中华人民共和国环境保护行业标准
HJ/T167—2004室内环境空气质量监测技术规范part2
干扰不到5%。
附 录 F (规范性附录) 室内空气中氨的测定方法 测定空气中氨的化学方法有次氯酸钠—水杨酸分光光度法、纳氏试剂分光光度法、靛酚蓝试剂比色法;仪器法有离子选择电极法和光离子化气相色谱法等。 F.1次氯酸钠—水杨酸分光光度法 F.1.1 相关标准和依据 本方法主要依据GB/T14679 《空气质量 氨的测定 次氯酸钠-水杨酸分光光度法》。 F.1.2 原理 氨被稀硫酸吸收液吸收后,生成硫酸铵。在亚硝基铁氰化钠存在下,铵离子、水杨酸和次氯酸钠反应生成蓝色化合物,根据颜色深浅,用分光光度计在697nm波长处进行测定。 F.1.3 测定范围 在吸收液为10mL,采样体积为 10~20 L时,测定范围为 0.008~110 mg/m3,对于高浓度样品测定前必须进行稀释。本方法检出限为0.1μg/mL,当样品吸收液总体积为10mL,采样体积为10L时,最低检出浓度0.008mg/m3。 F.1.4 试剂 分析中所用试剂全部为符合国家标准的分析纯试剂;使用的水为无氨水。 F.1.4.1 水:无氨,可用下述方法之一制备。 F.1.4.1.1 蒸馏法 向1000mL的蒸馏水中加0.1mL硫酸(ρ=1.84g/mL),在全玻璃装置中进行重蒸馏,弃去50mL初馏液,于具塞磨口的玻璃瓶中接取其余馏出液,密封,保存。 F.1.4.1.2 离子交换法 将蒸馏水通过强酸性阳离子交换树脂柱,其流出液收集在具塞磨口的玻璃瓶中。 F.1.4.2 硫酸吸收液 硫酸溶液c(1/2 H2SO4)=0.005mol/L。 F.1.4.3 水杨酸—酒石酸钾溶液 称取10.0g水杨酸〔C6H4(OH)COOH〕置于150mL烧杯中,加适量水,再加入5mol/L氢氧化钠溶液 15mL,搅拌使之完全溶解。另称取10.0g酒石酸钾钠(KNaC4H4O6·4H2O),溶解于水,加热煮沸以除去氨,冷却后,与上述溶液合并移入200mL容量瓶中,用水稀释到标线,摇匀。此溶液pH=6.0~6.5,贮于棕色瓶中,至少可以稳定一个月。 F.1.4.4 亚硝基铁氰化钠溶液 称取0.1g亚硝基铁氰化钠{Na2〔Fe[(CN) 5NO〕·2H2O},置于10mL具塞比色管中,加水至标线,摇动使之溶解。临用现配。 F.1.4.5 次氯酸钠溶液 市售商品试剂,可直接用碘量法测定其有效氯含量,用酸碱滴定法测定其游离碱量。方法如下: 有效氯的测定:吸取次氯酸钠1.00mL,置于碘量瓶中,加水50mL,碘化钾2.0g,混匀。加c(1/2H2SO4)=6mol/L硫酸溶液5mL,盖好瓶塞,混匀,于暗处放置5min后,用c(Na2S2O3)=0.1000mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色,加淀粉溶液1mL,继续滴定至蓝色刚消失为终点。按下式计算有效氯:
式中: c——硫代硫酸钠溶液浓度,mol/L; V——滴定消耗硫代硫酸钠标准溶液体积,mL; 35.45——与1L硫代硫酸钠标准溶液[c(Na2S2O3)=1.000mol/L]相当的,以克表示的氯的质量。 游离碱的测定:吸取次氯酸钠溶液1.00mL,置于150mL锥形瓶中,加适量水,以酚酞为指示剂,用c(HCl)=0.1mol/L盐酸标准溶液滴定至红色刚消失为终点。 取部分上述溶液,用氢氧化钠溶液稀释成含有效氯浓度为0.35%、游离碱浓度为0.75mol/L(以NaOH计)的次氯酸钠溶液,贮于棕色滴瓶中,可稳定一周。 无商品次氯酸钠溶液时,也可自行制备。方法为:将盐酸逐滴作用于高锰酸钾,用c(NaOH)=2mol/L氢氧化钠溶液吸收逸出的氯气,即可得到次氯酸钠溶液。其有效氯含量标定方法同上所述。 F.1.4.6 氯化铵标准贮备液 称取0.7855g氯化铵,溶解于水,移入250mL容量瓶中,用水稀释至标线,此溶液每毫升相当于含1000μg氨。 F.1.4.7 氯化铵标准溶液 临用时,吸取氯化铵标准贮备液5.0mL于500mL容量瓶中,用水稀释至标线,此溶液每毫升相当于含10.0μg氨。 F.1.5 仪器 F.1.5.1 空气采样器; F.1.5.2 气泡吸收管:10mL; F.1.5.3 具磨塞比色管:10mL; F.1.5.4 分光光度计; F.1.5.5 双球玻管:内装有玻璃棉。 F.1.6 采样及样品保存 F.1.6.1 采样 气泡吸收管中加入10mL吸收液,以1L/min的流量采气 10~20 L。 F.1.6.2 样品保存 应尽快分析,以防止吸收空气中的氨。若不能立即分析,需转移到具塞比色管中封好,在 2℃~5下存放,可存放一周。 F.1.7 分析步骤 F.1.7.1 绘制标准曲线 取七只具塞10mL比色管按下制备标准色列。 氯化铵标准色列 管号 0 1 2 3 4 5 6 氯化铵标准溶液,mL 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 氨含量,μg 0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 向各管中加入1.00mL水杨酸—酒石酸钠溶液,2滴亚硝基铁氰化钠溶液,用水稀释至9mL左右,加入2滴次氯酸钠溶液,用水稀释至标线,摇匀,放置1h。用1cm比色皿,于波长697nm处,以水为参比,测定吸光度。以扣除试剂空白(零浓度)的校正吸光度为纵坐标,氨含量(μg)为横坐标,绘制标准曲线。 F.1.7.2 样品测定 采取一定体积(视样品浓度而定)样品后用吸收液定容到10mL的样液(用具塞比色管),按绘制标准曲线的步骤进行显色,测定吸光度。 F.1.7.3 空白试验 用吸收液代替试样溶液,按F.1.7.2进行测定。 F.1.8 结果的表示 氨浓度c(mg/m3)用下式进行计算: 式中: W——测定时所取样品溶液中的氨含量,μg; Vn——标准状态下的采气体积,L; Vt——样品溶液总体积,mL; V0——测定时所取样品溶液的体积,mL。 F.1.9 精密度和准确度 经五个实验室分析含氨 1.44~1.50 mg/L的统一标样,其重复性标准偏差为0.007mg/L,重复性变异系数为5.0%;再现性标准偏差为0.046mg/L,再现性变异系数为3.1%;加标回收率为104.0%~92.4%。 F.1.10 干扰 有机胺浓度大于1 mg/m3时不适用,一般情况下室内空气不会达到该浓度。 F.2 离子选择电极法 F.2.1 相关标准和依据 本方法主要依据GB/T14669 《空气质量 氨的测定 离子选择电极法》。 F.2.2 原理 氨气敏电极为复合电极,以pH玻璃电极为指示电极,银—氯化银电极为参比电极。此电极对置于盛有0.1mol/L氯化铵内充液的塑料套管中,管底用一张微孔疏水薄膜与试液隔开,并使透气膜与pH玻璃电极间有一层很薄的液膜。当测定由0.05mol/L硫酸吸收液所吸收的大气中的氨时,借加入强碱,使铵盐转化为氨,由扩散作用通过透气膜(水和其他离子均不能通过透气膜),使氯化铵电解液膜层内NH4+ NH3+H+的反应向左移动,引起氢离子浓度改变,由pH玻璃电极测得其变化。在恒定的离子强度下,测得的电极电位与氨浓度的对数呈线性关系。由此,可从测得的电位值确定样品中氨的含量。 F.2.3 最低检测浓度 本方法检测限为10mL吸收溶液中0.7μg氨。当样品溶液总体积为10mL,采样体积60L时,最低检测浓度为0.014mg/m3。 F.2.4 试剂 除另有说明外,分析时均使用符合国家标准或专业标准的分析纯试剂,所用水均为按F.1.4.1叙述方法制备的水。 F.2.4.1 电极内充液:c(NH4Cl)=0.1mol/L。 F.2.4.2 碱性缓冲液:含有c(NaOH)=5mol/L氢氧化钠和c(EDTA-2Na)0.5mol/L乙二胺四乙酸二钠盐的混合溶液,贮于聚乙烯瓶中。 F.2.4.3 吸收液:c(H2SO4)=0.05mol/L硫酸溶液。 F.2.4.4 氨标准储备液:1.00mg/ mL氨。称取3.141g经100℃干燥2h的氯化铵(NH4Cl)溶于水中,移入1000mL容量瓶中,稀释至标线,摇匀。 F.2.4.5 氨标准使用液:用氨标准贮备液逐级稀释配制。 F.2.5 仪器 F.2.5.1 氨敏感膜电极; F.2.5.2 pH /毫伏计:精确到0.2mV; F.2.5.3 磁力搅拌器:带有用聚四氟乙烯包覆的搅拌棒; F.2.5.4 空气采样器。 F.2.6 采样 量取10.00mL吸收液于U型多孔玻板吸收管中,调节采样器上的流量计的流量至1.0L/min(用标准流量计校正),采样至少45min。 F.2.7 分析步骤 F.2.71 仪器和电极的准备 按测定仪器及电极使用说明书进行仪器调试和电极组装。 F.2.7.2 校准曲线的绘制 吸取10.0mL浓度分别为0.1、1.0、10、100、1000mg/L的氨标准溶液于25mL小烧杯中,浸入电极后加入1.0mL碱性缓冲液,在搅拌下,读取稳定的电位值E(在1min内变化不超过1mV时,即可读数),在半对数坐标纸上绘制E-logC的校准曲线。 F.2.7.3 测定 采样后,将吸收管中的吸收液倒入10mL容量瓶中,再以少量吸收液清洗吸收管,加入容量瓶,最后以吸收液定容至10mL,将容量瓶中吸收液放入25mL小烧杯中,以下步骤与校准曲线绘制相同,由测得电位值在校准曲线上查得气样吸收液氨含量(mg/L),然后计算出空气样品中氨浓度(mg/m3)。 F.2.8 结果的表示 F.2.8.1 计算方法 空气中氨的浓度C,以mg/m3表示,可由下式给出: 式中: b——吸收液中氨含量,mg/L; Vn——换算成标准状态下的采样体积,L。 F.2.9 精密度和准确度 经五个实验室分析含20.0mg/L氨的统一分发的样品,重复性标准偏差0.259mg/L,变异系数1.30%;再现性标准差0.273mg/L,变异系数1.37%;加标回收率97.6%。 F.3 纳氏试剂分光光度法 F.3.1 相关标准和依据 本方法主要依据GB/T14668 《空气质量 氨的测定 纳氏试剂比色法》。 F.3.2 原理 氨吸收在稀硫酸溶液中,与纳氏试剂作用生成黄棕色化合物,根据颜色深浅,用分光光度法测定。反应式如下: 2K2[HgI4]+3KOH+NH3 O< >NH2I+7KI+2H2O F.3.3 最低检出浓度 本法检出限为0.6μg/10mL(按与吸光度0.01相对应的氨含量计),当采样体积为20L时,最低检出浓度为0.03mg/m3。 F.3.4 仪器 F.3.4.1 大型气泡吸收管:10mL; F.3.4.2 空气采样器:流量范围 0~1 L/min; F.3.4.3 分光光度计; F.3.4.4 具塞比色管:10mL; F.3.4.5 玻璃容器:经校正的容量瓶、移液管。 F.3.5 试剂 F.3.5.1 吸收液 硫酸溶液c(1/2H2SO4)=0.01mol/L。 F.3.5.2 纳氏试剂 称取5.0g碘化钾,溶于5.0mL水;另称取2.5g氯化汞(HgCl2)溶于10mL热水。将氯化汞溶液缓慢加到碘化钾溶液中,不断搅拌,直到形成的红色沉淀(HgI2)不溶为止。冷却后,加入氢氧化钾溶液(15.0g氢氧化钾溶于30mL水),用水稀释至100mL,再加入0.5mL氯化汞溶液,静置一天。将上清液贮于棕色细口瓶中,盖紧橡皮塞,存入冰箱,可使用一个月。 F.3.5.3 酒石酸钾钠溶液 称取50.0g酒石酸钾钠(KNaC4H4O6·4H2O),溶解于水中,加热煮沸以驱除氨,放冷,稀释至100mL。 F.3.5.4 氯化铵标准贮备液:称取0.7855g氯化铵,溶解于水,移入250mL容量瓶中,用水稀释至标线,此溶液每毫升含1000μg氨。 F.3.5.5 氯化铵标准溶液:临用时,吸取氯化铵标准贮备液5.00mL于250mL容量瓶中,用水稀释至标线,此溶液每毫升含20.0μg氨。 F.3.6 采样及样品保存 用一个内装10mL吸收液的大型气泡吸收管,以1L/min流量,采气 20~30 L。采集好的样品,应尽快分析。必要时于 2℃~5 ℃下冷藏,可贮存一周。 F.3.7 步骤 F.3.7.1 标准曲线的绘制 取6支10mL具塞比色管,按表F.3.1配制标准色列。 表F.3.1 氯化铵标准色列 管 号 0 1 2 3 4 5 氯化铵标准溶液(mL) 0 0.10 0.20 0.50 0.70 1.00 水(mL) 10.00 9.90 9.80 9.50 9.30 9.00 氨 含 量(μg) 0 2.0 4.0 10.0 14.0 20.0 在各管中加入酒石酸钾钠溶液0.20mL,摇匀,再加纳氏试剂0.20mL,放置10min(室温低于20℃时,放置15 ~20min)。用1cm比色皿,于波长420nm处,以水为参比,测定吸光度。以吸光度对氨含量(μg)绘制标准曲线。 F.3.7.2 样品测定 采样后,将样品溶液移入10mL具塞比色管中,用少量吸收液洗涤吸收管,洗涤液并入比色管,用吸收液稀释至10mL标线,以下步骤同标准曲线的绘制。 F.3.7.3 空白试验 用10mL吸收液代替试样溶液,按F.3.7.1进行分光光度测定。 F.3.8 计算 式中: W——样品溶液中的氨含量(μg); Vn——标准状态下的采样体积(L)。 F.3.9 备注 F.3.9.1 本法测定的是室内空气中氨气和颗粒物中铵盐的总量,不能分别测定两者的浓度。 F.3.9.2 为降低试剂空白值,所有试剂均用无氨水配制。无氨水制备方法见F.1.4.1。 F.3.9.3 在氯化铵标准贮备液中加 1~2 滴氯仿,可以抑制微生物的生长。 F.3.9.4 硫化氢、三价铁等金属离子干扰氨的测定。加入酒石酸钾钠,可以消除三价铁离子的干扰。 F.4光离子化气相色谱法 F.4.1 原理 将空气样品直接注入光离子化气相色谱仪,样品由色谱柱分离后进入离子化室,在真空紫外光子(VUV)的轰击下,将氨电离成正负离子。测量离子电流的大小,就可确定氨的含量,根据色谱柱的保留时间对氨定性。 F.4.2 测定范围 进样1mL,浓度测定范围为0.05 ~100 mg/m3,检出限为0.05mg/m3。 F.4.3 试剂和材料 F.4.3.1 氨水:分析纯; F.4.3.2 5A分子筛:φ2.8 ~ φ4.5mm,用于净化载气; F.4.3.3 椰子壳活性炭:20 ~ 40目,用于净化载气; F.4.3.4 高纯氮气:99.999%; F.4.3.5 压缩空气:钢瓶空气; F.4.3.6 100mg/m3氨储备气的制备: 将配气体积按4.7.7换算成标准状态下的配气体积。 在20℃,一个大气压下,饱和氨水的摩尔浓度为15.96mol/L(20℃~30℃),用1μL微量进样器准确抽取0.34μL饱和氨水,注入装有1L高纯氮气的气袋中,并混合均匀,制备氨储备气。该储备气所含氨的浓度为: F.4.4 仪器和设备 F.4.4.1 光离子化检测器气相色谱仪。 F.4.4.2 色谱柱:porapak Q,尺寸:1 m ×Φ3mm,聚四氟乙烯填充柱,柱温:50℃。 F.4.4.3 气袋:1L,Tedlar或铝—聚酯薄膜采样袋。 F.4.4.4 微量进样器:1μL、100μL,经校正。 F.4.4.5 注射器:1mL、100mL,经校正。 F.4.4.6 转子流量计: 0~60 mL/min,经校正。 F.4.4.7 经校正的温湿度计。 F.4.4.8 经校正的气压表。 F.4.5 采样和样品保存 用采样气袋,抽取现场空气冲洗3次,采气1L,密封进气口,带回实验室分析,也可以将仪器带到现场分析。氨的浓度在μg/m3量级的样品保存时间不超过24h。 F.4.6 分析步骤 F.4.6.1 分析条件 F.4.6.1.1 环境要求 除特殊规定外,试验场所的环境条件如下: 温 度:10℃~35℃; 相对湿度:≤85%RH; 大 气 压:86 ~ 106kPa。 F.4.6.1.2 载气 普通钢瓶压缩空气,柱前压0.3MPa; 载气流速:最佳流速25mL/min左右,用转子流量计在出气口监测流量。 F.4.6.2 仪器的启动 按仪器说明书启动仪器,将柱温设置成50℃,仪器升温完毕后,进行检测。测量μg/m3量级,预热时间应不低于30 min。 F.4.6.3 标准曲线的绘制 外标法:氨标准气体系列配制见表F.4.1。 表F.4.1 氨标准气体浓度(mg/m3) 氨储备气(100mg/m3)取样量(mL) 用高纯氮气定容后体积(mL) 1 1 100 0.8 0.8 100 0.5 0.5 100 0.3 0.3 100 0.1 100μL 100
分别抽取上述浓度的氨标准气体各1mL进样,测量保留时间及峰高(峰面积)。根据保留时间对氨定性,以其峰高(峰面积)进行定量分析。每个浓度重复3次分析,取其中两次峰高(峰面积)接近者的平均值。分别以氨的浓度为横坐标,峰高(峰面积)平均值为纵坐标,绘制标准曲线。 F.4.6.4 样品的定性和定量分析 在相同的色谱条件下,从采样气袋中准确抽取被测样气1mL进样。根据保留时间对样品中的氨定性,并以其峰高(峰面积)进行定量分析。每个样品重复3次分析,取其中两次峰高(峰面积)接近者的平均值。 F.4.7 结果计算 根据氨标准曲线,对样品中的氨进行定量计算。 F.4.8 精密度和准确度 变异系数取决于进样误差(小于5%);准确度取决于标准气的不确定度(小于2%)和仪器的稳定性(小于1%)。 F.4.9 干扰和排除 采用椰子壳活性炭和5A分子筛排除、净化载气中的污染物,降低背景值,提高灵敏度,消除样品电离电位高于10.6eV的化学物质干扰;加之采用了气相色谱分离技术,选择合适的色谱分离条件,可以消除样品中其它有机杂质气体对被测物质的干扰。 F.5 靛酚蓝分光光度法 F.5.1 相关标准和依据 本方法主要依据GB/T 18204.25 《公共场所空气中氨测定方法》。 F.5.2 原理 空气中氨吸收在稀硫酸中,在亚硝基铁氰化钠及次氯酸钠存在下,与水杨酸生成蓝绿色靛酚蓝染料,比色定量。 F.5.3 测定范围 本法检出限为0.2μg/10mL。若采样体积为20L时,可测浓度范围为 0.01~0.5 mg/m3。 F.5.4 试剂和材料 F.5.4.1 无氨水 按F.1.4.1制备。 F.5.4.2 吸收液 0.005mol/L硫酸溶液。量取2.8mL浓硫酸加入水中,用水稀释至1000mL。临用时再稀释10倍。 F.5.4.3 水杨酸溶液(50g/L) 称取10g水杨酸[C6H4(OH)COOH]和10.0g柠檬酸钠(Na3C6H5O7·2H2O),加水约50mL,再加55mL氢氧化钠[c(NaOH)=2mol/L],用水稀至200 mL。此试剂稍有黄色,室温可稳定一个月。 F.5.4.4 亚硝基铁氰化钠溶液(10g/L) 称取1.0g亚硝基铁氰化钠[Na2Fe(CN)5·NO·2H2O]溶于100 mL水中,储于冰箱中可稳定1个月。 F.5.4.5 次氯酸钠原液:次氯酸钠试剂,有效氯不低于5.2%。 取1mL次氯酸钠原液,用碘量法标定其浓度。 标定方法:称取2g碘化钾于250mL碘量瓶中,加水50mL溶解。再加1.00mL次氯酸钠试剂,加0.5mL(1+1)盐酸溶液,摇匀。暗处放置3min,用0.1000mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色,加入1mL5g/L淀粉溶液,继续滴定至蓝色刚好褪去为终点。记录滴定所用硫代硫酸钠标准溶液的体积,平行滴定三次,消耗硫代硫酸钠标准溶液体积之差不应大于0.04mL,取其平均值。已知硫代硫酸钠标准溶液的浓度,则次氯酸钠标准溶液浓度按下式计算。 次氯酸钠标准溶液浓度c= 式中: c——次氯酸钠标准溶液浓度,mol/L; V——滴定时所消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积,mL; C(Na2S2O3)——硫代硫酸钠标准溶液的浓度,mol/L。 F.5.4.6 次氯酸钠使用液[c(NaClO)=0.05mol/L] 用2 mol/LNaOH溶液稀释标定好的次氯酸钠标准溶液成0.05 mol/L的使用液,存于冰箱中可保存2个月。 F.5.4.7 氨标准溶液 准确称取0.3142g经105℃干燥2h的氯化铵(NH4Cl)。用少量水溶解,移入100 mL容量瓶中,用吸收液稀释至刻度。此液1.00 mL含1mg的氨。临用时,再用吸收液稀释成1.00 mL含1μg氨的标准溶液。 F.5.5 仪器和设备 F.5.5.1 空气采样器; F.5.5.2 气泡吸收管:10mL; F.5.5.3 具塞比色管:10mL; F.5.5.4 分光光度计:可用波长为697.5nm; F.5.5.5 玻璃容器:经校正的容量瓶、移液管; F.5.5.6 聚四氟乙烯管(或玻璃管):内径 6~7 mm。 F.5.6 采样和样品保存 F.5.6.1 采样 用一个内装10 mL吸收液的气泡吸收管,以0.5L/min流量,采气20L。并记录采样时的温度和大气压力。采样后,样品在室温保存,于24h内分析。 F.5.6.2 样品保存 采集好的样品,应尽快分析。必要时于 2℃~5 ℃下冷藏,可贮存1周。 F.5.7 分析步骤 F.5.7.1 标准曲线的绘制 按表F5.1在10 mL比色管中制备标准系列。
表F5.1 氨标准系列 管号 0 1 2 3 4 5 6 标准溶液体积/ mL水体积/ mL氨含量/μg 0.0010.000 0.509.500.50 1.009.001.00 3.007.003.00 5.005.005.00 7.003.007.00 10.00010.00 向以上各管分别加入0.50mL水杨酸溶液,混匀;再加入0.1mL亚硝基铁氰化钠溶液和0.1mL次氯酸钠使用液,混匀,室温下放置60min后,在波长697.5nm下,用10mm比色皿,以蒸馏水作参比,测定各管的吸光度。以氨含量(μg)为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制校准曲线,计算回归曲线的斜率,以斜率的倒数为样品测定的计算因子Bs(μg/吸光度)。校准曲线的斜率应为0.081±0.003。 F.5.7.2 样品的测定 试样溶液用吸收液定容到10mL,取一定量试样溶液(吸取量视试样浓度而定)于10mL比色管中,再用吸收液稀释到10mL。以下步骤按F.5.7. 1进行分光光度测定,再用10 mL吸收液,进行空白试验。 F.5.8 结果计算 F.5.8.1 将采样体积按4.7.7换算成标准状态下的体积。 F.5.8.2 空气中氨浓度用下式计算: c= 式中: c——试样中的氨含量,mg/m3; A——样品溶液吸光度; A0——试剂空白液吸光度; Bs——由F.5.7.1测得的计算因子,μg/吸光度; V0——标准状况下的的采样体积,L; D——分析时样品溶液的稀释倍数。 F.5.9 灵敏度、线性范围、精密度、准确度 F.5.9.1 灵敏度:10mL吸收液中含有1.0μg氨应有0.081吸光度。 F.5.9.3 线性范围:10mL样品溶液中含有 0~10.0 μg氨。 F.5.9.4 精密度:10mL吸收液中氨含量为 1.0~10.0 μg,重复测定的相对标准偏差为2.5%。 F.5.9.5 准确度:样品溶液中加入 1.0~7.0 μg/10mL的氨,其回收率为95%~109%。 F.5.10 干扰和排除 样品中含有三价铁等金属离子、硫化物和有机物时,干扰测定。处理方法如下: F.5.10.1 除金属离子:加入柠檬酸钠溶液可消除常见离子的干扰; F.5.10.2 除硫化物:若样品因产生异色而引起干扰(如硫化物存在时为绿色)时,可在样品溶液中加入稀盐酸而去除干扰; F.5.10.3 除有机物:有些有机物(如甲醛),生成沉淀干扰测定,可在比色前用0.1mol/L的盐酸溶液将吸收液酸化到pH≤2后,煮沸即可除去。 附 录 G (规范性附录) 室内空气中臭氧的测定方法 空气中臭氧的测定方法主要有靛蓝二磺酸钠分光光度法、紫外光度法和化学发光法。 G.1靛蓝二磺酸的分光光度法 G.1.1 相关标准和依据 本方法主要依据GB/T15437 《环境质量 臭氧的测定 靛蓝二磺酸的分光光度法》。 G.1.2 原理 空气中的臭氧,在磷酸盐缓冲溶液存在下,与吸收液中蓝色的靛蓝二磺酸钠等摩尔反应,褪色生成靛红二磺酸钠。在610nm处测定吸光度,根据蓝色减褪的程度定量空气中臭氧的浓度。 G.1.3 测定范围 当采样体积为30L时,最低检出浓度为0.01mg/m3。当采样体积为(5~30)L,时,本法测定空气中臭氧的浓度范围为 0.030~1.200 mg/m3。 G.1.4 仪器 G.1.4.1 采样导管:用玻璃管或聚四氟乙烯管,内径约为3mm,尽量短些,最长不超过2m,配有朝下的空气入口。 G.1.4.2 多孔玻板吸收管: 10mL。 G.1.4.3 空气采样器。 G.1.4.4 分光光度计。 G.1.4.5 恒温水浴或保温瓶。 G.1.4.6 水银温度计:精度为±5℃。 G.1.4.7 双球玻璃管:长10cm,两端内径为6mm,双球直径为15mm。 G.1.5 试剂 除非另有说明,分析时均使用符合国家标准的分析纯试剂和重蒸馏水或同等纯度的水。 G.1.5.1 溴酸钾标准贮备溶液C(1/6KBrO3)=0.1000mol/L:称取1.3918g溴酸钾(优级纯,180℃烘2h )溶解于水,移入500mL容量瓶中,用水稀释至标线。 G.1.5.2 溴酸钾—溴化钾标准溶液C(1/6KBrO3)=0.0100mol/L:吸取10.00mL溴酸钾标准贮备溶液于100mL 容量瓶中,加入1.0g溴化钾(KBr),用水稀释至标线。 G.1.5.3 硫代硫酸钠标准贮备溶液C(Na2S2O3)=0.1000mol/L。 G.1.5.4 硫代硫酸钠标准工作溶液C(Na2S2O3)=0.0050mol/L:临用前,准确量取硫代硫酸钠标准贮备溶液用水稀释20倍。 G.1.5.5 硫酸溶液:(1+6)(V/V)。 G.1.5.6 淀粉指示剂溶液,2.0g/L :称取0.20g可溶性淀粉,用少量水调成糊状,慢慢倒入100mL沸水中,煮沸至溶液澄清。 G.1.5.7 磷酸盐缓冲溶液C(KH2PO4—Na2HPO4)=0.050mol/L:称取6.8g磷酸二氢钾(KH2PO4)和7.1g无水磷酸氢二钠(Na2HPO4),溶解于水,稀释至1000mL。 G.1.5.8 靛蓝二磺酸钠(C6H18O8S2Na2 简称IDS),分析纯。 G.1.5.9 IDS标准贮备溶液:称取0.25g靛蓝二磺酸钠(IDS),溶解于水,移入500mL棕色容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀,24h后标定。此溶液于20℃以下暗处存放可稳定两周。 标定方法:吸取20.00mL IDS标准贮备溶液于250mL碘量瓶中,加入20.00mL溴酸钾—溴化钾标准溶液,再加入50mL水,盖好瓶塞,放入16℃±1℃水浴或保温瓶中,至溶液温度与水温平衡时,加入5.0mL(1+6)硫酸溶液,立即盖好瓶塞,混匀并开始计时,在16℃±1℃水浴中,于暗处放置35min±1min。加入1.0g碘化钾(KI)立即盖好瓶塞摇匀至完全溶解,在暗处放置5min后,用硫代硫酸钠标准工作溶液滴定至红棕色刚好褪去呈现淡黄色,加入5mL淀粉指示剂,继续滴定至蓝色消褪呈现亮黄色。两次平行滴定所用硫代硫酸钠标准工作溶液的体积之差不得大于0.10mL。IDS溶液相当于臭氧的质量浓度C(O3,μg/mL)按下式计算: 式中: C1——溴酸钾—溴化钾标准溶液的浓度,mol/L; V1——溴酸钾—溴化钾标准溶液的体积,mL; C2——滴定用硫代硫酸钠标准工作溶液的浓度,mol/L; V2——滴定用硫代硫酸钠标准工作溶液的体积,mL; V——IDS标准贮备溶液的体积,mL; 12.00——臭氧的摩尔质量(1/4O3),g/mol。 G.1.5.10 IDS标准工作溶液:将标定后的IDS标准贮备溶液用磷酸盐缓冲溶液,稀释成每毫升相当于1.0μg臭氧的IDS标准工作溶液。此溶液于20℃以下暗处存放,可稳定一周。 G.1.5.11 IDS吸收液:将IDS标准贮备溶液用磷酸盐缓冲溶液稀释成每毫升相当于2.5μg或5.0μg臭氧的IDS吸收液。此溶液于20℃以下暗处存放,可使用一月。 G.1.5.12 活性炭吸附管, 60~80 目:临用前在氮气保护下400℃烘2h,冷却至室温,装入双球玻璃管中,两端用玻璃棉塞好,密封保存。 G.1.6 采样 G.1.6.1 样品的采集:用内装10.00mL IDS吸收液的多孔玻板吸收管,罩上黑布套,以0.5L/min的流量采气 5~30 L。 G.1.6.2 零空气样品的采集:采样的同时,用与采样所用吸收液同一批配制的IDS吸收液,在吸收管入口端串接一支活性炭吸附管,按样品采集方法采集零空气样品。 G.1.6.3 注意事项:当吸收管中的吸收液褪色约50%时,应立即停止采样。当确信空气中臭氧浓度较低,不会穿透时,可用棕色吸收管采样。 每批样品至少采集两个零空气样品。 在样品的采集、运输及存放过程中应严格避光。样品于室温暗处存放至少可稳定3d。 G.1.7 步骤 G.1.7.1 标准曲线的绘制 取六支10mL具塞比色管,按表G.1.1制备标准系列。 表G.1.1 臭氧标准系列 管 号 0 1 2 3 4 5 IDS标准工作溶液(mL) 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0 磷酸盐缓冲溶液(mL) 0 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 臭氧含量(μg/mL) 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 各管摇匀,用10mm比色皿,在610nm处,以水为参比测量吸光度。以臭氧含量为横坐标,以零管样品的吸光度(A0)与各标准样品管的吸光度(A)之差(A0-A)为纵坐标,用最小二乘法计算标准曲线的回归方程: y=bx+a 式中: y——A0-A; x——臭氧含量,μg/mL; b——回归方程的斜率,吸光度:mL/μg/10mm; a——回归方程的截距。 G.1.7.2 样品测定 在吸收管的入口端串接一个玻璃尖嘴,用吸耳球将吸收管中的溶液挤入到一个25mL或50mL棕色容量瓶中。第一次尽量挤净,然后每次用少量磷酸盐缓冲溶液,反复多次洗涤吸收管,洗涤液一并挤入容量瓶中,再滴加少量水至标线。按绘制标准曲线步骤测量样品的吸光度。 G.1.7.3 零空气样品的测定 用与样品溶液同一批配制的IDS吸收液,按样品的测定步骤测定零空气样品的吸光度。 G.1.8 计算 c 式中: c——臭氧浓度; A0——零空气样品的吸光度; A——样品的吸光度; a——标准曲线的截距; V——样品溶液的总体积,mL; b——标准曲线的斜率,吸光度·mL/μg/10mm; V0——换算为标准状态的采样体积,L。 所得结果表示至小数点后3位。 G.1.9 说明 G.1.9.1 六个实验室绘制IDS标准曲线的斜率在 0.431~0.467 吸光度·mL/μg/10mm之间,平均吸光度为0.449。 G.1.9.2 六个实验室测定浓度范围在 0.088~0.946 mg/m3之间的臭氧标准气体,重复性变异系数小于10%,相对误差小于5%。 G.1.9.3 六个实验室测定三个浓度水平的IDS标准溶液(平行测定6次),精密度见表G.1.2。 G.1.2 测定IDS溶液的精密度 浓度(mg/L) 重复性 再现性 Sr r SR R 0.085 0.0011 0.003 0.0038 0.011 0.537 0.016 0.004 0.0064 0.018 0.918 0.0014 0.004 0.0107 0.030 G.1.10 干扰 二氧化氮使臭氧的测定结果偏高,约为二氧化氮质量浓度的6%。 空气中二氧化硫、硫化氢、过氧乙酰硝酸酯(PAN)和氟化氢的浓度分别高于750、110、1800和2.5μg/m3时,干扰臭氧的测定。 空气中氯气、二氧化氯的存在使臭氧的测定结果偏高。但在一般情况下,这些气体的浓度很低,不会造成显著误差。 G.2 紫外光度法 G.2.1 相关标准和依据 本方法主要依据GB/T15438 《环境质量 臭氧的测定 紫外光度法》。 G.2.2 术语 G.2.2.1 零空气:不含能使臭氧分析仪产生可检测响应的空气,也不含与臭氧发生反应的一氧化碳、乙烯等物质。 G.2.2.2 传递标准:一个仪器及相关的操作程序或一个方法,能准确测量并重现与一级标准有定量相关性的臭氧浓度标准。 G.2.3 原理 当空气样品以恒定的流速进入仪器的气路系统,样品空气交替地或直接进入吸收池或经过臭氧涤去器再进入吸收池,臭氧对254nm波长的紫外光有特征吸收,零空气样品通过吸收池时被光检测器检测的光强度为Io,臭氧样品通过吸收池时被光检测器检测的光强度为I,I/ Io为透光率。每经过一个循环周期,仪器的微处理系统根据朗伯—比耳定律求出臭氧浓度。 G.2.4 测定范围 臭氧的测定范围为2.14μg/m3(0.001mL/m3)至2 mg/m3(1mL/m3)。 G.2.5 试剂和材料 G.2.5.1 采样管线:采用玻璃、聚四氟乙烯等不与臭氧起化学反应的惰性材料。 G.2.5.2 颗粒物滤膜:滤膜及其它支撑物应由聚四氟乙烯等不与臭氧起化学反应的惰性材料制成。应能脱除可改变分析器性能、影响臭氧测定的所有颗粒物。 注:①滤膜孔径为5μm; ②通常:新滤膜需要在工作环境中适应 5~15 min后再使用。 G.2.5.3 零空气:来源不同的零空气可能含有不同的残余物质,因此,在测定Io时,向光度计提供零气的气源与发生臭氧所用的气源相同。 G.2.6 仪器 G.2.6.1 紫外臭氧分析仪 G.2.6.1.1 紫外吸收池:紫外吸收池应用不与臭氧起化学反应的惰性材料制成,并具良好的机械稳定性。吸收池的臭氧损失不能大于5%。光路长度为已知值的99.5%。 G.2.5.1.2 紫外灯:所产生的紫外光被检测器接受的254nm的辐射至少占99.5%。 G.2.6.1.3 光检测器:能满足在254nm波长下测量的灵敏度要求。浓度测量标准偏差不超过0.01mg/m3(0℃,101.325kPa)或浓度的3%。 G.2.6.1.4 臭氧涤去器:空气样品经过臭氧涤去器以后进入吸收池由光检测器测出Io,臭氧涤去器的平均寿命由生产厂家给出。然而实际寿命由采样环境而定。当臭氧涤去器对环境中的臭氧反应明显降低、线性检验精度>1%时则应更换臭氧涤去器。 G.2.6.1.5 采样泵:采样泵安装在气路的末端,抽吸空气流过臭氧分析仪,并能在仪器所需的流量和压力条件下运转。 G.2.6.1.6 流量控制器:控制流过臭氧分析仪的空气流量恒定在选定流量值的±2%以内。 G.2.6.1.7 流量计:流量值在要求值的±2%范围以内。 G.2.6.1.8 温度指示器:能测量紫外吸收池的温度,准确度为±0.1℃。 G.2.6.1.9 压力指示器:能测量紫外吸收池的压力,准确度为±0.1kPa。 G.2.6.2 校准用主要设备 G.2.6.2.1 一级紫外臭氧校准仪:一级紫外臭氧校准仪仅用于一级校准用。只能通入清洁、干燥、过滤过的气体,而不可以直接采集空气。只能放在干净的专用的试验室内,必须固定避免震动。可将紫外臭氧校准仪通过传递标准作为现场校准的共同标准。一级紫外臭氧校准仪其吸收池要能通过254nm波长的紫外光,通过吸收池的254nm波长的紫外光至少要有99.5%被检测器所检测。吸收池的长度,不应大于已知长度的±0.5%。臭氧在气路中的损失不能大于5%。 G.2.6.2.2 臭氧发生器:能发生稳定浓度的臭氧,并在整个校准周期内臭氧的流量要保持均匀。 G.2.6.2.3 输出多支管:输出多支管应用不与臭氧起化学反应的惰性材料,如玻璃、聚四氟乙烯塑料等。直径要保证与仪器连接处及其他输出口压力降可忽略不计。系统必须有排出口,以保证多支管内压力为大气压,防止空气倒流。 G.2.7 步骤 G.2.7.1 紫外臭氧分析仪的校准 G.2.7.1.1 一级标准校准 G.2.7.1.1.1 原理 用臭氧发生器制备不同浓度的臭氧,将一级紫外臭氧校准仪和臭氧分析仪连接在输出多支管上同时进行测定。将臭氧分析仪测定的臭氧浓度值对一级紫外臭氧校准仪的测定值做图,即得出臭氧分析仪的校准曲线。 G.2.7.1.1.2 臭氧分析仪的校准步骤 a.通电使整个校准系统预热和稳定48h。 b.零点校准。调节零空气的流量,使零空气流量必须超过接在输出多支管上的校准仪与分析仪的总需要量,以保证无环境空气抽入多支管的排出口。让分析仪和校准仪同时采集零空气直至获得稳定的响应值(零空气需稳定输出15min)。然后调节校准仪的零点电位器至零。同时调节分析仪的零点电位器。分别记录臭氧校准仪和臭氧分析仪对零空气的稳定响应值。 c.调节臭氧发生器,发生臭氧分析仪满量程80%的臭氧浓度。 d.跨度调节。让分析仪和校准仪同时采集臭氧,直至获得稳定的响应值(臭氧需稳定输出15min)。调节分析仪的跨度电位器,使之与校准仪的浓度指示值一致。分别记录臭氧校准仪与臭氧分析仪臭氧标气的稳定响应值。 如果满量程跨度调节作了大幅度的调节,则应重复步骤c~d再检验零点和跨度。 e.多点校准。调节臭氧发生器,在臭氧分析仪满量程标度范围内,至少发生5个臭氧浓度,对每个发生的臭氧浓度分别测定其稳定的输出值,并分别记录臭氧校准仪与臭氧标准仪对每个浓度的稳定响应值。 f.绘制标准曲线。以臭氧分析仪的响应值(mg/m3)为Y轴。以臭氧浓度(臭氧校准仪的响应值)为X轴作校准曲线。所得的校准曲线应符合下式的线性方程。
O3(mg/m3)=b×[臭氧分析仪的响应值]+a g.用最小二乘法公式计算校准曲线的b、a和γ值。a值应小于满量程浓度值的1%,b值应在0.99~1.01之间,γ值应大于0.9999。 G.2.7.1.2 传递标准校准 在不具备一级校准仪和不方便使用一级标准的情况下,可以用传递标准校准。传递校准可采用紫外臭氧校准仪和靛蓝二磺酸钠分光光度法。用于传递校准的紫外臭氧校准仪只能用于校准。 G.2.7.2 臭氧分析仪的操作 接通电源,打开仪器主电源开关,仪器至少预热一小时。待仪器稳定后连接气体采样管线进行现场测定。记录臭氧的浓度。 G.2.8 结果的表示 G.2.8.1 臭氧浓度的计算 报告结果时使用mg/m3。仪器参数以mL/m3计时换算成mg/m3。臭氧mL/m3与mg/m3的换算关系为:1mL/m3=2.141 mg/m3。 G.2.8.2 精密度 五个实验室重复测定浓度在 0.014~1.198 mg/m3的臭氧,浓度在 0.014~0.020 mg/m3之间时重复性变异系数小于9.0%;浓度在 0.020~1.198 mg/m3之间其变异系数小于5.0%。相对标准偏差小于1.0%。 G.2.9 干扰 本方法不受常见气体的干扰,但少数有机物如苯及苯胺等(见表G.2.1),在254nm处吸收紫外光,对臭氧的测定产生正干扰。除此之外,当被测室内空气中颗粒物浓度超过100μg/m3时,也对臭氧的测定产生影响。 表 G.2.1 对紫外臭氧测定仪产生干扰的某些化学物质 干扰物质(1mL/m3计) 响应(以%浓度计) 苯乙烯 20 反式—甲基苯乙烯 >100 苯甲醛 5 o-甲氧甲酚 12 硝基甲酚 100 下列物质在浓度低于1mL/m3时不产生反应:甲苯、过氧硝酸乙酰酯、丁二酮- 2,3、过氧硝酸苯酰酯、硝酸甲酯、硝酸正丙酯、硝酸正丁酯。 G.3 化学发光法 G.3.1 相关标准和依据 本方法主要依据ISO 10313 《Ambient air - Determination of the mass concentration of ozone – Chemiluminescence method》。 G.3.2 原理 臭氧分析器是根据臭氧和乙烯气相发光反应的原理制成的。样气被连续抽进仪器的反应室与乙烯反应产生激发态的甲醛(HCHO*)。当HCHO*回到基态时,放出光子(hγ)。反应式如下:
2O3+2C2H4→4 HCHO*+O2 HCHO*→HCHO+ hγ 发射300~600 nm的连续光谱,峰值波长为435nm。所发光的强度与臭氧浓度呈线性关系,从而测得臭氧浓度。 G.3.3 最低检出浓度 本法最低检出浓度为0.005mg/m3。 G.3.4 仪器和设备 G.3.4.1 臭氧分析器 仪器主要技术指标如下: 测量范围: 0~2.0 mg/m3; 响应时间(达到最大值90%):<1min; 线性误差:<±2%满刻度; 重现性:<±2%满刻度; 零点漂移:<±2%满刻度(24h内); 跨度漂移:<±2%满刻度(24h内); 噪音:<±1%满刻度。 G.3.4.2 臭氧标准气体发生装置: 臭氧浓度用紫外光度法标定。 G.3.5 试剂和材料 G.3.5.1 活性炭:粒状; G.3.5.2 5A分子筛:粒状; G.3.5.3 乙烯钢瓶气:纯度99.5%以上。 G.3.6 采样 空气样品通过聚四氟乙烯导管,以仪器要求的流量抽入仪器。 G.3.7 分析步骤 按仪器说明书要求进行启动(一般要预热2h)、调零和校准等操作,然后进行现场测定。 G.3.8 计算 G.3.8.1 读取臭氧浓度(mg/m3)。 G.3.8.2 根据测定时的气温和大气压力,将浓度测量值换算成标准状态下浓度。 G.3.9 干扰 臭氧与乙烯气相发光反应,发射 300~600 nm的连续光谱,峰值波长为435nm。由于此光谱范围与通常的光电倍增管的光谱特性相吻合,因此共存组分的干扰极少。
附 录 H (规范性附录) 室内空气中甲醛的测定方法 空气中甲醛的测定方法很多,主要有AHMT分光光度法、乙酰丙酮分光光度法、酚试剂分光光度法、气相色谱法、电化学传感器法等。 H.1 AHMT分光光度法 H.1.1 相关标准和依据 本方法主要依据GB/T16129 《居住区大气中甲醛卫生检验标准方法 分光光度法》 H.1.2 原理 空气中甲醛与4-氨基-3-联氨-5-巯基-1,2,4-三氮杂茂在碱性条件下缩合,然后经高碘酸钾氧化成6-巯基-5-三氮杂茂[4,3-b]-S-四氮杂苯紫红色化合物,其色泽深浅与甲醛含量成正比。 H.1.3 测定范围 本方法测定范围为2mL样品溶液中含 0.2~3.2 μg甲醛。若采样流量为1L/min,采样体积为20L,则测定浓度范围为 0.01~0.16 mg/m3。 H.1.4 试剂和材料 本法所用试剂除注明外,均为分析纯;所用水均为无有机物水。 H.1.4.1 吸收液:称取1g三乙醇胺、0.25g偏重亚硫酸钠和0.25g乙二胺四乙酸二钠溶于水中并稀释至1000mL。 H.1.4.2 0.5%4-氨基-3-联氨-5-巯基-1,2,4-三氮杂茂(简称AHMT)溶液:称取0.25gAHMT溶于0.5mol/L盐酸中,并稀释至50mL,此试剂置于棕色瓶中,可保存半年。 H.1.4.3 5mol/L氢氧化钾溶液:称取28.0g氢氧化钾溶于100mL水中。 H.1.4.4 1.5%高碘酸钾溶液:称取1.5g高碘酸钾溶于0.2mol/L氢氧化钾溶液中,并稀释至100mL,于水浴上加热溶解,备用。 H.1.4.5 0.1000mol/L碘溶液:称量40g碘化钾,溶于25mL水中,加入12.7g碘。待碘完全溶解后,用水定容至1000mL。移入棕色瓶中,暗处贮存。 H.1.4.6 1mol/L氢氧化钠溶液:称量40g氢氧化钠,溶于水中,并稀释至1000mL。 H.1.4.7 0.5mol/L硫酸溶液:取28mL浓硫酸缓慢加入水中,冷却后,稀释至1000mL。 H.1.4.8 硫代硫酸钠标准溶液[c(Na2S2O3)=0.1000mol/L]:可购买标准试剂配制。 H.1.4.9 0.5%淀粉溶液:将0.5g可溶性淀粉,用少量水调成糊状后,再加入100mL沸水,并煮沸2~3 min至溶液透明。冷却后,加入0.1g水杨酸或0.4g氯化锌保存。 H.1.4.10 甲醛标准贮备溶液:取2.8mL含量为 36 % ~38 %甲醛溶液,放入1L容量瓶中,加水稀释至刻度。此溶液1mL约相当于1mg甲醛。 H.1.4.11 甲醛标准贮备溶液:取2.8mL甲醛溶液(含甲醛36%~38%)于1L容量瓶中,加0.5mL硫酸并用水稀释至刻度,摇匀。其准确浓度用下述碘量法标定。 甲醛标准贮备溶液的标定:精确量取20.00mL甲醛标准贮备溶液,置于250mL碘量瓶中。加入20.00mL0.0500mol/L碘溶液和15mL1mol/L氢氧化钠溶液,放置15min。加入20mL0.5mol/L硫酸溶液,再放置15min,用0.1000mol/L硫代硫酸钠溶液滴定,至溶液呈现淡黄色时,加入1mL0.5%淀粉溶液,继续滴定至刚使蓝色消失为终点,记录所用硫代硫酸钠溶液体积。同时用水作试剂空白滴定。甲醛溶液的浓度用下式计算: 式中: c——甲醛标准贮备溶液中甲醛浓度,mg/mL; V1——滴定空白时所用硫代硫酸钠标准溶液体积,mL; V2——滴定甲醛溶液时所用硫代硫酸钠标准溶液体积,mL; M——硫代硫酸钠标准溶液的摩尔浓度,mol/L; 15——甲醛的换算值。 取上述标准溶液稀释10倍作为贮备液,此溶液置于室温下可使用1个月。 H.1.4.12 甲醛标准溶液:用时取上述甲醛贮备液,用吸收液稀释成1.00mL含2.00μg甲醛。 H.1.5 仪器和设备 H.1.5.1 气泡吸收管:有5mL和10mL刻度线; H.1.5.2 空气采样器; H.1.5.3 10mL具塞比色管; H.1.5.4 分光光度计。 H.1.6 采样 用一个内装5mL吸收液的气泡吸收管,以1.0L/min流量,采气20L。 并记录采样时的温度和大气压力。 H.1.7 分析步骤 H.1.7.1 标准曲线的绘制 用标准溶液绘制标准曲线:取7支10mL具塞比色管,按下表制备标准色列管。 甲醛标准色列 管号 0 1 2 3 4 5 6 标准溶液,mL吸收溶液,mL甲醛含量,μg 0.0 0.1 0.2 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 1.9 1.8 1.6 1.2 0.8 0.4 0.0 0.2 0.4 0.8 1.6 2.4 3.2 各管加入1.0mL5mol/L氢氧化钾溶液,1.0mL0.5%AHMT溶液,盖上管塞,轻轻颠倒混匀三次,放置20min。加入0.3mL1.5%高碘酸钾溶液,充分振摇,放置5min。用10mm比色皿,在波长550nm下,以水作参比,测定各管吸光度。以甲醛含量为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线,并计算回归线的斜率,以斜率的倒数作为样品测定计算因子Bs(μg /吸光度)。 H.1.7.2 样品测定 采样后,补充吸收液到采样前的体积。准确吸取2mL样品溶液于10mL比色管中,按制作标准曲线的操作步骤测定吸光度。 在每批样品测定的同时,用2mL未采样的吸收液,按相同步骤作试剂空白值测定。 H.1.8 结果计算 H.1.8.1 将采样体积按4.7.7换算成标准状态下的采样体积。 H.1.8.2 空气中甲醛浓度按下式计算: 式中: c——空气中甲醛浓度,mg/m3; A——样品溶液的吸光度; A0——试剂空白溶液的吸光度; BS——计算因子,由H.1.7.1求得,μg/吸光度值; V0——标准状态下的采样体积,L; V1——采样时吸收液体积,mL; V2——分析时取样品体积,mL。 H.1.9 灵敏度、检出限、重现性、回收率 H.1.9.1 灵敏度:本法标准曲线的直线回归后的斜率b为0.175吸光度。 H.1.9.2 检出限:3个实验室测定本法检出限平均值为0.13μg。 H.1.9.3 重现性:当甲醛含量为1.0、2.0、3.0μg/2mL时,3个实验室重复测定的变异系数的平均值分别为3.3%、3.0%、2.6%。 H.1.9.4 回收率:4个实验室加标量在 0.5~3.0 μg范围时,其回收率范围为93%~99%,平均回收率为97%。 H.1.10 干扰 乙醛、丙醛、正丁醛、丙烯醛、丁烯醛、乙二醛、苯(甲)醛、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、异戊醇、乙酸乙酯无影响;空气中共存的二氧化氮和二氧化硫对测定无干扰。 H.2 酚试剂分光光度法 H.2.1 相关标准和依据 本方法主要依据GB/T18204.26 《公共场所空气中甲醛测定方法》。 H.2.2 原理 空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪,嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物。根据颜色深浅,比色定量。 H.2.3 测量范围 测定范围为 0.1~1.5 μg,采样体积为10L时,可测浓度范围 0.01~0.15 mg/m3。 H.2.4 试剂 本法中所用水均为重蒸馏水或去离子交换水;所用的试剂纯度一般为分析纯。 H.2.4.1 吸收液原液:称量0.10g酚试剂[C6H4SN(CH3)C:NNH2·HCl,简称MBTH],加水溶解,置于100mL容量瓶中,加水至刻度。放冰箱中保存,可稳定三天。 H.2.4.2 吸收液:量取吸收原液5mL,加95mL水,即为吸收液。采样时,临用现配。 H.2.4.3 1%硫酸铁铵溶液:称量1.0g硫酸铁铵(NH4Fe(SO4) 2·12H 2O)用0.1mol/L盐酸溶解,并稀释至100mL。 H.2.4.4 0.1000mol/L碘溶液:称量40g碘化钾,溶于25mL水中,加入12.7g碘。待碘完全溶解后,用水定容至1000mL。移入棕色瓶中,暗处贮存。 H.2.4.5 1mol/L氢氧化钠溶液:称量40g氢氧化钠,溶于水中,并稀释至1000mL。 H.2.3.6 0.5mol/L硫酸溶液:取28mL浓硫酸缓慢加入水中,冷却后,稀释至1000mL。 H.2.4.7 硫代硫酸钠标准溶液[c(Na2S2O3)=0.1000mol/L]:可购买标准试剂配制。 H.2.4.8 0.5%淀粉溶液:将0.5g可溶性淀粉,用少量水调成糊状后,再加入100mL沸水,并煮沸2~3 min至溶液透明。冷却后,加入0.1g水杨酸或0.4g氯化锌保存。 H.2.4.9 甲醛标准贮备溶液:取2.8mL含量为 36 %~38 %甲醛溶液,放入1L容量瓶中,加水稀释至刻度。此溶液1mL约相当于1mg甲醛。其准确浓度可按H.1.4.11方法标定。 H.2.4.10 甲醛标准溶液:临用时,将甲醛标准贮备溶液用水稀释成1.00mL含10μg甲醛溶液,立即再取此溶液10.00mL,加入100mL容量瓶中,加入5mL吸收原液,用水定容至100mL,此液1.00mL含1.00μg甲醛,放置30min后,用于配制标准色列。此标准溶液可稳定24h。 H.2.5 仪器和设备 H.2.5.1 大型气泡吸收管:10mL; H.2.5.2 空气采样器; H.2.5.3 具塞比色列管:10mL; H.2.5.4 分光光度计。 H.2.6 采样 用一个内装5mL吸收液的大型气泡吸收管,以0.5L/min流量,采气10L。并记录采样点的温度和大气压力。采样后样品在室温下应在24h内分析。 H.2.7 分析步骤 H.2.7.1 标准曲线的绘制 取10mL具塞比色管,用甲醛标准溶液按表H.2.1制备标准系列。 表H.2.1 甲醛标准系列 管 号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 标准溶液,mL 0 0.10 0.20 0.40 0. 60 0.80 1.00 1.50 2.00 吸收液,mL 5.0 4.9 4.8 4.6 4.4 4.2 4.0 3.5 3.0 甲醛含量,μg 0 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2.0 各管中,加入0.4mL1%硫酸铁铵溶液,摇匀。放置15min。用1cm比色皿,在波长630nm下,以水作参比,测定各管溶液的吸光度。以甲醛含量为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制曲线,并计算回归线斜率,以斜率倒数作为样品测定的计算因子Bg(μg/吸光度)。 H.2.7.2 样品测定 采样后,将样品溶液全部转入比色管中,用少量吸收液洗吸收管,合并使总体积为5mL。按H.2.7.1测定吸光度(A);在每批样品测定的同时,用5mL未采样的吸收液作试剂空白,测定试剂空白的吸光度(A0)。 H.2.8 结果计算 H.2.8.1 将采样体积按4.7.7换算成标准状态下采样体积。 H.2.8.2 空气中甲醛浓度按下式计算: c= 式中: c——空气中甲醛浓度,mg/m3; A——样品溶液的吸光度; A0——空白溶液的吸光度; Bg——由H.2.7.1项得到的计算因子,μg/吸光度; V0——换算成标准状态下的采样体积,L。 H.2.9 方法特性 H.2.9.1 灵敏度 本法灵敏度为2.8μg/吸光度. H.2.9.2 检出下限 本法最低检出浓度为0.056μg甲醛。 H.2.9.3 再现性:当甲醛含量为0.1,0.6,1.5μg /5mL时,重复测定的变异系数分别为5%、5%、3%。 H.2.9.4 回收率:当甲醛含量 0.4~1.0 μg /5mL时,样品加标回收率为93%~101%。 H.2.10 干扰和排除 二氧化硫共存时,使测定结果偏低。可将气样先通过硫酸锰滤纸过滤器,予以排除。 硫酸锰滤纸的制备:取10mL浓度为100mg/mL的硫酸锰水溶液,滴加到250cm2玻璃纤维滤纸上,风干后切成碎片,装入1.5 mm×150 mm的U型玻璃管中。采样时,将此管接在甲醛吸收管之前。此法制成的硫酸锰滤纸,吸收二氧化硫的效能受大气湿度影响很大,当相对湿度大于88%、采气速度1L/min、二氧化硫浓度为1mg/m3时,能消除95%以上的二氧化硫,此滤纸可维持50h有效。当相对湿度为15%~35%时,吸收二氧化硫的效能逐渐降低。相对湿度很低时,应换用新制的硫酸锰滤纸。 H.3 气相色谱法 H.3.1 相关标准和依据 本方法主要依据GB/T18204.26 《公共场所空气中甲醛测定方法》 H.3.2 原理 空气中甲醛在酸性条件下吸附在涂有2,4-二硝基苯肼(2,4-DNPH)6201担体上,生成稳定的甲醛腙。用二硫化碳洗脱后,经0V-色谱柱分离,用氢焰离子化检测器测定,以保留时间定性,峰高(峰面积)定量。 H.3.3 检出下限 检出下限为0.2μg /mL(进样品洗脱液5μL)。 H.3.4 试剂和材料 本法所用试剂纯度为分析纯;水为二次蒸馏水。 H.3.4.1 二硫化碳:需重新蒸馏进行纯化。 H.3.4.2 2,4-DNPH溶液:称取0.5mg2,4-DNPH于250mL容量瓶中,用二氯甲烷稀释到刻度。 H.3.4.3 2mol/L盐酸溶液。 H.3.4.4 吸附剂:10g6201担体 (60~80 目),用40mL2,4-DNPH二氯甲烷饱和溶液分二次涂敷,减压、干燥,备用。 H.3.4.5 甲醛标准溶液:配制和标定方法见AHMT分光光度法。 H.3.5 仪器及设备 H.3.5.1 采样管:内径5mm、长100mm玻璃管,内装150mg吸附剂,两端用玻璃棉堵塞,用胶帽密封,备用。 H.3.5.2 空气采样器:流量范围为 0.2~10 L/min,流量稳定。采样前和采样后用皂膜流量计校准采样系统的流量,误差小于5%。 H.3.5.3 具塞比色管:5mL。 H.3.5.4 微量注射器:10μL,体积刻度应校正。 H.3.5.5 气相色谱仪:带氢火焰离子化检测器。 H.3.5.6 色谱柱:长2m、内径3mm的玻璃柱,内装固定相(0V-1)和色谱担体Shimatew(80~100目)。 H.3.6 采样 取一支采样管,用前取下胶帽,拿掉一端的玻璃棉,加一滴(约50μL)2mol/L盐酸溶液后,再用玻璃棉堵好。将加入盐酸溶液的一端垂直朝下,另一端与采样进气口相连,以0.5L/min的速度,抽气50L。采样后,用胶帽套好,并记录采样点的温度和大气压。 H.3.7 分析步骤 H.3.7.1 气相色谱测试条件 分析时,应根据气相色谱仪的型号和性能,制定能分析甲醛的最佳测试条件。下面所列举的测试条件是一个实例。 色谱柱:柱长2m,内径3mm的玻璃管,内装0V-1+Shimalitew担体。 柱温:230℃。 检测室温度:260℃。 气化室温度:260℃。 载气(N2)流量:70mL/min。 氢气流量:40mL/min。 空气流量:450mL/min。 H.3.7.2 绘制标准曲线和测定校正因子 在作样品测定的同时,绘制标准曲线或测定校正因子。 H.3.7.2.1 标准曲线的绘制:取5支采样管,各管取下一端玻璃棉,直接向吸附剂表面滴加一滴(约50μL)2mol/L盐酸溶液。然后,用微量注射器分别准确加入甲醛标准溶液(1.00mL含1mg甲醛),制成在采样管中的吸附剂上甲醛含量在 0~20 μg范围内有五个浓度点标准管,再填上玻璃棉,反应10min。再将各标准管内吸附剂分别移入五个5mL具塞比色管中,各加入1.0mL二硫化碳,稍加振摇,浸泡30min,即为甲醛洗脱溶液标准系列。然后,取5.0μL各个浓度点的标准洗脱液,进色谱柱,得色谱峰和保留时间。每个浓度点重复做三次,测量峰高(峰面积)的平均值。以甲醛的浓度(μg/mL)为横坐标,平均峰高或峰面积为纵坐标,绘制标准曲线,并计算回归线的斜率。以斜率的倒数作为样品测定的计算因子Bg。 H.3.7.2.2 测定校正因子:在测定范围内,可用单点校正法求校正因子。在样品测定同时,分别取试剂空白溶液与样品浓度相接近的标准管洗脱溶液,按气相色谱最佳测试条件进行测定,重复做三次,得峰高(峰面积)的平均值和保留时间。按下式计算因子: f= 式中: f——校正因子; c0——标准溶液浓度,μg/mL; h——标准溶液平均峰高(峰面积); h0——试剂空白溶液平均峰高(峰面积)。 H.3.7.3 样品测定 采样后,将采样管内吸附剂全部移入5mL具塞比色管中,加入1.0mL二硫化碳,稍加振摇,浸泡30min。取5.0μL洗脱液,按绘制标准曲线或测量校正因子的操作步骤进样测定。每个样品重复做三次,用保留时间确认甲醛的色谱峰,测量其峰高(峰面积),得峰高(峰面积)的平均值。 在每批样品测定的同时,取未采样的采样管,按相同操作步骤作试剂空白的测定。 H.3.8 计算 H.3.8.1 用标准曲线法按下式计算空气中甲醛的浓度: c= 式中: c——空气中甲醛浓度,mg/m3; h——样品溶液峰高(峰面积)的平均值; h0——试剂空白溶液峰高(峰面积)的平均值; Bg——用标准溶液制备标准曲线得到的计算因子; V1——样品洗脱溶液总体积,mL; Es——由实验确定的平均洗脱效率; V0——换算成标准状态下的采样体积,L。 H.3.8.2 用单点校正法按下式计算空气中甲醛的浓度: 式中: c——空气中甲醛浓度,mg/m3; h——样品溶液峰高(峰面积)的平均值; h0——试剂空白溶液峰高(峰面积)的平均值; f——用单点校正法得到的校正因子; V0——换算成标准状态下的采样体积,L; Es——由实验确定的平均洗脱效率; V1——样品洗脱溶液总体积,L。 H.4 乙酰丙酮分光光度法 H.4.1 相关标准和依据 本方法主要依据GB/T15516—1995《空气质量 甲醛的测定 乙酰丙酮分光光度法》。 H.4.2 原理 甲醛气体经水吸收后,在pH=6的乙酸-乙酸铵缓冲溶液中,与乙酰丙酮作用,在沸水浴条件下,迅速生成稳定的黄色化合物,在波长413nm处测定。 H.4.3 最低检出浓度 本方法的检出限为0.25μg,在采样体积为30L时,最低检出浓度为0.008 mg/m3。 H.4.4 试剂 除非另有说明,分析时均使用符合国家标准的分析纯试剂和按H.4.4.1条制备的水。 H.4.4.1 不含有机物的蒸馏水:加少量高锰酸钾的碱性溶液于水中再行蒸馏即得(在整个蒸馏过程中水应始终保持红色,否则应随时补加高锰酸钾)。 H.4.4.2 吸收液:不含有机物的重蒸馏水。 H.4.4.3 乙酸铵(NH4CH3COO)。 H.4.4.4 冰乙酸(CH3COOH):ρ=1.055。 H.4.4.5 乙酰丙酮溶液,0.25%(V/V):称25g乙酸铵,加少量水溶解,加3mL冰乙酸及0.25mL新蒸馏的乙酰丙酮,混匀再加水至100mL,调整pH=6.0,此溶液于 2℃ ~5 ℃贮存,可稳定一个月。 H.4.4.6 0.1000mol/L碘溶液:称量40g碘化钾,溶于25mL水中,加入12.7g碘。待碘完全溶解后,用水定容至1000mL。移入棕色瓶中,暗处贮存。 H.4.4.7 1mol/L氢氧化钠溶液:称量40g氢氧化钠,溶于水中,并稀释至1000mL。 H.4.4.8 0.5mol/L硫酸溶液:取28mL浓硫酸缓慢加入水中,冷却后,稀释至1000mL。 H.4.4.9 0.1000mol/L硫代硫酸钠标准溶液:可购买标准试剂配制。 H.4.4.10 0.5%淀粉溶液:将0.5g可溶性淀粉,用少量水调成糊状后,再加入100mL沸水,并煮沸2~3 min至溶液透明。冷却后,加入0.1g水杨酸或0.4g氯化锌保存。 H.4.4.11 甲醛标准贮备溶液:取2.8mL含量为36 %~38 %甲醛溶液,放入1L容量瓶中,加水稀释至刻度。此溶液1mL约相当于1mg甲醛。其准确浓度可按H.1.4.11方法标定。 H.4.4.12 甲醛标准使用溶液:用水将甲醛标准储备液稀释成5.00μg/mL甲醛标准使用液,甲醛标准使用液应临用时现配。 H.4.5 仪器 H.4.5.1 空气采样器; H.4.5.2 皂膜流量计; H.4.5.3 气泡吸收管:10mL; H.4.5.4 具塞比色管: 10mL。带5mL刻度,经校正; H.4.5.5 分光光度计; H.4.5.6 空盒气压表; H.4.5.7 水银温度计:0℃ ~100 ℃; H.4.5.8 pH酸度计; H.4.5.9 水浴锅。 H.4.6 样品的采集和保存 日光照射能使甲醛氧化,因此在采样时选用棕色吸收管,在样品运输和存放过程中,都应采取避光措施。棕色气泡吸收管装5mL 吸收液,以0.5~1.0 L/min的流量,采气45min以上。采集好的样品于室温避光贮存,2d内分析完毕。 H.4.7 步骤 H.4.7.1 校准曲线的绘制 取7支10mL具塞比色管按下表配制标准色列: 管 号 0 1 2 3 4 5 6 甲醛(5.00μg/mL),mL 0.0 0.1 0.4 0.8 1.2 1.6 2.00 甲醛,μg 0.0 0.5 2 4 6 8 10 于上述标准系列中,用水稀释定容至5.0mL刻线,加0.25%乙酰丙酮溶液2.0mL,混匀,置于沸水浴中加热3min,取出冷却至室温,用1cm吸收池,以水为参比,于波长413nm处测定吸光度。将上述系列标准溶液测得的吸光度A值扣除试剂空白(零浓度)的吸光度A0值,便得到校准吸光度y值,以校准吸光度y为纵坐标,以甲醛含量x(μg)为横坐标,绘制标准曲线,或用最小二乘法计算其回归方程式。注意“零”浓度不参与计算。
y=bx+a 式中: a——校准曲线截距; b——校准曲线斜率。 由斜率倒数求得校准因子:Bs=1/b。 H.4.7.2 样品测定 取5mL样品溶液试样(吸取量视试样浓度而定)于10mL比色管中,用水定容至5.0mL刻线,以下步骤按H.4.7.1进行分光光度测定。 H.4.7.3 空白试验 现场未采样空白吸收管的吸收液按H.4.7.1进行空白测定。 H.4.8 结果表示 H.4.8.1 计算公式 试样中甲醛的吸光度y用下式计算。 y=As-Ab 式中: As——样品测定吸光度; Ab——空白试验吸光度。 试样中甲醛含量x(μg)用下式计算: 式中: V1——定容体积,mL; V2——测定取样体积,mL。 室内空气中甲醛浓度c(mg/m3)用下式计算: 式中: Vnd——所采气样在标准状态下的体积,L。 H.4.8.2 精密度和准确度 经六个实验室分析含甲醛2.96mg/L和3.55mg/L的两个统一样品,重复性标准偏差为0.035mg/L和0.028mg/L,重复性相对标准偏差为1.2%和0.79%,再现性标准偏差0.068mg/L和0.13mg/L,再现性相对标准偏差为2.3%和3.6%,加标回收率为100.3%~100.8%。在四个实验室分析中加标回收率为95.3%~104.2%。 H.4.9 干扰 当甲醛浓度为20μg/10mL时,共存8mg苯酚(400倍),10mg乙醛(500倍),600mg铵离子(30000倍)无干扰影响;共存SO2小于20μg,NOx小于50μg,甲醛回收率不低于95%。 H.5 电化学传感器法 H.5.1 原理 由泵抽入的样气通过电化学传感器,受扩散和吸收控制的甲醛气体分子在适当的电极电压下发生氧化反应,产生的扩散电流与空气中甲醛的浓度成正比。 H.5.2 测定范围 本法可测浓度范围为0~10 mg/m3。最低检测质量浓度0.01mg/m3。 H.5.3 仪器和设备 H.5.3.1 电化学甲醛测定仪 主要技术指标如下。 抽气泵:流量1L/min,校准后,抽气流量不得改变。 量程:0~10 mg/m3 。 重复性误差:≤±2.5%满量程。 零点漂移:≤±0.03 mg/m3 ,连续8h。 跨度漂移:≤±0.03 mg/m3 ,连续8h。 响应时间:t95%≤5min。 H.5.3.2 甲醛标准气配制装置 H.5.4 试剂和材料 H.5.4.1 99.99%高纯氮。 H.5.4.2 甲醛扩散管: 2~50 μg/min,总不确定度为5%。 H.5.4.3 活性炭过滤管。 H.5.5 测定步骤 按仪器说明书完成仪器启动、调零和校正。 H.5.5.1 测定仪充电:在使用前24h给仪器安上电池,充电。 H.5.5.2 零点校准:将活性炭过滤器安装在仪器进气口,开启抽气泵,稳定后通过零点调节器将指示值调至零。 H.5.5.3 跨度校准:将甲醛标准气体接至仪器进样口,通标准气体稳定后,通过跨度调节器将浓度指示值调至标准气体质量浓度值。 H.5.5.4 调零和跨度校准步骤重复两次。 H.5.5.5 样品测定 将仪器带到现场,可连续进行测定,直读甲醛浓度测定值。记录现场测定时气温和大气压力。 H.5.6 计算 H.5.6.1 如果仪器读数(c)是体积浓度(mL/m3), 可按下式换算成标准状态(0℃,101.3kPa)的质量浓度c0(mg/m3):
式中: B——标准状态下气体摩尔体积,在0℃,101.3kPa时B=22.41L/mol; 30.30——甲醛摩尔质量。 H.5.6.2 如果仪器浓度是质量浓度,可按下式换算成标准状态下浓度。
式中: c0——换算成标准状态的浓度,mg/m3; c——仪器读数,mg/m3; T0——标准状态下的热力学温度,273K; T——测定时现场热力学温度,K; t——现场气温值,℃; P0——标准状态下大气压力,101.3kPa; P——测定时大气压力值, kPa。 H.5.7 方法特性 对所有配制的甲醛标准气重复6次以上,仪器测定的相对标准差小于5%,分析仪测定值和标准值的相对误差小于2%。 H.5.8 干扰及排除 H2S(0.05mg/m3)、SO2(0.75mg/m3)、乙醇(25mg/m3)、氨水(1.0mg/m3)和甲醇(5.0mg/m3)对测量有干扰,分别相当于甲醛浓度0.13mg/m3,0.07mg/m3,0.04mg/m3,0.03mg/m3和0.01mg/m3。乙醛、NO2、苯酚和丙酮对测定没有影响。 附 录 I (规范性附录) 室内空气中苯、甲苯、二甲苯的测定方法 苯系物的测定方法主要是气相色谱法。二硫化碳毒性大,不利于分析人员的健康,应慎用,建议优先选用热解吸方法。另外,可选用与标准分析方法规定不同,但可满足分析要求的其它色谱柱。 I.1毛细管气相色谱法 I.1.1 相关标准和依据 本方法主要依据GB11737 《居住区大气中苯、甲苯和二甲苯卫生检验标准方法—气相色谱法》。 I.1.2 原理 空气中苯、甲苯、二甲苯用活性炭管采集,然后用二硫化碳提取出来。用氢火焰离子化检测器的气相色谱仪分析,以保留时间定性,峰高(峰面积)定量。 I.1.3 测定范围 采样量为20L时,用1mL二硫化碳提取,进样1μL,苯的测定范围为 0.025~20 mg/m3,甲苯为0.05~20 mg/m3,二甲苯为0.1~20 mg/m3。 I.1.4 试剂和材料 I.1.4.1 苯:色谱纯。 I.1.4.2 甲苯:色谱纯。 I.1.4.3 二甲苯:色谱纯。 I.1.4.4 二硫化碳:分析纯,需经纯化处理,保证色谱分析无杂峰。 二硫化碳的纯化方法:二硫化碳用5%的浓硫酸甲醛溶液反复提取,直至硫酸无色为止,用蒸馏水洗二硫化碳至中性,再用无水硫酸钠干燥,重蒸馏,贮于冰箱中备用。 I.1.4.5 椰子壳活性炭:20~40目,用于装活性炭采样管。 I.1.4.6 纯氮:99.99%。 I.1.5 仪器和设备 I.1.5.1 活性炭采样管:用长150mm,内径3.5~4.0 mm的玻璃管,装入100mg椰子壳活性炭,两端用少量玻璃棉固定。装好管后再用纯氮气于300 ℃ ~350 ℃温度条件下吹5~10 min,然后套上塑料帽封紧管的两端。此管放于干燥器中可保存5d。若将玻璃管熔封,此管可稳定三个月。 I.1.5.2 空气采样器。经校正。 I.1.5.3 注射器:1mL,经校正。 I.1.5.4 微量注射器:1μL,10μL,经校正。 I.1.5.5 具塞刻度试管:2mL。 I.1.5.6 气相色谱仪:附氢火焰离子化检测器。 I.1.5.7 色谱柱:非极性石英毛细管柱。 I.1.6 采样和样品保存 在采样地点打开活性炭管,两端孔径至少2mm,与空气采样器入气口垂直连接,以0.5L/min的速度,抽取25L空气。采样后,将管的两端套上塑料帽,并记录采样时的温度和大气压力。样品可保存5d。 I.1.7 分析步骤 I.1.7.1 色谱分析条件:由于色谱分析条件常因实验条件不同而有差异所以应根据所用气相色谱仪的型号和性能,制定能分析苯、甲苯、二甲苯的最佳色谱分析条件。 I.1.7.2 绘制标准曲线和测定计算因子:在与样品分析的相同条件下,绘制标准曲线和测定计算因子。 于5.0mL容量瓶中,先加入少量二硫化碳,用1μL微量注射器准确取一定量的苯、甲苯和二甲苯(20℃时,1μL苯重0.8787mg,甲苯重0.8669mg,邻、间、对二甲苯分别重0.8802、0.8642、0.8611mg)分别注入容量瓶中,加二硫化碳至刻度,配成一定浓度的储备液。临用前取一定量的储备液用二硫化碳逐级稀释成苯、甲苯、二甲苯含量分别为:0.5、1.0、2.0、4μg /mL的标准液。取1μL标准液进样,测量保留时间及峰高(峰面积)。每个浓度重复3次,取峰高(峰面积)的平均值。分别以苯、甲苯和二甲苯的含量(μg /mL)为横坐标,平均峰高(峰面积)为纵坐标,绘制标准曲线。并计算回归线的斜率,以斜率的倒数Bs作样品测定的计算因子。 I.1.7.3 样品分析:将采样管中的活性炭倒入具塞刻度试管中,加1.0mL二硫化碳,塞紧管塞,放置1h,并不时振摇。取1μL进样,用保留时间定性,峰高(峰面积)定量。每个样品作三次分析,求峰高(峰面积)的平均值。同时,取一个未经采样的活性炭管按样品管同时操作,测量空白管的平均峰高(峰面积)。 I.1.8 结果计算 I.1.8.1 将采样体积按4.7.7换算成标准状态下的采样体积。 I.1.8.2 空气中苯、甲苯和二甲苯的浓度按下式计算:
式中: c——空气中苯或甲苯、二甲苯的浓度,mg/m3; h——样品峰高(峰面积)的平均值; h′——空白管的峰高(峰面积); Bs——由I.1.7.2得到的计算因子; Es——由实验确定的二硫化碳提取的效率; V0——标准状况下采样体积,L。 I.1.9 方法特性 I.1.9.1 检测下限:采样量为10L时,用1mL二硫化碳提取,进样1μL时,苯、甲苯和二甲苯检测下限分别为0.025 mg/m3、0.05 mg/m3和0.1 mg/m3。 I.1.9.2 线性范围:106。 I.1.9.3 精密度:苯的浓度为8.78和21.9μg /mL的液体样品,重复测定的相对标准偏差7%和5%,甲苯浓度为17.3和43.3μg/mL液体样品,重复测定的相对标准偏差分别为5%和4%,二甲苯浓度为35.2和87.9μg/mL液体样品,重复测定的相对标准偏差为5%和7%。 I.1.9.4 准确度:对苯含量为0.5,21.1和200μg的回收率分别为95%,94%和91%,甲苯含量为0.5,41.6和500μg的回收率分别为99%,99%和93%,二甲苯含量为0.5,34.4和500μg的回收率分别为101%,100%和90%。 I.1.10 干扰和排除 空气中水蒸气或水雾量太大,以至在炭管中凝结时,严重影响活性炭的穿透容量和采样效率。空气湿度在90%时,活性炭管的采样效率仍然符合要求。空气中的其他污染物干扰由于采用了气相色谱分离技术,选择合适的色谱分离条件就可以消除。 I.2 甲苯、二甲苯、苯乙烯的测定——气相色谱法 I.2.1 相关标准及依据 本方法主要依据GB/T 14677 《空气质量 甲苯、二甲苯、苯乙烯的测定 气相色谱法》。 I.2.2 原理 用充填Tenax-GC的采样管,在常温条件下,富集室内空气中甲苯、二甲苯,采样管连入气相色谱分析系统后,经加热将吸附成分全量导入附有氢焰离子化检测器的气相色谱仪进行分析。在一定浓度范围内,甲苯、二甲苯、苯乙烯的含量与峰面积(或峰高)成正比。 I.2.3 检出限 按加热解吸分析时基线噪声5倍峰高所对应的成分量计算,本标准方法甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯的检出限分别为 1.0~2.0 ng,按1L 采样体积计算,各成分的方法检出限分别为 1.0×10-3~2.0×10-3 mg/m3。 I.2.4 试剂和材料 I.2.4.1 载气和辅助气体 I.2.4.1.1 载气:氮气,纯度99.99%,用装5A分子筛和活性炭净化管净化。 I.2.4.1.2 燃烧气:氢气,纯度99.9%。 I.2.4.1.3 助燃气:空气。 I.2.4.2 配制标准样品使用的试剂 I.2.4.2.1 甲苯(CH3C6H5)、对二甲苯[(CH3)2C6H4]、邻二甲苯[(CH3)2C6H4]均为色谱纯。 I.2.4.2.2 二硫化碳(CS2):分析纯(有毒),经色谱测定无干扰成分 。如有干扰则需用全玻璃蒸馏器重新蒸馏,收集46℃的馏分。 I.2.4.3 采样管 采样管的材质为硬质玻璃,长15cm,内径4mm,壁厚0.5mm,一侧为可与注射器针头相接的磨口,内充填0.5gTenax-GC或具有等效的吸附剂,两端充填少许石英棉固定,管两头分别用硅橡胶塞和不锈钢针头(针头前以硅橡胶塞密封)塞紧。新充填的采样管需在200℃条件下通氮气老化30min(氮气流量100mL/min)。每次采样前需对采样管加热通氮气处理,并经色谱检验无成分残留杂质。每次处理后,采样前后总计存放时间不应超过二天并避光保存。 I.2.5 仪器 I.2.5.1 气相色谱仪。 I.2.5.2 记录器。 I.2.5.3 检测器:氢焰离子化检测器。 I.2.5.4 色谱柱 I.2.5.4.1 色谱柱类型:填充柱。 I.2.5.4.2 色谱柱的特征:材质为硬质玻璃,长2m,内径 3~4 mm。 I.2.5.4.3 担体: 80~100 目Chromsorb G·DMCS。 I.2.5.4.4 固定液 I.2.5.4.4.1 名称及其化学性质:有机皂土-34(Benrane),最高使用温度200℃;邻苯二甲酸二壬酯(DNP),最高使用温度160℃。 I.2.5.4.4.2 液相载荷量:DNP 2.5%,Benrane 2.5%。 I.2.5.4.4.3 涂渍固定液的方法:称取有机皂土0.525g和DNP0.378g,置入圆底烧瓶中,加入60mL苯,于90℃水浴中回流3h,再加入载体15g继续回流2h后,将固定相转移至培养皿中,在红外灯下边烘烤边摇动至松散状态,再静置烘烤2h后即可装柱。 I.2.5.4.5 色谱柱的制备 I.2.5.4.5.1 色谱柱的填充方法:将色谱柱的尾端(接检测器一端)用石英棉塞住,接真空泵,柱的另一端通过软管接一漏斗,开动真空泵后,使固定相慢慢通过漏斗装入色谱柱内,边装边轻敲色谱柱使充填均匀,充填完毕后,用石英棉塞住色谱柱另一端。 I.2.5.4.5.2 色谱柱的老化:将充填好的色谱柱在150℃以20~30 mL/min通氮气,连续老化24h。 I.2.5.4.6 柱效能和分离度:在给定条件下,被测成分色谱峰的分离度大于1.0。 I.2.5.5 加热解吸装置 I.2.5.5.1 加热管的制备:在一根长为12cm,内径可穿入采样管的玻璃管外,依次缠上铝箔和玻璃丝带各一层后,固定带玻璃丝套管的热电偶丝,测温点置于管中部,再以0.5cm间距均匀缠上加热丝(1kW电炉丝伸直截取部分套上玻璃丝套管),外缠上一层玻璃丝带。 I.2.5.5.2 加热管供电温控器:输出功率大于加热管功率,输出电压在不低于60V范围内连续可调,温度控制上限不低于300℃的温度控制器。 I.2.5.6 气路转换系统:采用色谱用气路转换阀,将气体入口与载气源连接,气体出口一侧与色谱仪原载气入口相接,另一侧连接1~2m聚四氟乙烯管,聚四氟乙烯管的另一端与通气针头相接。气路转换阀可以控制载气直接流入色谱柱或使其经外气路通过采样管进入色谱柱。 I.2.5.7 采样仪器:可同时测定抽气流量、压力,采样流量调节范围在0~1.5L的空气采样器。 I.2.6 样品 I.2.6.1 气体样品的采集 将经加热处理后的采样管去掉两侧的硅橡胶塞和封闭针头,管与针头连接侧同采样器相接,以0.2~0.6 L/min的流量采集空气10~20 min。 I.2.6.2 样品的保存 采样后仍以硅橡胶塞和封闭针头将采样管两侧密封,避光保存,尽快分析。 I.2.6.3 空白实验 以同时处理但未经采样的采样管与经采样的采样管同批分析,作空白分析结果。 I.2.7 分析操作 I.2.7.1 分析仪器的调整 载气气路:内气路(不经采样管); 气化室温度:150℃; 柱温:恒温75℃; 检测器温度:150℃; 载气流速: 85~95 mL/min; 氢气流速:60mL/min; 空气流速:500mL/min。 I.2.7.2 校准 I.2.7.2.1 定量方法:外标法。 I.2.7.2.2 标准样品 I.2.7.2.2.1 使用次数:用于测定校正因子的标准样周期性重复使用,周期长短需视仪器稳定性而定,一般可在测定5个样品后校准一次。 I.2.7.2.2.2 标准样制备 I.2.7.2.2.2.1 贮备溶液:分别取甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯和苯乙烯1.00mL 和0.30mL 于2只装有90mL经纯化的二硫化碳的100mL容量瓶中,用二硫化碳稀释至标线。此贮备液在4℃时可保存一个月。 I.2.7.2.2.2.2 系列标准溶液:将二个浓度贮备液分别以纯化二硫化碳按10倍逐级稀释,配制系列标准溶液,各点的浓度见表I.2.1。 表I.2.1 系列标准样品浓度 序 号 0 1 2 3 4 5 6 2贮备液 1贮备液 成分与浓度μg/mL 甲苯 0 2.61 8.70 26.1 87.0 261 870 2610 8700 对二甲苯 0 2.58 8.60 25.8 86.0 258 860 2580 8600 间二甲苯 0 2.61 8.70 26.1 87.0 261 870 2610 8700 邻二甲苯 0 2.64 8.80 26.4 88.0 264 880 2640 8800 苯乙烯 0 2.73 9.10 27.3 91.0 273 910 2730 9100 I.2.7.2.2.3 仪器稳定性检验:各部温度、气体流量稳定正常,连续两次进与试样被测成分含量相近的标准样品2μL,其峰面积(或峰高)相对偏差不大于5%,即认为仪器处于稳定状态。 I.2.7.3 分析 I.2.7.3.1 实际样品采样管的解吸操作:将采样管连入分析装置系统,切换载气转向阀使载气经外气路通过采样管进入色谱仪进样口,待柱前压力恢复正常后,开始启动采样管加热控制装置,并记录分析时间(使用色谱处理机此时按下START键)和色谱基线。加热管的升温是靠温度控制器使其在30s内升至200℃,待管内吸附成分全部流出后,停止对采样管的加热,切换载气转换阀(使用色谱处理机时按停止记录键,使其进入计算工作状态),更换采样管准备下次分析。 I.2.7.3.2 标准样品分析:将经加热处理过的采样管按I.2.7.3.1的方式和条件与系统连接,并从采样管后侧硅橡胶塞处用微量注射器注入2μL标准样品,按I.2.7.3.1的方法进行分析。因吸附成分的全量导入和本方法适用范围较宽,应对浓度范围较大的系列标准样品的工作曲线进行检验,根据曲线相关系数大小和分析需要,确定最佳工作曲线范围。在实际样品测定时,应根据仪器的稳定性确定以标准样品对工作曲线进行校正的周期。 I.2.7.3.3 定性分析 采用保留时间定性。 I.2.7.3.4 定量分析 气体样品中成分浓度的计算: 式中: C——气体中被测成分浓度,mg/ m3; Cs——标准样品被测成分加入量,ng; hi——扣除空白后实测样品成分峰高(或峰面积); hs——标准样品成分峰高(或峰面积); Vnd——换算成标准状态下的采样体积,L。 I.2.8 精密度和准确度 经五个实验室分析含量分别为:甲苯261mg/L、对二甲苯258mg/L、间二甲苯261mg/L、邻苯264mg/L、苯乙烯273mg/L的统一样品,其各项精密度和准确度详见表I.2.2。 表I.2.2 统一样品各项精密度和准确度参数 成分结果参数 甲苯 对二甲苯 间二甲苯 邻二甲苯 苯乙烯 统一样品含量,mg/L 261 258 261 264 273 重复性标准偏差,mg/L 3.35 2.19 4.92 3.80 3.00 重复性变异系数,% 1.3 0.9 1.9 1.5 1.1 再现性标准偏差,mg/L 9.54 7.75 5.92 9.66 6.59 再现性变异系数,% 3.7 3.1 2.3 3.7 2.5 加标回收率,% 99.0 98.4 99.7 98.3 97.8 平均吸附效率,% 99.7 99.9 99.8 99.8 99.8 I.3 光离子化气相色谱法
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