空氣和廢氣監(jiān)測 課件 氮氧化物的測定

任務(wù)3.3.2氮氧化物的測定空氣和廢氣監(jiān)測技術(shù)任務(wù)3.3.2氮氧化物的測定學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握分光光度法法測定環(huán)境空氣中氮氧化物的方法原理；2.能準(zhǔn)確測定氣樣中氮氧化物的含量，并能規(guī)范測定操作要點(diǎn)；3.能判斷測定結(jié)果的異?，F(xiàn)象并能解決；4.注意安全，確保自己和同伴安全及儀器設(shè)備安全；5.

能夠理論與實踐相結(jié)合；6.具有環(huán)保意識和節(jié)約意識；7.具備認(rèn)真負(fù)責(zé)、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、實事求是、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。（一）指標(biāo)含義及測定意義

環(huán)境空氣中的NOx主要是指NO和NO2，來源于礦物燃料燃燒過程。NO無色無味微溶于水，能被氧化為NO2。NO2是棕紅色有刺激性氣味的氣體，易溶于水，能引起支氣管炎等呼吸道疾病，當(dāng)其在環(huán)境空氣中的濃度與NO相同時，傷害性更大。

NOx與空氣中水反應(yīng)生成的硝酸和亞硝酸是酸雨的成分；與碳?xì)浠衔锕泊?，在陽光照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成強(qiáng)刺激性的有害氣體光化學(xué)煙霧，危害更加嚴(yán)重。一、基本知識（二）控制標(biāo)準(zhǔn)

《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）規(guī)定的NOx和NO2的濃度限值：

《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T18883-2022）規(guī)定，NO2的1小時限值為0.20mg/m3。（三）測定方法及原理1.

測定方法鹽酸萘乙二胺分光光度法（HJ479—2009）。該方法的檢出限為0.12μg/10ml吸收液。當(dāng)吸收液總體積為10ml、采樣體積為24L時，檢出限為0.005mg/m3；當(dāng)吸收液總體積為50ml、采樣體積為288L時，檢出限為0.003mg/m3。當(dāng)吸收液總體積為10ml、采樣體積為12～24L時，環(huán)境空氣中氮氧化物的測定范圍為0.020～2.5mg/m3。（三）測定方法及原理2.

測定方法原理用冰乙酸、對氨基苯磺酸和鹽酸萘乙二胺配成吸收液。采樣時，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。空氣中的一氧化氮不與吸收液反應(yīng)，通過氧化管時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540nm處的吸光度與二氧化氮的含量成正比。分別測定第一支吸收瓶和第二支吸收瓶中樣品的吸光度，計算兩支吸收瓶內(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）。（四）所需儀器與用具（1）10ml、25ml、50ml多孔玻板吸收瓶。（2）5ml、10ml或50ml氧化瓶。（3）空氣采樣器：流量范圍0.1～1L/min，采氣流量0.4L/min時，相對誤差小于±5%。（4）恒溫、半自動連續(xù)空氣采樣器：采樣流量0.2L/min時，相對誤差小于±5%。（5）空盒氣壓表、計時鐘、溫度計。（6）橡膠管：內(nèi)徑6mm。（7）分光光度計及配套比色皿；10ml具塞比色管。（8）容量瓶、移液管、棕色試劑瓶及其他實驗室常用工具。多孔玻板吸收瓶

氧化瓶（一）采樣前準(zhǔn)備1.空氣采樣器流量校準(zhǔn)

采樣前要用皂膜流量計校準(zhǔn)空氣采樣器流量（轉(zhuǎn)子流量計流量）。2.采樣器連接

分短時間采樣和長時間采樣（下頁）3.氣密性檢驗

打開采樣器電源用手指堵住吸收管進(jìn)氣端，觀察乳膠管和流量計浮子，如出現(xiàn)管子發(fā)癟的跡象、流量計浮子回零，說明合格。二、實訓(xùn)操作

短時間采樣

分別吸取10ml吸收液于兩支多孔玻板吸收瓶中，另外吸取5～10ml酸性高錳酸鉀溶液于氧化瓶中，瓶內(nèi)液柱高度不低于80mm。用盡量短的硅橡膠管將氧化瓶串聯(lián)在兩支吸收瓶之間，然后用橡膠管把吸收瓶的玻璃球端支管與硅膠干燥瓶連接，最后與空氣采樣器的入口相連接。

長時間采樣

取兩支大型多孔玻板吸收瓶，分別吸取25ml或50ml吸收液（液柱高度不低于80mm），另外吸取50ml酸性高錳酸鉀溶液于氧化瓶中，瓶內(nèi)液柱高度不低于80mm。用盡量短的硅橡膠管將氧化瓶串聯(lián)在兩支吸收瓶之間，再依次用橡膠管連接硅膠干燥瓶與恒溫、半自動空氣采樣器。（二）采樣短時間采樣：調(diào)節(jié)流量計浮子固定在0.4～0.5L/min的某一刻度采氣60min（或至吸收液呈淺玫瑰紅色）。連續(xù)24小時采樣：調(diào)節(jié)流量計浮子固定在0.2～0.3L/min的某一刻度采氣288L。長時間采樣過程中，若氧化管中有明顯的沉淀物析出，應(yīng)及時更換。一般內(nèi)裝50ml酸性高錳酸鉀溶液的氧化瓶可使用15～20d（隔日采樣）。（二）采樣采樣結(jié)束時，為防止溶液倒吸，應(yīng)在采樣泵停止抽氣的同時，閉合連接在采樣系統(tǒng)中的止水夾或電磁閥上。采集樣品的同時，要將裝有吸收液的吸收瓶帶到采樣現(xiàn)場，與樣品在相同的條件下保存、運(yùn)輸，直至送交實驗室分析，運(yùn)輸過程中應(yīng)注意防止沾污。每次采樣至少做2個現(xiàn)場空白測試。采樣同時應(yīng)記錄現(xiàn)場溫度、空氣壓力和采樣起止時間等。（三）樣品保存樣品采集、運(yùn)輸及存放過程中應(yīng)避光保存，樣品采集后要盡快分析。若不能及時測定，應(yīng)將樣品于低溫暗處存放。30℃暗處存放，可穩(wěn)定8h；20℃暗處存放，可穩(wěn)定24h；0～4℃冷藏，至少可穩(wěn)定3d。（四）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線取6支10ml具塞比色管，按下表配制亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。管

號012345亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液/ml00.40.81.21.62.0水/ml21.61.20.80.40顯色液/ml888888NO2-質(zhì)量濃度/μg/ml00.10.20.30.40.5各管混勻后，于暗處放置20min（室溫低于20℃時放置40min以上），用10mm比色皿于波長540nm處，以水為參比測定吸光度，扣除0號管的吸光度以后，對應(yīng)NO2-的質(zhì)量濃度，用最小二乘法計算標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程。標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率控制在0.960～0.978吸光度·ml/μg，截距控制在0～0.005（以5ml體積繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線時，標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率控制在0.180～0.195吸光度·ml/μg，截距控制在±0.003）。（五）空白實驗

實驗室空白：取實驗室內(nèi)未經(jīng)采樣空白吸收液（與采樣用吸收液同一批配制），用10ｍｍ比色皿，在波長540nm處，以水為參比測定吸光度。實驗室空白吸光度A0在顯色規(guī)定條件下波動范圍不超過±15％。

現(xiàn)場空白：與實驗室空白實驗相同方法測定吸光度。將現(xiàn)場空白和實驗室空白的測量結(jié)果相對照，若現(xiàn)場空白與實驗室空白相差過大，查找原因，重新采樣。（六）測定樣品樣品暗處放置后，用水將采樣瓶中吸收液的體積補(bǔ)充至標(biāo)線，混勻，于波長540nm處，以水為參比，用10mm比色皿測定樣品溶液的吸光度，同時測定空白樣品的吸光度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線或回歸方程計算樣品中NO2的質(zhì)量濃度。若樣品吸光度超過標(biāo)準(zhǔn)曲線的上限，應(yīng)用空白實驗溶液進(jìn)行定量稀釋，再測其吸光度，并記錄結(jié)果。（七）數(shù)據(jù)處理及結(jié)果表示

1、環(huán)境空氣（樣品）中二氧化氮的質(zhì)量濃度（mg/m3）：

（七）數(shù)據(jù)處理及結(jié)果表示

2、環(huán)境空氣（樣品）中一氧化氮的質(zhì)量濃度（mg/m3）：

以二氧化氮（NO2）計，按下式計算：以一氧化氮（NO）計，按下式計算：（七）數(shù)據(jù)處理及結(jié)果表示

3、環(huán)境空氣（樣品）中氮氧化物的質(zhì)量濃度以NO2計（mg/m3）：

以上式中：A1、A2——串聯(lián)的第一支和第二支吸收管（瓶）中樣品溶液的吸光度；

A0——實驗室空白溶液的吸光度；

b——校準(zhǔn)曲線的斜率，吸光度·ml/μg；a——校準(zhǔn)曲線的截距；V——采樣用吸收液體積，ml；Vr——換算成參比狀態(tài)下（298.15K，1013.25hPa）的采樣體積，L。

ｆ——Saltzman實驗系數(shù)，0.88

（當(dāng)空氣中NO2質(zhì)量濃度高于0.72mg/m3時取0.77）；

ｋ——NO氧化為NO2的氧化系數(shù)，0.68；

Ｄ——樣品的稀釋倍數(shù)，若空氣中NO2濃度較低，則不用稀釋。（八）注意事項吸收液應(yīng)無色，如顯微紅色，可能有NO2-的污染，應(yīng)檢查蒸餾水和試劑。日光照射能使吸收液顯色，在采樣、運(yùn)輸及保存過程中，應(yīng)避光。空白實驗吸收液與采樣用吸收液應(yīng)為同一批藥品配制。亞硝酸鈉（固體）應(yīng)妥善保存，或分裝成小瓶，防止被空氣氧化為硝酸鈉。20℃時，標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率ｂ為（0.190±0.003）吸光度·／NO2-（5μg/ml），要求截距a≤0.008，性能好的分光光