空氣和廢氣監(jiān)測 課件 臭氧的測定

任務(wù)3.3.4臭氧的測定空氣和廢氣監(jiān)測技術(shù)任務(wù)3.3.4臭氧的測定學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法和紫外光度法測定臭氧的方法原理；2.能正確測定氣樣中臭氧的含量，并能規(guī)范測定操作要點；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

O3是空氣中最強(qiáng)的氧化劑之一，能導(dǎo)致人皮膚刺癢，眼睛、鼻咽、呼吸道受刺激，肺功能受影響。

O3主要是由交通工具的尾氣排放、石油化工和火力發(fā)電等污染源排放的NOx、VOCs經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)生成的，是光化學(xué)煙霧的主要成分。近幾年的“中國生態(tài)環(huán)境狀況公報”顯示，O3已經(jīng)成為我國大多數(shù)城市的第一超標(biāo)氣體污染物。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O3的濃度限值：

《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T18883-2022）規(guī)定，O3的1小時限值為0.16mg/m3。（三）測定方法及原理1.

測定方法

靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法（HJ504-2009）和紫外光度法（HJ590-2010）。靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法適用于環(huán)境空氣中臭氧的測定以及相對封閉環(huán)境（如室內(nèi)、車內(nèi)等）空氣中臭氧的測定。當(dāng)采樣體積為30L時，空氣中臭氧的檢出限為0.010mg/m3，測定下限為0.040mg/m3。當(dāng)采樣體積為30L，吸收液質(zhì)量濃度為2.5μg/ml或5.0μg/ml時，測定上限分別為0.50mg/m3或1.00mg/m3。當(dāng)空氣中臭氧質(zhì)量濃度超過該上限時，可適當(dāng)減少采樣體積。紫外光度法主要用于環(huán)境空氣中臭氧的瞬時測定，也適用于環(huán)境空氣的自動監(jiān)測。測定環(huán)境空氣中臭氧的濃度范圍是0.003～2mg/m3。（三）測定方法及原理2.

測定方法原理靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法：空氣中臭氧在磷酸鹽緩沖劑存在下，與吸收液中藍(lán)色的靛藍(lán)二磺酸鈉等摩爾反應(yīng)，褪色生成靛紅二磺酸鈉，在610nm處測量吸光度，根據(jù)藍(lán)色減褪的程度可定量測定空氣中臭氧的濃度。紫外光度法：當(dāng)空氣樣品以恒定的流速通過除濕器和顆粒物過濾器進(jìn)入紫外臭氧分析儀的氣路系統(tǒng)時分成兩路，一路為樣品空氣，一路通過選擇性臭氧洗滌器成為零空氣，樣品空氣和零空氣在電磁閥的控制下交替進(jìn)入樣品吸收池（或分別進(jìn)入樣品吸收池和參比池），臭氧對253.7nm波長的紫外光有特征吸收。由透光率計算臭氧濃度。（四）所需儀器與用具（1）多孔玻板吸收管。（2）空氣采樣器：流量范圍0～1.0L/min。用皂膜流量計校準(zhǔn)采樣前后采樣系統(tǒng)的流量，相對誤差應(yīng)小于±5%。（3）分光光度計：能在610nm處測量吸光度，帶20mm比色皿。（4）生化培養(yǎng)箱或恒溫水?。簻乜鼐葹椤?℃。（5）水銀溫度計：精度為±0.5℃。（6）具塞比色管：10ml。（7）實驗室常用玻璃儀器。（一）標(biāo)定IDS標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液

準(zhǔn)確吸取20.00mlIDS標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液于250ml碘量瓶中，加入20.00ml溴酸鉀-溴化鉀溶液、50ml水，蓋好瓶塞，放入16±1℃生化培養(yǎng)箱（或水浴）中，至溶液溫度與水浴溫度平衡時：加入5.0ml硫酸溶液，立即蓋好瓶塞、混勻并開始計時，于16±1℃水浴中、暗處放置35±1.0min后，加入1.0g碘化鉀，立即蓋好瓶塞，輕輕搖勻至完全溶解，暗處放置5min后，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)工作溶液滴定至棕色剛好褪去呈淡黃色，加入5ml淀粉指示劑溶液，繼續(xù)滴定至藍(lán)色消退，終點為亮黃色。二、實訓(xùn)操作

記錄所消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的體積。兩次平行滴定所用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的體積之差不得大于0.10ml。

每毫升靛藍(lán)二磺酸鈉溶液相當(dāng)于臭氧的質(zhì)量濃度ρ（μg/ml）由下式計算：式中：ρ——每毫升靛藍(lán)二磺酸鈉溶液相當(dāng)于臭氧的質(zhì)量濃度，μg/ml；c1——溴酸鉀-溴化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；V1——加入溴酸鉀-溴化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，ml；c2——滴定時所用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；V2——滴定時所用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，ml；V——IDS標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液的體積，ml；12.00——臭氧的摩爾質(zhì)量（1/4O3），g/mol。（二）采樣前準(zhǔn)備

1.空氣采樣器流量校準(zhǔn)采樣采樣前用皂膜流量計校準(zhǔn)空氣采樣器流量。2.采樣器連接與檢查吸取兩支10.0ml±0.02mlIDS吸收液于多孔玻板吸收管中，用盡量短的一小段硅橡膠管鏈接起來，照上黑布套，橡膠管把串聯(lián)好的吸收管的玻璃球端支管與空氣采樣器的入口相連接。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，如管子發(fā)癟的跡象、流量計浮子回零，說明氣密性檢驗合格。（三）采樣調(diào)節(jié)流量計浮子固定在0.5L/min左右，采氣10～60min（視濃度高低而定，高時可減少采樣時間）即5～30L。當(dāng)?shù)谝恢展苤械奈找和噬s60%時（與現(xiàn)場空白樣品比較），應(yīng)立即停止采樣。若確信空氣中臭氧質(zhì)量濃度較低，不會穿透時，可用棕色玻板吸收管采樣。在采樣的同時，應(yīng)記錄現(xiàn)場溫度、空氣壓力和采樣起止時間等。樣品在采集、運輸及存放過程中應(yīng)嚴(yán)格避光。樣品于室溫暗處存放至少可穩(wěn)定3天。

現(xiàn)場空白樣品用同一批配制的IDS吸收液，裝入多孔玻板吸收管中，帶到采樣現(xiàn)場。除了不采集空氣樣品外，其他環(huán)境條件保持與采集空氣的采樣管相同。每批樣品至少帶兩個現(xiàn)場空白樣品。（四）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線取6支10ml具塞比色管，按下表配制臭氧標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。管

號012345IDS標(biāo)準(zhǔn)工作液/ml10.008.006.004.002.000磷酸鹽緩沖吸收液/ml02.004.006.008.0010.00臭氧質(zhì)量濃度/μg/ml00.20.40.60.81.0各管搖勻，在波長610nm處，用20mm比色皿，以水為參比溶液測量吸光度。以臭氧質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以校準(zhǔn)系列中0濃度管的吸光度（A0）與各標(biāo)準(zhǔn)色列管的吸光度（A）之差（A0－A）為縱坐標(biāo)，用最小二乘法計算校準(zhǔn)曲線的回歸方程或繪制校準(zhǔn)曲線。（五）測定樣品在吸收管的入口端串接一個玻璃尖嘴，用吸耳球?qū)⑽涨?、后兩支吸收管中的溶液擠入到一個25ml或50ml棕色容量瓶中，第一次盡量擠凈，然后每次用少量磷酸鹽緩沖溶液，反復(fù)多次洗滌吸收管，洗滌液一井?dāng)D入容量瓶中，再滴加少量水至標(biāo)線，按繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線步驟測量樣品的吸光度。（六）空白測定將帶到現(xiàn)場的空白樣品，按樣品的測定步驟測定零空氣樣品的吸光度。（七）數(shù)據(jù)處理及結(jié)果表示

空氣（樣品）中臭氧的質(zhì)量濃度ρ（mg/m3）按下式計算：：

（八）注意事項

注意檢查采樣系統(tǒng)的氣密性，用皂膜流量計校準(zhǔn)流量，做好采樣記錄?？瞻自囼炍找号c采樣用吸收液應(yīng)為同一批藥品配制。空氣中存在NO2時，會使臭氧的測定結(jié)果偏高，約為NO2質(zhì)量濃度的60%?？諝庵卸趸?、硫化氫、過氧乙酰硝酸酯（PAN)和氟化氫的質(zhì)量濃度高于750μg/m3、110μg/m3、1800μ