生產(chǎn)環(huán)境與農(nóng)業(yè)品投入檢測(cè)W2104 4 微教材 大氣中二氧化氮的測(cè)定

1、生產(chǎn)環(huán)境與農(nóng)業(yè)投入品檢測(cè)課程-微教材微課編號(hào)W2104微課名稱大氣中二氧化氮的測(cè)定所屬模塊生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)子模塊大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)關(guān)鍵詞二氧化氮；監(jiān)測(cè)；標(biāo)準(zhǔn)曲線是否通用通用 農(nóng)產(chǎn)品V 食品是否重點(diǎn)建設(shè)是否V微課類型實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)型微課形式混合拍攝式教學(xué)設(shè)計(jì)模式講授法教學(xué)目標(biāo)掌握標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制方法，掌握 N- （1-萘基）乙二胺測(cè)定二氧化氮的技術(shù)要點(diǎn)。教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)技能點(diǎn)1：大氣中二氧化氮的采樣2: 二氧化氮標(biāo)準(zhǔn)曲線3:二氧化氮測(cè)定方法1:學(xué)會(huì)二氧化氮的采樣2:學(xué)會(huì)分光光度計(jì)的使用3:學(xué)習(xí)配制標(biāo)準(zhǔn)溶液、繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線 圖1、樣品前處理空氣中的二氧化氮被串聯(lián)的第一支吸收瓶中的吸收液吸收并反應(yīng)生成粉紅 色偶氮染料。空

2、氣中的一氧化氮不與吸收液反應(yīng)， 通過(guò)氧化管時(shí)被酸性高錳酸鉀 溶液氧化為二氧化氮，被串聯(lián)的第二支吸收瓶中的吸收液吸收并反應(yīng)生成粉紅色 偶氮染料。生成的偶氮染料在波長(zhǎng)540 nm處的吸光度與二氧化氮的含量成正比。 分別測(cè)定第一支和第二支吸收瓶中樣品的吸光度，計(jì)算兩支吸收瓶?jī)?nèi)二氧化氮和 一氧化氮的質(zhì)量濃度，二者之和即為氮氧化物的質(zhì)量濃度（以NO2計(jì)）。試劑和材料準(zhǔn)備：除非另有說(shuō)明，分析時(shí)均使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或?qū)I(yè)標(biāo)準(zhǔn)的分析純?cè)噭┖蜔o(wú) 亞硝酸根的蒸餾水、去離子水或相當(dāng)純度的水。必要時(shí)，實(shí)驗(yàn)用水可在全玻璃蒸 餾器中以每升水加入0.5 g 高錳酸鉀（KMnO和0.5 g 氫氧化鋇Ba（OH）2重 蒸。冰乙酸

3、。鹽酸羥胺溶液，p =0.20.5 g/LO硫酸溶液，c(1/2H2SQ)=1 mol/ L:取 15 ml 濃硫酸(p 2=1.84 g/ml),徐 徐加到 500 ml 水中，攪拌均勻，冷卻備用。酸性高錳酸鉀溶液， p (KMnQ4)=25 g/L :稱取 25g 高錳酸鉀于 1 000 ml 燒 杯中，加入 500 ml 水，稍微加熱使其全部溶解，然后加入 1 mol/L 硫酸溶液(4.3) 500 ml ，攪拌均勻，貯于棕色試劑瓶中。N- (1-萘基)乙二胺鹽酸鹽貯備液，p (C iHNH(CH)2NH 2HCI)=1.00 g/L : 稱取0.50 g N- (1-萘基)乙二胺鹽酸鹽

4、于500 ml容量瓶中，用水溶解稀釋至 刻度。此溶液貯于密閉的棕色瓶中，在冰箱中冷藏，可穩(wěn)定保存三個(gè)月。顯色液：稱取5.0 g對(duì)氨基苯磺酸NH2CHSQH溶解于約200 ml 4050C熱水 中，將溶液冷卻至室溫，全部移入 1 000 ml 容量瓶中，加入 50 ml N- (1-萘 基)乙二胺鹽酸鹽貯備溶液( 4.5)和 50 ml 冰乙酸，用水稀釋至刻度。此溶液 貯于密閉的棕色瓶中，在25 C以下暗處存放可穩(wěn)定三個(gè)月。若溶液呈現(xiàn)淡紅色， 應(yīng)棄之重配。吸收液：使用時(shí)將顯色液(4.6 )和水按4 ： 1 (體積分?jǐn)?shù))比例混合，即為 吸收液。吸收液的吸光度應(yīng)小于等于 0.005 。亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)貯

5、備液，p (NQ2-)=250卩g/ml :準(zhǔn)確稱取0.375 0 g 亞硝酸 鈉(NaNQ優(yōu)級(jí)純，使用前在105 C 5C干燥恒重)溶于水，移入1 000 ml容 量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。 此溶液貯于密閉棕色瓶中于暗處存放， 可穩(wěn)定保存三 個(gè)月。亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)工作液，p (NQ2-)=2.5卩g/ml :準(zhǔn)確吸取亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液 (4.8) 1.00 ml 于 100 ml 容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。臨用現(xiàn)配。儀器和設(shè)備準(zhǔn)備:分光光度計(jì)?？諝獠蓸悠?流量范圍 0.1 1.0 L/min 。采樣流量為 0.4 L/min 時(shí)，相 對(duì)誤差小于 5%。恒溫、半自動(dòng)連續(xù)空氣采樣器:采樣流量為 0.2

6、 L/min 時(shí)，相對(duì)誤差小于 5%能將吸收液溫度保持在20 C 4C。采樣連接管線為硼硅玻璃管、不銹鋼 管、聚四氟乙烯管或硅膠管，內(nèi)徑約為6 mm，盡可能短些，任何情況下不得超過(guò) 2 m ，配有朝下的空氣入口。吸收瓶：可裝10 ml、25 ml或50 ml吸收液的多孔玻板吸收瓶，液柱高 度不低于80 mm吸收瓶的玻板阻力、氣泡分散的均勻性及采樣效率按本標(biāo)準(zhǔn)附 錄A檢查。圖1示出較為適用的兩種多孔玻板吸收瓶。 使用棕色吸收瓶或采樣 過(guò)程中吸收瓶外罩黑色避光罩。新的多孔玻板吸收瓶或使用后的多孔玻板吸收瓶, 應(yīng)用（1+1）HCI浸泡24 h以上，用清水洗凈。氧化瓶：可裝5 ml、10 ml或50

7、ml酸性高錳酸鉀溶液（4.4 ）的洗氣瓶,液柱高度不能低于80 mm使用后，用鹽酸羥胺溶液（4.2 ）浸泡洗滌。圖2示出了較為適用的兩種氧化瓶0圖1 多孔玻板吸收瓶氧化瓶示意圖干擾及消除：空氣中二氧化硫質(zhì)量濃度為氮氧化物質(zhì)量濃度的 30倍時(shí)，對(duì)二氧化氮的測(cè) 定產(chǎn)生負(fù)干擾?？諝庵羞^(guò)氧乙酰硝酸酯（PAN對(duì)二氧化氮的測(cè)定產(chǎn)生正干擾?？諝庵谐粞踬|(zhì)量濃度超過(guò)0.25 mg/m 3時(shí)，對(duì)二氧化氮的測(cè)定產(chǎn)生負(fù)干擾。 采樣時(shí)在采樣瓶入口端串接一段 1520 cm長(zhǎng)的硅橡膠管，可排除干擾。1邊學(xué)邊練1 、短時(shí)間采樣（1 h以內(nèi)）取兩支內(nèi)裝10.0 ml吸收液的多孔玻板吸收瓶和一支內(nèi)裝 510 ml酸性高 錳酸鉀

8、溶液（4.4）的氧化瓶（液柱高度不低于 80 mm）,用盡量短的硅橡膠管將 氧化瓶串聯(lián)在二支吸收瓶之間（見(jiàn)圖 3）,以0.4 L/min流量采氣424 L。2 、長(zhǎng)時(shí)間采樣（24 h）取兩支大型多孔玻板吸收瓶，裝入25.0 ml或50.0 ml吸收液（4.7）（液柱高度不低于80 mm）,標(biāo)記液面位置。取一支內(nèi)裝50 ml酸性高錳酸鉀溶液（4.4） 的氧化瓶，按圖4所示接入采樣系統(tǒng)，將吸收液恒溫在20C4C,以0.2 L/min 流量采氣288 L。注：氧化管中有明顯的沉淀物析出時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換。一般情況下，內(nèi)裝50 ml酸性高錳酸鉀溶液的氧化瓶可使用1520 d （隔日采樣）。采樣過(guò)程注意觀察

9、吸收液顏色變化，避免因氮氧化物質(zhì)量濃度過(guò)高而穿透。3 、采樣要求采樣前應(yīng)檢查采樣系統(tǒng)的氣密性，用皂膜流量計(jì)進(jìn)行流量校準(zhǔn)。采樣流量的 相對(duì)誤差應(yīng)小于5%0采樣期間，樣品運(yùn)輸和存放過(guò)程中應(yīng)避免陽(yáng)光照射。氣溫超過(guò)25C時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間（8h以上）運(yùn)輸和存放樣品應(yīng)采取降溫措施。采樣結(jié)束時(shí)，為防止溶液倒吸，應(yīng)在采樣泵停止抽氣的同時(shí)，閉合連接在采 樣系統(tǒng)中的止水夾或電磁閥（見(jiàn)圖 3或圖4）。氧化瓶硅膠干燥瓶流量計(jì)門一VS心: 干:二采氣泵吸收瓶吸收瓶止水夾圖3手工采樣系列示意圖氧化瓶流量計(jì)硅膠干燥瓶*CD吸收瓶吸收瓶電磁閥采氣泵圖4連續(xù)自動(dòng)采樣系列示意圖4 、現(xiàn)場(chǎng)空白裝有吸收液的吸收瓶帶到采樣現(xiàn)場(chǎng)，與樣品在相同

10、的條件下保存，運(yùn)輸，直 至送交實(shí)驗(yàn)室分析，運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)注意防止沾污。要求每次采樣至少做 2個(gè)現(xiàn)場(chǎng)空白測(cè)試。5、樣品的保存樣品采集、運(yùn)輸及存放過(guò)程中避光保存，樣品采集后盡快分析。若不能及時(shí) 測(cè)定，將樣品于低溫暗處存放，樣品在30C暗處存放，可穩(wěn)定 8 h;在20C暗處存放，可穩(wěn)定24 h;于04C冷藏，至少可穩(wěn)定 3 do6 、標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制取6支10 ml具塞比色管，按表1制備亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。根據(jù)表1分別移取相應(yīng)體積的亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)工作液（4.9），加水至2.00 ml，加入顯色液（4.6） 8.00 mlo表1 NO2-標(biāo)準(zhǔn)溶液系列管號(hào)012345標(biāo)準(zhǔn)工作液（4.9） /ml0.000.

11、400.801.201.602.00水/ml2.001.601.200.800.400.00顯色液（4.6） /ml8.008.008.008.008.008.00NO2-質(zhì)量濃度/ （卩g/ml）0.000.100.200.300.400.50各管混勻，于暗處放置20 min （室溫低于20C時(shí)放置40 min以上），用10mm比色皿，在波長(zhǎng)540 nm處，以水為參比測(cè)量吸光度，扣除0號(hào)管的吸光度以后，對(duì)應(yīng)NO的質(zhì)量濃度（卩g/ml）,用最小二乘法計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸 方程。標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率控制在0.9600.978吸光度 ml/卩g，截距控制在 0.0000.005之間（以5 ml體積繪制標(biāo)準(zhǔn)曲

12、線時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率控制在0.1800.195吸光度 ml/卩g,截距控制在0.003之間）。7、空白試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室空白試驗(yàn)：取實(shí)驗(yàn)室內(nèi)未經(jīng)采樣的空白吸收液，用10 mm比色皿，在波長(zhǎng)540 nm處，以水為參比測(cè)定吸光度。實(shí)驗(yàn)室空白吸光度A在顯色規(guī)定 條件下波動(dòng)范圍不超過(guò)15%?，F(xiàn)場(chǎng)空白：同8.2.1測(cè)定吸光度。將現(xiàn)場(chǎng)空白和實(shí)驗(yàn)室空白的測(cè)量結(jié)果相對(duì) 照，若現(xiàn)場(chǎng)空白與實(shí)驗(yàn)室空白相差過(guò)大，查找原因，重新采樣。8 、樣品測(cè)定采樣后放置20 min，室溫20C以下時(shí)放置40 min以上，用水將采樣瓶中 吸收液的體積補(bǔ)充至標(biāo)線，混勻。用 10 mm比色皿，在波長(zhǎng)540 nm處，以水 為參比測(cè)量吸光度，同時(shí)測(cè)定空白樣品的吸光度。若樣品的吸光度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線的上限，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室空白試液稀釋，再測(cè)定其 吸光度。但稀釋倍數(shù)不得大于 6?？諝庵卸趸|(zhì)量濃度 p no2 （mg/m3）按式（1）計(jì)算:p NO2 =(Ai - Ao- a)X “ D(1) bx f Vo空氣中氮氧化物的質(zhì)量濃度 p nox （mg/m3）以二氧化氮（NO2）計(jì)，按式（4）計(jì)算:以上各式中：A