Автоматизированная, с высоким разрешением Мобильная система сбора отходов для азота изотопного анализа NO _х

Общая цель данного метода заключается в количественном улавливании газообразных оксидов азота в растворе для измерения изотопного состава азота этого экологически важного газа. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области химии атмосферы и химии окружающей среды, поскольку оксиды азота, называемые NOx, способствуют образованию смога и кислотному осаждению в окружающей среде. Изотопы NOx позволяют нам потенциально отслеживать источники и воздействие NOx на окружающую среду.

Преимущество нашей технологии заключается в том, что она может эффективно улавливать NOx в различных условиях. По сравнению с ранее использовавшимися методами, наш метод был тщательно проверен как в лаборатории, так и в полевых условиях на предмет его способности количественно улавливать NOx для изотопного анализа. Визуальная демонстрация этого метода имеет решающее значение для понимания этой новой системы.

Для развертывания в полевых условиях требуется компактный блок с питанием от аккумулятора, обеспечивающий портативность в различных полевых приложениях. Сначала приготовьте растворы для отбора проб с использованием одного молярного раствора перманганата калия и 10 моляров гидроксида натрия. Затем разбавьте каждый раствор сверхчистой водой до нужного объема.

Выньте 25 миллилитров одного из растворов в качестве лабораторной заготовки и переложите его в бутылку из янтарного стекла объемом 60 миллилитров. Запишите, из какого флакона с раствором поступила лабораторная заготовка. Затем замените все фильтры в системе сбора NOx перед отбором проб, чтобы убедиться, что они работают наиболее эффективно и результативно.

Создание стационарной лаборатории, состоящей из системы сбора NOx и хемилюминесцентного анализатора концентрации NOx. Создайте входное отверстие в системе с помощью трубки из ПТФЭ, которая с одного конца указывает направление собираемого воздуха, а с другого конца закреплена на Т-образном фитинге для подключения входного отверстия к анализатору NOx и автоматизированной системе сбора. Включите систему так, чтобы воздух пузырился через раствор, и были видны пузырьки.

После того, как отбор проб был выполнен и сбор NOx, соберите раствор в бутылку из янтарного стекла объемом 60 миллилитров и вручную извлеките бутылку из системы. Автоматически очистите стеклянную бутылку для мытья с помощью шприцевого насоса. Возьмите полевые заготовки во время сбора для каждого флакона с раствором, который используется, направив 25 миллилитров раствора через систему без включения вакуумного насоса для сбора воздуха.

Собирают раствор сразу после его введения в систему. Вылейте раствор из одного образца в стакан для образца и один пустой раствор в холостой стакан. При энергичном помешивании медленно введите пять миллилитров перекиси водорода над стаканом для образца так, чтобы кончик не касался стакана, стержня для перемешивания или раствора.

Добавьте вторую пятимиллилитровую аликвоту вокруг боковой стороны стакана, следя за тем, чтобы весь раствор образца уменьшился. Вылейте все содержимое каждого стакана, как жидкость, так и коричневый осадок в центрифужные пробирки объемом 50 миллилитров, которые были помечены в соответствии с образцом или пустым номером или буквой. После этого центрифугируйте каждую партию образцов при 3, 220 умноженных на G в течение 15 минут.

После центрифугирования перелейте каждую надосадочную жидкость в пластиковую бутылку янтарного цвета, и правильно утилизируйте пробирку центрифуги. Окуните кончик шприца, используемого для инъекции, в стакан со сверхчистой водой и высушите его. Промойте весь объем шприца сверхчистой водой из второго стакана и выбросьте воду как отходы.

После этого наполните шприц небольшим количеством образца, чтобы предварительно промыть шприц. После того, как образец отбракован, снова наполните шприц образцом. И аккуратно постучите по нему, чтобы удалить любые пузырьки воздуха, чтобы был точно измерен объем.

Исходя из концентрации, определенной для каждого образца, введите соответствующий объем в заранее подготовленный флакон с бактериями с крышкой. После хранения флаконов в течение ночи в теплом месте введите от 0,1 до 0,2 миллилитра 10 молярного гидроксида натрия в каждый образец для лизирования бактерий. Прямое сравнение медианных концентраций NOx, полученных с помощью анализатора NOx, и концентраций, рассчитанных на основе раствора и измерений расхода, показывает, что концентрации раствора хорошо согласуются с концентрациями NOx NC2.

Фактически, изучение процентилей распределения данных о концентрации NOx за одну минуту показывает, что концентрации NOx в растворе находятся в пределах распределения для каждого интервала сбора. Концентрация NOx в пробах, собранных в городских придорожных районах и на дорогах, составляет три порядка. А соотношения изотопов колеблются от минус одного до минус 13 промилле.

Это показывает, что диапазон соотношений изотопов в окружающей среде значительно превышает погрешность метода, которая составляет всего 1,5 промилле. Сравнение двух систем сбора, развернутых в одно и то же время, показывает отличное совпадение изотопных данных, количественно выраженных как абсолютное отклонение между двумя точками данных для каждого периода сбора. В городских районах сбор NOx может быть выполнен менее чем за час, а количество проб может быть уменьшено примерно за пять минут на пробу.

Этот уникальный метод облегчает определение изотопного состава цветения источника NOx в различных полевых условиях с относительно высоким временным разрешением. Мы собрали шлейфы выбросов от дорожных транспортных средств и сравниваем их изотопный состав с другими крупными источниками NOx. В конечном счете, цель этого метода заключается в точном сборе NOx в полевых условиях и использовании изотопов NOx для отслеживания его влияния на химический состав атмосферы и кислотные осаждения.