兼谈大气气溶胶和土壤中离子的溶出特性

用不同酸度的溶液浸取一定质量的气溶胶和土壤，经过滤后测定滤液中的离子浓度，这样可研究浸取滤液离子浓度随酸度的变化，得到不同离子对酸化的响应，确定影响酸性降水的主要化学物种。

用15 ml、p H=4.5的HCl溶液作为提取液（由分析纯浓HCl配制得到），浸提时间为30、40、60和80 min，浸提方法为超声和振荡。用2台PM 10 2型采样器，同时采集PM 10气溶胶样品，采样时间为9:00—21:00；又在榆林采集土壤样品，干燥后用200目筛子筛分得到粒径＜250μm的土壤颗粒。将PM 10样品平均分为4份，同时称取4份质量相同的土壤样品（约50 mg），均加入15 ml、p H=4.5的HCl溶液，4份的浸提时间分别为30、40、60、80 min，2个PM 10样品中，一个用超声提取，一个用振荡提取，其中土壤样品用振荡提取。提取液过滤后，测定p H和阳离子浓度。对于PM 10气溶胶样品，在相同条件下，超声提取所得离子的浓度普遍高于振荡提取，因此选用超声提取方法。对于用超声方法提取的PM 10样品，不同离子的浓度变化随提取时间的不同而异。Ca2+、K+、NH 4+等主要离子在40 min时达最大值，Na+在30 min时达最大值，Mg2+在80 min时达最大值，但与30 min时的浓度值接近。p H在40～80 min之间基本没有变化。因此，40 min时主要离子的提取效果最佳，确定为最佳浸提时间。对于土壤样品，振荡是标准的提取方法，本节只研究振荡条件下不同时间对浸提效果的影响。除Ca2+外，所有离子都在30 min时达最大值，因此30 min为最佳浸提时间。

在北师大用中流量PM 2.5／PM 10／TSP-2型采样器，采集TSP、PM 2.5和PM 10样品。土壤样品采用榆林200目样品。将每个气溶胶样品以及空白膜分为4份，分别加入15 ml双蒸馏水（dd H 2 O）（p H=5.7）、p H=4、4.5、5的HCl溶液，超声提取40 min后过滤，滤液用离子色谱仪（ion chromatograph，IC）测定离子浓度。称取质量相同的4份土壤样品（每份约50 mg），分别加入15 ml dd H 2 O、p H=4、4.5、5的HCl溶液，振荡提取30 min后过滤，滤液用IC测定离子浓度。扣除空白对照值后，将得到的溶液浓度换算为气溶胶中离子的浓度（μg·m-3）以及土壤中离子的含量（mg·g-1）。在不同的提取液酸度条件下，离子浓度的变化幅度为土壤≈TSP＞PM 10＞PM 2.5，表明土壤和大气粗颗粒对酸度的响应明显，能有效地抑制酸雨的发生。PM 2.5中的各离子浓度，在不同酸度条件下基本相等，并没有随酸度增加而增大的趋势，表明细颗粒上的离子，仅用高纯水就能完全提取，提示细颗粒本身呈酸性，其酸性效果至少与p H=4的HCl相当。(www.xing528.com)

PM 10中Na+、Mg2+、Ca2+、C2 O24-等的离子浓度，在p H=5的酸度条件下最高；而K+、NH 4+、NO 3-、SO 24-等的离子浓度，在不同酸度条件下基本相等。这表明，高纯水不能将颗粒上Na+、Mg2+、Ca2+、C2 O 24-等碱性离子完全提取。颗粒物的p H＞5，对酸性降水有一定的缓冲作用。起缓冲作用的主要是碱性矿物离子。TSP中Na+、NH 4+、Mg2+、Ca2+等的离子浓度，在p H=4.5的酸度条件下最高；而NO 3-、SO 24-等的离子，在高纯水提取下的浓度已达最高。这些表明，TSP颗粒物对酸性降水的缓冲作用高于PM 10，起缓冲作用的既有矿物离子，又有自然和人为排放的NH 3。土壤中的Mg2+、Ca2+离子浓度，在p H=4.5的酸度条件下最高；Na+、K+离子浓度，在p H=4的酸度条件下最高；NH 4+、NO-3、SO2-4等的离子浓度，在高纯水提取下已达最高。这些表明土壤中起缓冲作用的，既有溶解度低的矿物离子，又有易溶的碱性离子。