空氣中氯氣測定的方法證實及探討

王艷秋

(葫蘆島市環(huán)境監(jiān)測中心站，遼寧 葫蘆島 125000)

引言

氯氣是一種黃綠色有窒息性氣味的有毒氣體，一旦與空氣相接觸，在常溫下就呈淡綠色，是具有刺激性氣味的劇毒氣體，對眼、呼吸道黏膜都有刺激作用，可引起急性中毒和肺損傷，因此其對環(huán)境空氣的污染應引起高度重視。在日常對環(huán)境空氣中的氯氣樣品測定時依據(jù)標準方法HJ/T 30-1999《固定污染源排氣中氯氣的測定 甲基橙分光光度法》分析樣品，所繪制的標準曲線，通過實驗表明有效的降低方法的檢出限，同時該法還具有簡捷快速，節(jié)約試劑，準確度高等特點。

1 實驗部分

1.1 原理

用含溴化鉀、甲基橙的酸性溶液和氯氣反應，氯氣將溴化鉀氧化成溴，溴能破壞甲基橙的分子結構，在酸性溶液中將紅色減褪，用分光光度法測定其褪色的程度來確定氯氣的含量。

1.2 樣品預處理

樣品在采集后，將串聯(lián)的兩支內(nèi)裝10ml甲基橙吸收液的多孔吸收板吸收管內(nèi)的溶液全部移到100ml容量瓶中。用水洗滌吸收管，合并轉移到此容量瓶中。用水稀釋至標線，混勻，待測定。該樣品顯色完全后溶液顏色穩(wěn)定。常溫下可保存15d。

1.3 校準曲線的測定

1.3.1 標準溶液的配制

標準物質名稱溴酸鹽國家標準GBW(E)100200 1000ug/ml。

(1)準確移取1000mg/L的溴酸鹽標準溶液10ml，用去離子水稀釋定容至1000ml。此溴酸鹽使用液每毫升相當于50.0ug氯。

(2)取7個100ml容量瓶，各加入20.0ml的甲基橙吸收液，并按次序分別移入溴酸鹽標準使用液0.00、0.20、0.440、0.80、1.20、1.60、2.00ml(即相當于含氯量為0、10、20、40、60、80、100ug)，用水稀釋至刻度，混勻，放置40min后，用1cm比色皿，在波長507nm處，以水為參比，測量吸光度。

1.3.2 校準曲線的測定

按儀器說明書的操作步驟調(diào)試儀器并選擇儀器參數(shù)，測定工作標準溶液的吸光度，以吸光度值對氯mg/L)繪制校準曲線，并算出校準曲線的回歸方程。

圖 氯氣標準曲線

1.3.3 方法的線性

Abs=0.007c+0.004，R=0.9994。

1.4 檢出限和測定下限測試數(shù)據(jù)

根據(jù)：MDL=tn-1.0999×S計算方法檢出限；

其中，n為樣品平行測定次數(shù)，t為自由度為n-1時置信度為99%時的t分布(單側)；當n=7時，t值為3.143。

表1-4 方法檢出限和測定下限測試數(shù)據(jù)表(單位：mg/m3)

注：Xi平均值(mg/L)；Si標準偏差；MDL：方法檢出限(mg/m3)MDL：測定下限(mg/m3)

當采氣體積為5L時，氯氣的空白檢出限含量為0.23ug，則檢出限=氯氣含量/采樣體積=0.23ug/5L=0.046ug/L=0.046mg/m3。

1.5 方法精密度測試數(shù)據(jù)

測試使用三種(低、中、高)不同氯氣濃度空白加標樣品。

表1-5 三種(低、中、高)不同濃度空白加標樣品精密度測試數(shù)據(jù)匯總表(單位：ug)

注：Xi平均值(ug)；Si標準偏差；RSD：相對標準偏差(%)。

2 方法證實結論

2.1 方法檢出限和測定下限：MDL：0.046mg/m34MDL：0.184mg/m3。

原方法檢出限為0.2mg/m3，符合方法要求。

2.2 方法精密度

測試使用三種(低、中、高)不同濃度空白加標水樣，進行方法精密度測試，測定三種(低、中、高)不同濃度空白加標水樣的重復性相對標準偏差分別為0.026%，0.024%，028%，小于1.7%，符合方法標準。

2.3 方法準確度

對甲基橙吸收液空白加標確定度測試。對于單位體積每毫升氯含量為40ug時加標回收率102.4%在98.8%～103.5%之間，符合方法要求。

3 結論

對于環(huán)境空氣中濃度超出其范圍的氯氣測定，高濃度需要稀釋，或減小采樣速率，低濃度則需要加大采樣速率或延長采樣時間。實驗還發(fā)現(xiàn)溫度對褪色反應影響明顯，在溫度較低的情況下進行褪色反應可使測得值偏低，反應溫度控制在30℃為宜。放置時間長短對褪色反應影響不大，可隔天測試。但隨著放置時間的延長，空氣中的氧化物質如臭氧等可能和吸收液反應。因此吸收液最好封口保存。本文采用的分析方法具有較高的準確性與重現(xiàn)性，方法進行誤差與準確度分析，且具有快速簡捷，效果顯著、檢出限低的特點，更適宜用于環(huán)境空氣及無組織排放氯氣樣品的測定，同時也可用于固定污染源有組織排放低濃度樣品的測定。

[1]HJ/T 30-1999《固定污染源排氣中氯氣的測定 甲基橙分光光度法》[S].

[2]GB 6297-996《大氣污染物綜合排放標準》[S].

[3]章亞麟，主編.環(huán)境水質監(jiān)測質量保證手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010.6：228-229.

[4]王心芳，主編.空氣和廢氣監(jiān)測分析方法[M].北京：中國環(huán)境科學出版社.第四版增補版，2003.9：85-87.