環(huán)境空氣中臭氧濃度測定方法的探討

蔡奕坤

（潮州市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站 廣東潮州 521000）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷增長，辦公環(huán)境越來越多樣化，對工作環(huán)境的臭氧濃度進(jìn)行測定的重要性日益突出。但是現(xiàn)有的檢測方法不能很好地滿足指標(biāo)和要求，檢測精度不足。因此，如何對方法進(jìn)行改進(jìn)使方法更可靠穩(wěn)定成為了人們關(guān)心的問題。下面就此進(jìn)行討論分析。

1 材料與方法

1.1 儀器

本次實驗采用的設(shè)備有大型氣泡吸收管、空氣采樣器以及三氧化鉻氧化管等，其中空氣采樣器流量大概為1L/min左右，另外還利用了具塞試管以及分光光度計等設(shè)備。

1.2 本次實驗試劑

在本次化學(xué)實驗中使用到的實驗試劑比較多，其中采用的實驗用水是蒸餾水；采用的實驗吸收液是碘化鉀和氫氧化鈉的混合溶液，首先保證1000mL水，然后把碘化鉀（10g）和氫氧化鈉溶（40g）放入水中使其充分融合，一般情況下該混合溶液可以保存一個月左右；在實驗過程中使用的酸化試劑最長可以保存3個月，該酸化試劑的制成需要按照一定的比例把氨基磺酸和磷酸溶于水中，然后在用水稀釋；此次實驗中采用的淀粉溶液（0.5%）通常是現(xiàn)配的，首先把一定量的可溶性淀粉放入水中，然后在煮沸5分鐘，同時用水稀釋直到100mL為止；在進(jìn)行試驗的時候，氧化管需要慎重，首先把適量的三氧化鉻放入水中使其充分溶解，然后在把相同重量的濃磷酸放入該溶液中，并且把溶液攪拌均勻。另外還要稱取一樣重量的氣相色譜，并且使用擔(dān)體攪拌氣相色譜直到變成糊狀，把糊狀的氣相色譜放在105℃下使其干燥，進(jìn)而在擔(dān)體涂上三氧化鉻和磷酸，然把其放在干燥器里留作備用。完成這些工作后把做好的氧化劑放到玻璃管中，同時玻璃管的兩端必須用玻璃棉塞上；關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)溶液的制作首先把碘酸鉀（0.1486g）放入水中，使用的碘酸鉀需要經(jīng)過干燥，然后把該溶液定量轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶里，并且稀釋到標(biāo)準(zhǔn)刻度，如果把這個溶液放在4℃下的冰箱內(nèi)儲存，最長可以保存一年左右。

1.3 本次化學(xué)實驗中樣品采集、運輸以及保存

在實驗過程中現(xiàn)場采樣都是按照GBZ159執(zhí)行操作的。首先在采樣點把大型氣泡吸收管接上一個氧化管，選用的吸收管必須是裝有一定量的吸收液，同時要保證氧化劑向下傾斜，否則氧化劑將會變得潮濕，這樣就會污染連著的吸收管。另外還要用一定規(guī)格的流量采集空氣樣品。完成采樣后，首先把吸收管的兩端氣口塞進(jìn)，然后把其放在干凈的容器內(nèi)，這樣以后就可以運輸以及保存。

1.4 分析本次實驗的步驟

1.4.1 關(guān)于實驗樣品的處理

首先使用吸收液洗氣管內(nèi)壁，并且洗滌的次數(shù)要在3次以上，然后把一定量的樣品液放入具塞比色管中，這樣就可以進(jìn)行測定，如果該樣品液的濃度不符合測定條件，測定之前實驗人員可以先進(jìn)行稀釋，但是計算的過程中一定要乘以稀釋的倍數(shù)。

1.4.2 關(guān)于本次實驗標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

首先所有試管中都放入一定量的臭氧標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液，然后在放入一定量的吸收液直到達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)量為止，進(jìn)而再做成臭氧標(biāo)準(zhǔn)系列；其次在所有的標(biāo)準(zhǔn)管放入一定量的酸化試劑，做好以上這些步驟后立即加塞，同時把所有試管冷卻至室溫，然后大概放置5min左右；再次在所有試管中放入一定量的淀粉溶液，使其顯色，大概放置10min后，用長度為1cm的比色杯測量其吸光度，測量的時候必須保持試管在波長為540nm的條件下，需要重復(fù)測量3次，然后取三次的測量平均值根據(jù)相應(yīng)的臭氧含量(μg)來繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4.3 關(guān)于本次實驗樣品測定

在對樣品和樣品空白進(jìn)行測量之前，需要先稱取一定量的樣品溶液，在與測定臭氧標(biāo)準(zhǔn)系列同樣的條件下進(jìn)行操作，以此測量樣品的吸光度值，再根據(jù)以上繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線得臭氧的含量(g)。

1.5 關(guān)于采樣體積的換算

在這個公式中，V0代表的是標(biāo)準(zhǔn)采樣體積，V代表的是采樣體積，t代表的是采樣點的氣溫，而P代表的是采樣點的大氣壓。

2 結(jié)果與討論

2.1 實驗原理

利用堿性碘化鉀的吸收性，使其充分吸收臭氧然后酸化析出碘，然后在使用淀粉試劑使其顯色，并且測量吸光度對其進(jìn)行測量，同時利用三氧化鉻氧化管除去干擾物質(zhì)。

2.2 反應(yīng)條件

2.2.1 關(guān)于實驗的最大吸收波長

圖1 顯色后臭氧的最大吸收波長

圖2 顯色時間對吸光度的影響

按照一定的操作標(biāo)準(zhǔn)使臭氧標(biāo)準(zhǔn)溶液顯色15min后，在一定的波長下進(jìn)行自動掃描。如圖1。

2.2.2 本次實驗中顯色時間對吸光度的影響

按照一定的操作標(biāo)準(zhǔn)使臭氧標(biāo)準(zhǔn)溶液顯色后，每次間隔5min或10min測定其吸光度值，如圖2所示。

從圖中可以看出吸光度值在臭氧溶液顯色10min后逐漸穩(wěn)定，到110min時開始出現(xiàn)下降，直至120min時下降明顯。方法選擇比色在抽樣標(biāo)準(zhǔn)溶液顯色后10min時開始，到110min時完成。

2.3 本次實驗中采樣效率

本次實驗選擇某硒鼓生產(chǎn)廠為例，首先選擇兩個不同濃度的采樣點，然后進(jìn)行采樣，并且仔細(xì)觀察采樣效率；在進(jìn)行分析之前需要測定6個試劑空白和現(xiàn)場空白，進(jìn)而測定后管及前管的濃度，在現(xiàn)場空白與試劑空白測定值相似的情況下，就表示樣品沒有受到污染，在本次實驗中兩個不同濃度采樣效率均為100%。

2.4 關(guān)于本次試驗樣品的穩(wěn)定性

在對樣品的穩(wěn)定性進(jìn)行檢測的過程中，首先需要12只試管，每個試管中放入一定量的臭氧標(biāo)準(zhǔn)液，然后把所有試管分成兩2組，其中一組試管放在4℃冰箱保存，另外一組試管放在室溫下。放置3天后再取6只試管，并且在試管中放入一定量的臭氧標(biāo)準(zhǔn)液，最后對所有的樣品進(jìn)行測定，結(jié)果見表1。

表1 樣品的穩(wěn)定性

從中可以看出在不同溫度下放置的樣品，經(jīng)過3天后其下降率都小于2%，由此可知樣品至少可放置3天。

2.5 關(guān)于本次實驗標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍及檢出限

當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)系列濃度在一定范圍時，臭氧濃度具有非常好的線性關(guān)系，其吸光度值同樣如此，具體如圖3。

圖3 臭氧的線性范圍

圖4 臭氧的標(biāo)準(zhǔn)曲線

根據(jù)y=0.0912x－0.0017的方程式進(jìn)行計算，其中相關(guān)系數(shù)r為0.9996，本次試驗臭氧濃度檢出限為0.05μg/mL。如圖4。

2.6 關(guān)于方法精密度的測定結(jié)果

選擇三個高低不同的濃度點，在5天之內(nèi)重復(fù)做6次試驗，精密度的標(biāo)準(zhǔn)符合方法研制規(guī)范的要求。結(jié)果顯示如表2。

表2 精密度試驗結(jié)果

3 結(jié)語

本次實驗改進(jìn)了工作場所空氣中臭氧的檢測方法，在進(jìn)行實驗過程中方法的精密度、樣品穩(wěn)定性等都符合標(biāo)準(zhǔn)要求，實驗結(jié)果表明該方法操作簡便且效果穩(wěn)定，因此經(jīng)過改進(jìn)后的臭氧檢測方法更好，應(yīng)對之進(jìn)行推廣應(yīng)用。

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