第35卷，第12期 2015年12月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 35 ,No. 12 -pp3364-3368
December, 2015
基于衰减全反射-傅里叶变换红外光谱技术的气溶胶中水溶性无机离子定量分析方法研究
刘娜，魏秀丽，高闽光，徐亮
中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学中心，环境光学与技术重点实验室，安徽合肥230031
摘要利用衰减全反射-傅里叶变换红外（ATR-FTIR)光谱技术探讨了气溶胶颗粒物中SO-，NO：， NH三种水溶性无机离子的快速无损测量方法。利用IC法测量三种无机离子含量的对照值，结合偏最小二乘(PLS)法建立了三种无机离子的定量分析模型，并对模型进行了评价；利用马氏距离判别法对异常值进行了判别与剔除，并探讨了不同光谱预处理方法和不同光谱范围对建模结果的影响，确定了最佳建模参数。结果表明剔除异常值之后经二阶微分处理的模型预测性能较好，S0i-在1220～900cm-光谱范围内预测性能较好，NO：在1521～900cm-光谱范围内预测性能较好，NHt在1521～1220cm-光谱范围内预测性能较好，预测均方根误差分别为1.7367，1.0239和1.4823。所建立的模型为实现对大批量气溶胶样品中三种无机离子的实时快速定量分析建立了基础。
关键词气溶胶：水溶性无机离子；ATR-FTIR光谱技术：偏最小二乘法
中图分类号：X132
引言
文献标识码：A
DOI : 10. 3964/j issn, 1000-0593 (2015 )12-3364-05
SO-，NO:，NHt三种水溶性无机离子的定量分析模型，为实现对三种无机离子的实时快速定量分析建立了基础。
水溶性无机离子作为气溶胶颗粒物重要的化学组成对人体健康、环境和气候都有着重要的影响。研究表明水溶性离子主要是通过影响气溶胶酸碱度来影响人体健康，有实验证明，人或者动物处在硫酸盐气溶胶环境下，肺功能将受到严重影响，3。水溶性离子对环境的影响主要体现在影响大气能见度，大气能见度主要是由气溶胶对光的散射和吸收来决定的：其中水溶性硫酸盐和水溶性硝酸盐最容易散射可见光.5]。另外水溶性离子在一定的湿度条件下能够影响气溶胶颗粒物的吸湿增长情况，从而进一步影响其光学特性及化学组成，并间接对气候造成影响.汀。因此开展对气溶胶颗粒物中水溶性无机离子的定量分析具有重要意义。
衰减全反射红外光谱技术通过测量样品表面的反射信号
从而获取样晶的信息：具有无需前处理、可测含水样晶、操作简便、快速等特点"，已被广泛应用在农业”、生物学、医药、食品安全等领域
利用衰减全反射-傅里叶变换红外（ATR-FTIR)光谱技术结合偏最小二乘(PLS)算法建立了对气溶胶颗粒物中收稿日期：2014-07-01，修订日期：2014-11-08
基金项目：国家自然科学基金项目（41105022，41375027)资助
1实验部分 1.1仪器
光谱仪采用Bruker公司的TENSOR27傅里叶变换红外(FTIR）光谱仪，MCT（MercuryCadmiumTelluride）探测器，分辨率为4cm-1，扫描次数为64次，扫描范围为650～ 4000cm-1。附件为Bruker公司的衰减全反射（ATR)附件，
晶体材料为ZnSe，水平放置，人射角为45° 1.2样品采集
气溶胶颗粒物的采样地点位于河南省郑州市的环境监测站楼项，距离地面约为15m，采样流速为16.7L·min-，
每个样品的采集时间为4h，采样滤膜为玻璃纤维滤膜。 1.3红外光谱的测量
气溶胶颗粒物不进行任何预处理，放置在ATR附件的 ZnSe镜片上，用压力杆压紧，直接扫描其ATR-FTIR光谱，
以空气为背景进行背景谱的扫描。 1.4水溶性无机离子的测量
作者简介：刘娜，女，1986年生，中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学中心博士研究生
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