위해 NOx를 정량적으로 포집하는 능력에 대해 실험실과 현장 모두에서 철저하게 검증되었습니다. 이 방법을 시각적으로 시연하는 것은 이 새로운 시스템을 이해하는 데 매우 중요합니다.

현장 배포에는 다양한 현장 응용 분야에서 휴대성을 허용하는 소형 배터리 구동 패키지가 필요합니다. 먼저, 1몰 과망간산칼륨 원액 1개와 10몰 수산화나트륨을 사용하여 샘플링 용액을 준비합니다. 그런 다음 각 용액을 초순수로 적절한 부피로 희석합니다.

용액 중 하나의 25ml를 실험실 블랭크로 제거하고 60ml 호박색 유리병에 옮깁니다. 실험실용 블랭크가 어떤 용액 병에서 나왔는지 기록합니다. 다음으로, 샘플링 전에 NOx 포집 시스템의 모든 필터를 변경하여 가장 효과적이고 효율적으로 작동하는지 확인합니다.

NOx 수집 시스템과 화학발광 NOx 농도 분석기로 구성된 고정식 실험실을 설정합니다. PTFE 튜브로 시스템에 대한 흡입구를 생성하고, 한쪽 끝은 포집할 공기 방향을 가리키고 다른 쪽 끝은 T-피팅에 고정하여 흡입구를 NOx 분석기와 자동 수집 시스템 모두에 연결합니다. 공기를 용액을 통해 거품이 생기고 거품이 보이도록 시스템을 켭니다.

샘플링이 수행되고 샘플에서 NOx 수집이 완료되면 60ml 호박색 유리병에 용액을 수집하고 시스템에서 수동으로 병을 제거합니다. 주사기 펌프를 사용하여 유리 세척 병을 자동으로 청소합니다. 공기를 수집하기 위해 진공 펌프를 켜지 않고 시스템을 통해 25ml의 용액을 보내 사용되는 각 용액 병에 대해 수집하는 동안 필드 블랭크를 가져옵니다.

시스템에 주입한 직후 용액을 수집합니다. 한 샘플의 용액을 샘플 비커에 붓고 하나의 빈 용액을 빈 비커에 붓습니다. 격렬하게 저으면서 팁이 비커, 교반 막대 또는 용액에 닿지 않도록 샘플 비커 위에 5ml의 과산화수소를 천천히 주입합니다.

두 번째 5mL 부분 표본을 비커 측면에 추가하여 모든 샘플 용액이 줄어들도록 합니다. 각 비커의 전체 내용물, 액체 및 갈색 침전물을 샘플 또는 빈 숫자 또는 문자에 따라 레이블이 지정된 50ml 원심분리기 튜브에 붓습니다. 그런 다음 샘플의 각 배치를 3, 220회 G에서 15분 동안 원심분리합니다.

원심분리 후 호박색 플라스틱 병에 각 상층액을 붓고 원심분리기 튜브를 적절하게 폐기합니다. 주입에 사용되는 주사기의 끝을 초순수 비이커에 담그고 건조시킵니다. 두 번째 비이커에서 초순수로 주사기의 전체 부피를 헹구고 물을 폐기물로 버립니다.

그런 다음 주사기를 미리 헹구기 위해 소량의 샘플을 주사기에 채웁니다. 샘플을 버린 후 주사기에 샘플을 다시 채웁니다. 그리고 정확한 부피를 측정하기 위해 기포를 제거하기 위해 부드럽게 두드리십시오.

각 샘플에 대해 결정된 농도에 따라 미리 준비된 뚜껑이 있는 바이알에 박테리아가 있는 적절한 부피를 주입합니다. 바이알을 따뜻한 곳에서 밤새 보관한 후 각 샘플에 0.1-0.2밀리리터의 10몰 수산화나트륨을 주입하여 박테리아를 용해시킵니다. NOx 분석기의 NOx 농도 중앙값과 용액 및 유량 측정에서 계산된 농도를 직접 비교하면 용액 농도가 NC2 NOx 농도와 잘 일치함을 나타냅니다.

실제로, 1분 NOx 농도 데이터의 분포에 대한 백분위수를 조사하면 용액 기반 NOx 농도가 모든 수집 간격에 대한 분포 내에 있음을 보여줍니다. 도심, 근거리 도로 및 도로 환경에서 수집된 샘플의 NOx 농도는 세 자릿수에 걸쳐 있습니다. 그리고 동위원소 비율의 범위는 밀당 마이너스 1에서 마이너스 13까지입니다.

이는 환경 내 동위원소 비율의 범위가 mil당 1.5에 불과한 방법의 불확실성보다 훨씬 크다는 것을 보여줍니다. 동시에 배포된 두 개의 수집 시스템을 비교한 결과, 각 수집 기간 동안 두 데이터 포인트 간의 절대 편차로 정량화된 동위원소 데이터에 대한 우수한 일치도를 보여주었습니다. 도시 지역에서는 NOx 수집을 한 시간 이내에 완료할 수 있으며 샘플당 약 5분 만에 샘플을 줄일 수 있습니다.

이 독특한 방법은 다양한 필드 환경에서 NOx 소스 블룸 동위원소 조성의 특성화를 용이하게 하며 상대적으로 높은 시간 분해능을 제공합니다. 우리는 도로 주행 차량에서 배출 기둥을 수집하여 동위원소 구성을 다른 주요 NOx 공급원과 비교하고 있습니다. 궁극적으로 이 방법의 목적은 현장에서 NOx를 정확하게 수집하고 NOx의 동위원소를 사용하여 대기 화학 및 산 증착에 미치는 영향을 추적하는 것입니다.