空氣理化檢驗-實驗指導

★ 空氣理化檢驗實驗指導 ★

實驗一  空氣中粉塵濃度的測定

一、總粉塵濃度的測定

（濾膜質(zhì)量法)

（一)實驗目的

掌握濾膜質(zhì)量法測定總粉塵濃度的基本原理和方法；熟悉粉塵采樣器的使用方法；了解測定粉塵濃度的衛(wèi)生學意義。

（二)實驗原理

采集一定體積的含塵空氣，將粉塵阻留在已知質(zhì)量的聚氯乙烯纖維濾膜上，由采樣后濾膜的增量，計算單位體積空氣中粉塵的質(zhì)量（mg/m³)。

（三)儀器和試劑

粉塵采樣器；聚氯乙烯纖維濾膜（40 mm)；濾膜夾；樣品盒；鑷子；分析天平；秒表；干燥器。

（四)實驗步驟

1．濾膜準備  用鑷子取下濾膜兩面的夾襯紙，將濾膜放在分析天平上稱量。

在襯紙上記錄濾膜的編號和質(zhì)量。打開濾膜夾，把稱量后的濾膜，毛面向上，平鋪在錐形環(huán)上，旋緊固定蓋，務使濾膜無褶皺或裂隙。放入樣品盒備用。

2．采樣

（1)選擇采樣點：采樣器架設于接塵作業(yè)人員經(jīng)�；顒拥姆秶鷥�(nèi)，處于粉塵分布較均勻的呼吸帶。有風流影響時，一般應選擇在作業(yè)地點下風側(cè)或回風側(cè)；在移動的揚塵點，應位于作業(yè)人員活動中有代表性的地點，或架設于移動設備上。

（2)調(diào)節(jié)采樣流量：先用一個裝有濾膜（未稱量濾膜即可)的濾膜夾裝入采樣頭中，旋緊后，開動采樣器，并調(diào)節(jié)氣體流量至需要值（15～30 L/min)。用手掌堵住采樣頭進氣口，在采樣條件下檢查有無漏氣，如流量計的轉(zhuǎn)子回到靜止狀態(tài)，表示無漏氣。

（3)采樣：換上已準備好的濾膜夾，使濾膜受塵面迎向含塵氣流，若含塵氣流中有飛濺的泥漿、砂粒，對樣品有污染時，可將受塵面?zhèn)认蚝瑝m氣流。在已調(diào)節(jié)好的流量下采樣，記錄濾膜編號、采樣時間、氣體流量和采樣點生產(chǎn)工作情況。

根據(jù)采樣點粉塵濃度的估計值及濾膜上所需粉塵增量（直徑40 mm的濾膜，增量為1~20mg)確定采樣時間，但一般不得小于10 min，當粉塵濃度高于10 mg/m³時，采氣量不得少于0.2 m³；低于2 mg/m³時，采氣量應為0.5～1 m³。

采樣結(jié)束后，用鑷子取下濾膜，將受塵面向內(nèi)折疊幾次，用襯紙包好，貯于樣品盒中，帶回實驗室。

（4)稱量：一般情況下，已采樣濾膜可直接稱量。如果采樣現(xiàn)場空氣的相對濕度在90%以上或有水霧，應將濾膜放在干燥器中2 h后稱量，然后再放入干燥器中30 min，再次稱量。當相鄰兩次的稱量結(jié)果之差小于0.3 mg時，取其最小值計算。

（五)計算

式中，c為空氣中粉塵濃度，mg/m³；m₁為采樣前濾膜質(zhì)量，mg；m₂為采樣后濾膜質(zhì)量，mg；V₀為換算成標準狀態(tài)下的采樣體積，L。

（六)注意事項

1．濾膜的增量應控制在1～20 mg，最好在10 mg左右。如果小于1 mg，則稱量誤差大；如果大于20 mg，則塵粒在采樣過程中可能脫落，采樣誤差增大。濾膜的增量超出此范圍時，應重新采樣。

2．用濾膜采集的樣品可用于粉塵分散度或粉塵中游離二氧化硅的測定。

3．由于聚氯乙烯纖維濾膜不耐高溫，所以使用現(xiàn)場溫度不能高于55℃時。

4．采樣現(xiàn)場空氣中有油霧時，可用石油醚或航空汽油浸洗濾膜，晾干后再稱量。

5．當用直徑75 mm的濾膜采樣時，應將其折疊成漏斗狀裝入濾膜夾采樣；采樣流量為40～80 m.f1411.cn/shouyi/L/min；采樣前后濾膜增量可多于20 mg。

（七)思考題

1．在什么條件下，已采樣濾膜需要進行干燥處理后才能稱量?

2．用40 mm濾膜采樣時，采樣流量及采樣前后濾膜的增量有什么要求?

二、呼吸性粉塵濃度測定方法

（一)實驗目的

掌握呼吸性粉塵濃度的測定方法和原理；熟悉實驗所用器材和步驟；了解測定呼吸性粉塵濃度的衛(wèi)生學意義。

（二)實驗原理

在采樣器的入口處加一粒徑分離切割器，使一定體積的含塵空氣通過徑分離切割器分級后，將呼吸性粉塵阻留在已知質(zhì)量的濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜的增量和采樣體積，計算空氣中呼吸性粉塵的濃度（mg/m³)。

（三)儀器和試劑

呼吸性粉塵采樣器；聚氯乙烯纖維濾膜（40 mm)；濾膜夾；樣品盒；鑷子；分析天平；秒表；干燥器；硅油。

（四)實驗步驟

1．濾膜的準備  用鑷子取下濾膜兩面的襯紙，置于天平上稱量，記錄初始質(zhì)量，然后將濾膜裝入濾膜夾中，確認濾膜無褶皺或裂隙后，放入帶編號的樣品盒中備用。

如果用沖擊式呼吸性粉塵采樣器（T.R粉塵采樣器)，需將硅油或粘著劑涂在沖擊片上，涂片時要均勻，不宜過多，以5～8 mg為宜。涂后在天平上稱量，記錄初始質(zhì)量，然后將沖擊片編號，放在存儲盒中備用。

2．采樣

（1)選擇采樣點：同總粉塵采樣。

（2)選擇采樣開機時間：連續(xù)性產(chǎn)塵作業(yè)點，應在作業(yè)開始30 min后開機采樣，非連續(xù)性產(chǎn)塵作業(yè)點，應在工人工作時開機采樣。

（3)調(diào)節(jié)采樣流量：先將一個裝有濾膜的濾膜夾裝入采樣頭，擰緊，開動采樣器，調(diào)節(jié)流量至20 L/min。

（4)采樣：換上已準備好的濾膜夾，將濾膜受塵面迎向含塵氣流，若生產(chǎn)中遇有飛濺的泥漿、砂粒對樣品產(chǎn)生污染，可將濾膜受塵面?zhèn)认蚝瑝m氣流。

（5)采樣時間：根據(jù)測塵點粉塵濃度的估計值和濾膜上采集粉塵的量（1～10 mg)[wfh1] 確定采樣的持續(xù)時間，采樣時間不應少于10 min。

（6)采樣結(jié)束后，取出濾膜，將濾膜受塵面向內(nèi)折疊幾次，用襯紙包好，放入樣品盒中，帶回實驗室。記錄濾膜編號、采樣時間和采樣點生產(chǎn)工作情況。

（7)稱量：一般情況下，采樣后的濾膜不需干燥處理，可直接在天平上稱量。如果采樣現(xiàn)場的相對濕度在90%以上時，應將濾膜放在干燥器內(nèi)干燥2 h（如濾膜上有霧滴存在，應在干燥器內(nèi)干燥12 h)后稱量，然后放入干燥器中干燥30 min，再次稱量，。當相鄰兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.3 mg時，取其最小值計算。

（五)計算

式中，R為呼吸性粉塵濃度，mg/m³；m₁為采樣前濾膜的質(zhì)量，mg；m₂為采樣后濾膜的質(zhì)量，mg；V₀為換算成標準狀態(tài)下的采樣體積，L。

（六)注意事項

1．濾膜的增量應控制在1～20 mg，最好在10 mg左右。如果小于1 mg，則稱量誤差大；如果大于20 mg，則塵粒在采樣過程中可能脫落，采樣誤差增大。濾膜的增量超出此范圍時，應重新采樣。

2．在高溫、可溶解濾膜的有機溶劑存在的環(huán)境下采樣，可改用玻璃纖維濾膜。

（七)思考題

1．何謂呼吸性粉塵？

2．如何確定呼吸性粉塵采樣開始的時間?

3．在空氣濕度過大或有油霧存在的情況下，樣品應如何處理？

實驗二  粉塵分散度的測定

（濾膜溶解涂片法)

一、實驗目的

掌握濾膜溶解涂片法測定粉塵分散度的原理和方法；熟悉目鏡測微尺及物鏡測微尺的使用方法；了解測定粉塵分散度的衛(wèi)生學意義。

二、實驗原理

用乙酸丁酯溶解采樣后的濾膜，形成粉塵粒子的懸浮液，制成粉塵標本，在顯微鏡下測定粉塵粒子的大小（μm)，分組統(tǒng)計后計算其百分率。

三、儀器和試劑

小燒杯或小試管；小玻棒；玻璃滴管或吸管；載玻片；顯微鏡；目鏡測微尺；物鏡測微尺；乙酸丁酯。

四、實驗步驟

1．制備粉塵標本　將采有粉塵的濾膜放入小燒杯或試管中，用吸管或滴管加入乙酸丁酯1～2 ml，用玻棒充分攪拌，制成均勻的粉塵懸浮液，立即用滴管吸取一滴置于載玻片上，均勻涂布，乙酸丁酯自然揮干后，形成透明膜。貼上標簽，注明編號、采樣地點、日期。

2．測定分散度

（1)選擇光學條件：選擇高倍物鏡、10倍目鏡配合測定，必要時選用油鏡。

（2)標定目鏡測微尺：將待標定的目鏡測微尺放入目鏡鏡筒內(nèi)，把物鏡測微尺置于載物臺上，先在低倍鏡下找到物鏡測微尺的刻度線，并移至視野中央，然后換成400～600倍放大倍率的高倍鏡，調(diào)至刻度線清晰。移動載物臺，使物鏡測微尺的任一刻度線與目鏡測微尺的任一刻度線相重合；然后找出兩尺另外一條重合的刻度線，分別數(shù)出兩條重合刻度線間物鏡測微尺的刻度數(shù)和目鏡測微尺的刻度數(shù)。

計算目鏡測微尺每刻度的間距

式中，L為目鏡測微尺每刻度間距，μm；a為物鏡測微尺刻度數(shù)；b為目鏡測微尺刻度數(shù)；10為物鏡測微尺每刻度間距，μm。

（3)測定：取下物鏡測微尺，換上已制好的粉塵標本，先用低倍鏡找到粉塵粒子，移動標本片，使粉塵粒子依次進入視野范圍，在標定目鏡測微尺時所用的放大倍率下，測量粉塵粒子的大小。每個標本至少測量200個塵粒。按表9-1分組記錄，算出百分數(shù)。

表9-1　粉塵分散度測量記錄表

單位 采樣地點  采樣時間 濾膜編號.

測量者  

五、注意事項

1．所用器材在使用前必須擦洗干凈，避免粉塵污染。已制好的粉塵標本應置于玻璃平皿內(nèi)保存。

2．測定前，應檢查所用濾膜被污染的情況。濾膜在采樣前所含的塵粒數(shù)應不影響測定結(jié)果，否則不能使用。

3．如果粉塵標本塵粒過密而重疊，影響測量時，可向粉塵懸浮液中再加適量乙酸丁酯稀釋，重新制作粉塵標本。

4．測定時，應選擇粉塵標本中粉塵粒子分布較均勻的部位進行測量，以減少誤差。

5．若待測粉塵可溶于有機溶劑，則不能用本法測定其分散度，應改用自然沉降法測定。

6．因為不同大小的塵粒，其焦距不在一個平面上，所以在測量過程中，要隨時調(diào)節(jié)塵粒的焦距，保證測量結(jié)果的準確性。

六、思考題

1．若待測粉塵可溶于有機溶劑，則不能用濾膜溶解涂片法測定它的分散度，應改用自然沉降法測定。為什么？

2．為什么要在標定目鏡測微尺時所用的放大倍率下測量粉塵粒子的大��？

3．沉降法比濾膜法能更真實地反映空氣中沉粒的存在情況，為什么？

實驗三  粉塵中游離二氧化硅的測定

（堿熔鉬藍分光光度法)

一、實驗目的

掌握堿熔鉬藍分光光度法測定粉塵中游離二氧化硅的基本原理和方法；熟悉熔融法處理樣品的方法；了解測定粉塵中游離二氧化硅的衛(wèi)生學意義。

二、實驗原理

將粉塵與混合熔劑（等量的碳酸氫鈉與氯化鈉)混勻，加熱。270～300℃時，混合熔劑中的碳酸氫鈉轉(zhuǎn)變成碳酸鈉；800～900℃時，碳酸鈉與粉塵中硅酸鹽不作用，選擇性地熔融粉塵中的游離二氧化硅，生成可溶性硅酸鈉。

在酸性條件下，硅酸鈉與鉬酸銨作用形成黃色硅鉬酸銨配合物，遇還原劑后被還原成鉬藍。測定產(chǎn)物吸光度值，標準曲線法定量。

本方法的靈敏度：1 μg/5ml。

三、儀器和試劑

粉塵采樣器；聚氯乙烯濾膜（40mm)；分光光度計；馬弗爐；瑪瑙研缽；鎳坩堝；長、短坩堝鉗；10 ml具塞比色管；長頸漏斗；50 ml容量瓶。

5 mol/L硫酸；0.5 mol/L硫酸；5%酒石酸溶液。

7.5%酸性鉬酸銨溶液：用少量水溶解鉬酸銨7.5 g，置于100 ml容量瓶中，加入5 mol/L硫酸32 ml，搖勻，冷卻后，加水至刻度。

1%抗壞血酸溶液：臨用前配制，或配好后冰箱內(nèi)保存。

5%碳酸鈉溶液：臨用前配制，或配后貯于聚乙烯瓶中。

混合熔劑：將等量碳酸氫鈉和氯化鈉混勻，于瑪瑙研缽中研成細末，并在100℃烘烤1h，稍冷后，貯于廣口瓶中，置于干燥器中備用。

二氧化硅標準儲備液：準確稱取研細的石英粉0.0200 g置于鎳坩堝中，加混合熔劑1g，混勻，振平，放到已亮紅（800～900 ℃) 的馬弗爐內(nèi)加熱，待混合物剛剛?cè)廴谇冶砻婀饣�如鏡后，保持2 min，取出冷卻。用20 ml 5%碳酸鈉溶液分兩次煮沸溶解熔塊，用慢速定量濾紙將溶液趁熱濾入裝有14 ml 0.5mol/L硫酸溶液的100 ml容量瓶中。輕輕搖動使產(chǎn)生的二氧化碳逸出。坩堝再多次加水煮沸洗滌，洗液一并濾入容量瓶中，冷后，加水至刻度。貯于聚乙烯瓶中，冰箱內(nèi)保存。此液1 ml相當于 0.2 mg SiO₂。

二氧化硅標準應用液: 準確移取二氧化硅標準貯備液10 ml于100 ml容量瓶中，用水稀釋至刻度。此溶液1 ml相當于20 μg SiO₂。

四、實驗步驟

1．采樣 可用測粉塵濃度后的濾膜為樣品；或用直徑40 mm聚氯乙烯濾膜采塵1～20 mg。

2．樣品處理

將采樣并已稱量的濾膜和一張空白濾膜分別置于已洗凈、烘干的鎳坩堝中，于電爐上低溫炭化，然后置馬弗爐中灰化。冷卻后，各加入0.5 g混合熔劑，并使之與樣品充分混勻，振平，放于已亮紅的馬弗爐中，待混合熔劑剛剛?cè)廴谇冶砻婀饣�如鏡時，保持2 min，取出，冷卻。

各加入5%碳酸鈉溶液10 ml，煮沸，使熔塊溶解。用慢速定量濾紙將溶液過濾于盛有7 ml 0.5 mol/L硫酸溶液的50 ml容量瓶中，輕輕搖動使CO₂ 逸出。坩堝經(jīng)多次加水煮沸洗滌，洗液并入容量瓶中，冷卻后，用水稀釋至刻度。分別為樣品溶液和空白溶液。

3．測定分別取空白溶液、樣品溶液各1.00 ml置于10 ml比色管中，加水3.00 ml，混勻，待測定。按表9-2配制二氧化硅標準系列：

表9-2  二氧化硅標準系列

向空白管、樣品管和標準系列管分別加入7.5 %酸性鉬酸銨0.1 ml,混勻。5 min后，加5%酒石酸溶液1 ml，搖勻,再加1%抗壞血酸溶液0.1 ml,混勻。放置20 min。在680 nm波長下測定各溶液的吸光度，用標準曲線法定量。

五、計算

式中，c為粉塵中游離二氧化硅的含量，%；a為樣品管中二氧化硅的含量，mg；b為空白管中二氧化硅的含量，mg；m為分析用粉塵量，mg。

六、注意事項

1．高溫下碳酸氫鈉逐漸變成碳酸鈉，而碳酸鈉選擇性的熔融游離二氧化硅生成硅酸鈉（Na₂SiO₃)，如果熔融時間過長，碳酸鈉可進一步熔融粉塵中的硅酸鹽。因此，熔融時間必須嚴格控制，從混合物剛剛?cè)廴谇冶砻婀饣�如鏡起，再灼燒2 min，這是保證測定結(jié)果準確的重要步驟。混合熔劑中的氯化鈉為助熔劑。

2．加5%碳酸鈉溶液溶解硅酸鈉熔塊，可防止硅酸鈉水解形成膠體。

3．如果粉塵中游離SiO₂ 含量低，而一次采樣的濾膜增重不夠時，可將一個采樣點多個采樣濾膜加在一起測定，粉塵總量為它們質(zhì)量的總和。

4．使用鎳坩堝對測定結(jié)果有一定影響，而且每次空白測定的結(jié)果可能不同。因此，每次實驗都要作空白實驗。

5．本方法適用于含硅酸鹽少的樣品，如果樣品中硅酸鹽含量較多，本法的測定結(jié)果可能比焦磷酸重量法偏高。如有條件，樣品可用焦磷酸或氟硼酸預處理，先除去樣品中的硅酸鹽或可溶性硅酸鹽，再按本方法操作。

七、思考題

1．空白試驗有何意義？

2．在馬弗爐中加熱時，混合熔劑熔融且表面光滑如鏡狀態(tài)應保持2 min，時間不能縮短，也不能延長。為什么？

實驗四 流量計的校正

一、實驗目的

掌握流量計校正的基本原理和實驗操作方法；掌握流量計校正曲線的繪制方法和使用方法；熟悉流量計的基本結(jié)構(gòu)。

二、實驗原理

氣體流量計讀數(shù)的準確性直接影響采樣體積值，影響檢驗結(jié)果的準確性。采樣前必須對氣體流量計的刻度進行校正。

1．體積較小的皂膜流量計可用稱重法校正。向皂膜流量計中加水，稱量所加水的質(zhì)量，結(jié)合水的密度，計算皂膜流量計兩刻度間的體積值。

2．將濕式流量計與貯水瓶、容量瓶相連，從貯水瓶向容量瓶中放水，將等量的空氣吸入濕式流量計，利用容量瓶的準確容積值校正濕式流量計刻度值。

3．用皂膜流量計或者濕式流量計作為校正流量計，與被校正的流量計連接，抽氣，相同量的氣體流經(jīng)校正和被校正的流量計后，利用校正流量計的準確讀數(shù)，計算被校正流量計的流量。

三、儀器和試劑

皂膜流量計；濕式流量計（裝有溫度計和開口氣壓計)；轉(zhuǎn)子流量計；孔口流量計；分析天平；容量瓶（2 000 ml，體積已校準)；貯水器（10 L，帶下口的玻璃瓶)；溫度計（0～100℃)；氣壓計（水柱)；水飽和器；秒表；緩沖瓶；三通管，大氣壓力計。

四、實驗步驟

（一)皂膜流量計的校正

將待校正的皂膜流量計洗凈，在玻璃管下口和下支管上各套上一根橡皮管，用螺旋夾夾住，注水至上體積刻度（注意排氣泡)，靜止一段時間，使水溫與室溫一致。將潔凈的磨口具塞錐形瓶（體積比皂膜流量計上、下體積刻度之間的體積稍大)外部擦干，放在分析天平上稱量（準確至0.01 g)。打開下口螺旋夾，放水于已稱量的錐形瓶中，至下體積刻度。將已放入水的錐形瓶，立即蓋塞，精確稱量，同時記錄水溫（t℃)。

計算被校正的兩體積刻度間的體積（V)

式中，m₂為水+錐形瓶的質(zhì)量，g；m₁為錐形瓶的質(zhì)量，g；r_t為t℃時水的密度，g/ml。

也可以用已校正過的滴定管加水到皂膜流量計中，利用滴定管的體積校準流量計的刻度值。體積大的皂膜流量計可以用校正過的容器直接量取水的體積來測定兩刻度間的體積，不必用稱量法測量。

一般校正三次，取平均值。將校正后的體積值和校正時的溫度標記在流量計的外壁上。

（二)濕式流量計的校準

按照圖4-19連接校正裝置。調(diào)節(jié)流量計水平螺絲，使其呈水平狀態(tài)；從加水漏斗向流量計內(nèi)加水至液面與水位口相平，堵塞加水口；移動刻度標尺或向開口氣壓計中加水，調(diào)節(jié)濕式流量計上氣壓計的零點；先不連接水飽和器，向貯水瓶中加滿水（放置約24h，使水溫與室溫平衡)。松開貯水瓶放水管上的螺絲夾，以約2 000 ml/min的速度放水，如果流量計上氣壓計的讀數(shù)＜98 Pa，表明濕式流量計處于正常狀態(tài)，否則說明流量計發(fā)生故障。連接水飽和器，放水2 L，用螺絲夾夾住放水管。

記錄流量計刻度盤上的開始體積刻度（V₁)；松開放水管螺絲夾，向 2 000 ml潔凈、干燥的容量瓶中放水；當水流動時，記錄流量計上氣壓計的讀數(shù)（DP_m)、流量計溫度（T_m)、貯水器溫度（T_r)、水飽和器氣壓計的讀數(shù)（DP_s)和大氣壓力（P_b)；當容量瓶中的水位達到刻度時，夾住螺絲夾，停止放水，記錄流量計刻度盤上的最后體積刻度（V₂)。分別計算流量計刻度盤兩標示體積之差（V_m)和從進氣管進入流量計的氣體體積（V_c)。

分段校正，每段重復以上操作三次，取平均值作為的校準值，并用下式計算相對誤差。

式中，E_r為相對誤差；為流量計刻度盤上標示體積之差的平均值，L；為校準值的平均值，L。

相對誤差不應大于1%，否則應檢查校準裝置的氣密性；或校準容量瓶的體積后，重新校準。如果仍不符合要求，則應重新調(diào)節(jié)流量計。

實際使用時，指針可能停在任一刻度，所以，不僅要校正濕式流量計一圈的校正值，還應校正分段刻度甚至每一刻度。

（三)用皂膜流量計校正轉(zhuǎn)子流量計

1．加肥皂液于皂膜流量計橡皮球中，加至液面稍低于氣體入口支管處，捏動橡皮球產(chǎn)生皂膜，濕潤管壁至皂膜能順利沿管壁上升。

2．無氣體通過時標記轉(zhuǎn)子的零點刻度。

3．連通氣路，利用三通管夾，調(diào)節(jié)氣流速度，使轉(zhuǎn)子流量計的轉(zhuǎn)子上升并停留在某一高度。然后捏動橡皮球，使肥皂液面上升，接觸進入的氣流，產(chǎn)生皂膜。

氣流推動一個皂膜徐徐上升，用秒表記錄皂膜通過皂膜流量計上下兩刻度間的時間。重復測定3次，并將轉(zhuǎn)子上升高度和時間填入表9-3。計算轉(zhuǎn)子所在高度時轉(zhuǎn)子流量計相應的流量（L/min)。依次調(diào)節(jié)氣流，使轉(zhuǎn)子停留在其它高度，測定、計算相應的流量。

表9-3　轉(zhuǎn)子流量計校正記錄表

皂膜流量計體積：  L；室溫： ℃；大氣壓：kPa

4．以轉(zhuǎn)子上升高度為縱坐標，流量為橫坐標，繪制轉(zhuǎn)子高度對流量（均值)的校正曲線。

從校正曲線上查出流量整數(shù)值所對應的轉(zhuǎn)子上升高度，繪制轉(zhuǎn)子流量計的流量標尺，將標尺零點與流量計的零點對齊，把標尺貼在校正轉(zhuǎn)子流量計原刻度旁，并注明校正時的氣溫和氣壓。

校正時輸入氣流的設備可以是空氣壓縮機，也可以是鋼瓶壓縮氣。根據(jù)轉(zhuǎn)子流量計所需要的流量，選擇不同測量范圍的皂膜流量計。

（四)用濕式流量計校正孔口流量計

1．向孔口流量計U型管中加入有色液體，液面至下球部三分之二處。

2．在孔口流量計出氣口一側(cè)的豎管旁貼上坐標紙，記錄液面位置（0刻度)。

3．按照抽氣機、緩沖瓶、三通管、被校正流量計、濕式流量計順序依次連接各儀器，安裝好校正裝置。

4．松開三通管螺旋，開動抽氣機；再緩慢調(diào)節(jié)三通管螺旋夾，使孔口流量計的液面上升到一定高度，記錄濕式流量計指針起始讀數(shù)、終止讀數(shù)和所對應的時間，分別填入表9-4。重復測定3次，取均值計算出孔口流量計液柱高度所代表的氣體流量。

表9-4　孔口流量計校正記錄表

濕式流量計轉(zhuǎn)盤刻度校正值：1圈 L；室溫：  ℃；大氣壓：  kPa

5．按“4”操作，調(diào)節(jié)液柱至其它高度進行校正。

6．以液柱高度為縱坐標，流量為橫坐標，繪制液柱高度對流量（均值)的校準曲線。由校準曲線查出不同液柱高度時的氣體流量速，制備成標尺貼在孔口流量計上備用。

五、注意事項

1．對于初次使用，或者使用了一段時間，或者更換了流量計的轉(zhuǎn)子、更換了流量計的溶液時，都應進行校正。

2．濕式流量計刻度值反映的是通過氣體的體積值，不是流量，所以，校正時不需要記錄時間，只需要檢查流過氣體的準確體積值與其兩刻度差值的一致性。

3．流量計的校正曲線不能在其它流量計間通用。若已校的流量計條件變化，原來的校正曲線也不能再用，必須重新校正。

4．用濕式流量計做校正流量計時，必須注意校正范圍。由于進氣管內(nèi)徑不同，不同的濕式流量計的最大流量限額不一樣，因此，校正范圍也不相同。盤面最大刻度為10 L的濕式流量計，其最大流量限額為25 L/min；5 L的則為12.5 L/min。

5．用容量瓶校準濕式流量計時，必須先放水排盡下口瓶至導氣管的出水口管路中的氣體。

六、思考題

1．用容量瓶校準濕式流量計時，必須先放水排盡下口瓶至導氣管的出水口管路中的氣體。為什么？

2．流量計的校正曲線為什么不能通用？

實驗五  空氣中錳的測定

（磷酸‑高碘酸鉀氧化法)

一、實驗目的

掌握用高碘酸鉀氧化法測定空氣中錳的原理和方法；熟悉濾紙阻留法采集空氣中的錳及其化合物的采樣方法。

二、實驗原理

以超細玻璃纖維濾紙阻留法采集空氣中的錳及其化合物，樣品經(jīng)焦磷酸溶解后，在酸性介質(zhì)中，錳及氧化錳被高碘酸鉀氧化成紫紅色的高錳酸鹽，于波長530 nm下測吸光度，標準曲線法定量。

該法的檢測下限為3 mg/10ml。

三、儀器和試劑

粉塵采樣器；采樣夾；分光光度計；超細玻璃纖維濾紙；容量瓶；10ml、25 ml具塞比色管。

濃磷酸；16%磷酸；高碘酸鉀；硝酸銨。

二氧化錳標準貯備液：將硫酸錳（MnSO₄·nH₂O)于280℃高溫電爐中烘烤1 h令其失去結(jié)晶水，取出，稍冷后于干燥器中冷卻。稱取0.1737g硫酸錳（MnSO₄)，用少量16%磷酸溶液溶解后，轉(zhuǎn)入1000 ml 容量瓶中，用16%磷酸溶液定容。此溶液為1 ml相當于0.1 mg二氧化錳；

二氧化錳標準使用液：準確移取二氧化錳標準貯備液30 ml于100 ml容量瓶中，用16%磷酸溶液稀釋至刻度。此溶液1 ml相當于30 mg二氧化錳。

四、實驗步驟

1．采樣　以超細玻璃纖維濾紙為采樣濾料，用粉塵采樣器以10 L/min的流量采集100 L空氣。用鑷子取下濾料，將其塵面向內(nèi)對折幾次，保存在樣品盒中，帶回實驗室。記錄采樣點氣溫和氣壓。

2．樣品處理　將采樣后的超細玻璃纖維濾紙置于50 ml燒杯中，加入4 ml濃磷酸，于電爐上緩慢加熱（約250℃)，使玻璃纖維濾紙溶解，取下放冷。若溶液呈黑褐色，可加少量硝酸銨，在電爐上緩慢加熱至黃色氣體消失。冷至室溫，加水15 ml，急劇攪拌稀釋后，再放在電爐上加熱近沸，趁熱過濾到25 ml比色管中，用少量水洗滌燒杯，合并濾液，定容至25 ml，搖勻。取10.00 ml濾液于10 ml比色管中待用。同時取一張未采過樣的超細玻璃纖維濾紙做空白平行實驗。

3．測定  按表9-5配制標準系列溶液。

表9-5 二氧化錳標準系列

向樣品管、空白管和標準系列各管中分別加入0.2 g高碘酸鉀，于沸水浴中加熱20 min，取出冷卻后，于530 nm波長下，以試劑空白為參比，測定吸光度，標準曲線法計算樣品和空白溶液中錳的量。

五、計算

按下式計算空氣中錳的濃度：

式中，c為空氣中錳及氧化錳的濃度（換算成二氧化錳)，mg/m³；a為所取樣品溶液中二氧化錳的濃度，mg/10ml；V₀為標準狀況下的采樣體積)，L；2.5為樣品溶液總量與測定時所取溶液量的比值。

六、注意事項

1．用磷酸溶解樣品時，必須緩慢加熱（約250℃)使磷酸脫水成焦磷酸，溶解玻璃纖維濾紙，溶解后立即取下放冷。若加熱時間過長、溫度過高，溶液產(chǎn)生膠態(tài)和渾濁的可能性增加。

2．若樣品中含錳較多，用磷酸溶解時可能出現(xiàn)紫紅色，但不影響測定。測定時，可減少樣品的用量。

3．沸水浴中加熱20 min顯色完全，并可穩(wěn)定2 h。[wfh2] 

七、思考題

1．用磷酸溶解樣品時，必須控制加熱溫度和加熱時間，為什么？

2．實驗中加入硝酸銨的作用是什么？

3．在530nm也有吸收，干擾測定，如何消除？

實驗六  空氣中二氧化硫的測定

（甲醛緩沖溶液吸收-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法)

一、實驗目的

掌握鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法測定空氣中二氧化硫的實驗原理和方法；熟悉二氧化硫標準溶液配制和標定方法；了解本方法的主要影響因素和注意事項。

二、實驗原理

空氣中的二氧化硫被甲醛緩沖溶液吸收后，生成穩(wěn)定的羥甲基磺酸。在堿性條件下，羥基甲基磺酸與鹽酸副玫瑰苯胺反應，生成紫紅色化合物。在577 nm測定吸光度，標準曲線法定量。

三、儀器和試劑

氣體采樣器（流量范圍0～1 L)；多孔玻板吸收管（10 ml)；分光光度計；恒溫水�。�10 ml具塞比色管。

碘化鉀（固體)；1.5 mol/L氫氧化鈉溶液；

0.050 mol/L環(huán)己二胺四乙酸二鈉（CDTA-2Na)溶液：稱取1.82 g反式-1,2-環(huán)己二胺四乙酸（CDTA)，加入6.5 ml 1.5mol/L氫氧化鈉溶液，溶解后，用水稀釋至100 ml；

吸收儲備液：將5.5 ml 36%～38%的甲醛溶液、20.0 ml 0.050 mol/LCDTA-2Na溶液以及2.04 g鄰苯二甲酸氫鉀（KHP)，溶于少量水中三種溶液混合，用水稀釋至100 ml。貯于冰箱，可保存一年。

吸收液：將吸收儲備液用水稀釋100倍。臨用前配制。

氨基磺酸鈉溶液（6g/L)：稱取0.60 g氨基磺酸（H2NSO3H)于燒杯中，加入1.5 mol/L氫氧化鈉溶液4.0 ml，待溶解后，用水稀釋至100 ml，搖勻�，F(xiàn)用現(xiàn)配。

鹽酸副玫瑰苯胺（PRA)儲備液（2 g/L)其純度應達到質(zhì)量檢驗的指標。

鹽酸副玫瑰苯胺應用液（0.5 g/L)：移取PRA儲備液25.00 ml于100 ml容量瓶中，加85%的濃磷酸30 ml，濃鹽酸12 ml，用水稀釋至刻度，搖勻，放置過夜后使用。暗處保存。

碘儲備溶液（c(1/2I₂)= 0.10 mol/L)：稱取40 g碘化鉀溶解于25 m1水中，再加入12.7 g碘，攪拌，待碘完全溶解后，用水稀釋至1 000 ml。儲存于棕色細口瓶中。

碘應用液（c(1/2I₂)=0.050 mol/L)：量取碘儲備溶液250 ml用水稀釋至500 ml。儲存于棕色細口瓶中。

淀粉溶液（5 g/L)：稱取0.5 g可溶性淀粉，用少量水調(diào)成糊狀，緩慢倒入100 ml沸水中，繼續(xù)煮沸直至溶液澄清透明，冷卻后儲于試劑瓶中。臨用現(xiàn)配。

碘酸鉀標準溶液（c(1/6KIO₃)= 0.1000 mol/L)：稱取3.5667 g碘酸鉀（KIO₃，GR，105℃干燥2 h)，溶于新煮沸放冷的水中，移入1 000 ml容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

硫代硫酸鈉儲備液（c(Na₂S₂O₃)= 0.1 mol/L)：稱取25.0 g硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃·5H₂O)溶解于新煮沸并冷卻的水中，加入0.2 g無水碳酸鈉，用水稀釋至1 000 ml。貯于棕色瓶中，放置一周后，標定其濃度。如溶液出現(xiàn)混濁，應過濾后標定。

硫代硫酸鈉標準溶液（c(Na₂S₂O₃)= 0.05 mol/L)：取250 ml硫代硫酸鈉儲備液于500 ml容量瓶中，用新煮沸并冷卻的水稀釋至刻度，搖勻。此溶液不穩(wěn)定，必須在臨用前新配。

標定方法：移取0.1000 moL/L碘酸鉀標準溶液10.00 ml，于250 ml碘量瓶中，加入75 ml新煮沸并冷卻的水，再加入1 g碘化鉀，振搖至完全溶解后，加入（1 + 9)鹽酸溶液10 ml，立即蓋好瓶塞，搖勻。于暗處放置5 min。用硫代硫酸鈉溶液滴定至淡黃色，加入2 ml淀粉溶液，繼續(xù)滴定至藍色剛剛消失即為終點。記錄硫代硫酸鈉溶液的用量（V，ml)。平行滴定三次，平行滴定所用硫代硫酸鈉溶液的體積之差不應超過0.04 m1，取其平均值用下式計算硫代硫酸鈉標準溶液的濃度：

式中，c為硫代硫酸鈉標準溶液的濃度，mol/L；V為滴定時，消耗硫代硫酸鈉標準溶液的體積，ml；

EDTA-2Na溶液（0.5 g/L)：稱取0.25 g Na₂EDTA·2H₂O，溶于500 ml新煮沸并冷卻的水中。使用時現(xiàn)配。

二氧化硫標準溶液：稱取0.20 g亞硫酸鈉（Na₂SO₃)，溶解于200 mlEDTA-2Na溶液中，緩緩搖勻以防充氧，此溶液1 ml相當于320～400 µg 二氧化硫。放置2～3 h后用碘量法標定其濃度。

標定方法：移取上述亞硫酸鈉溶液20.00 ml于250 ml碘量瓶中，加入50 ml新煮沸并冷卻的水，20.00 ml碘應用液以及1 ml冰乙酸，蓋塞，搖勻，于暗處放置5 min，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定至淡黃色，加入2 m1 淀粉溶液，繼續(xù)滴定至藍色剛剛消失即為終點。記錄硫代硫酸鈉標準溶液的用量。

另取配制亞硫酸鈉溶液所用的EDTA-2Na溶液20.00 ml，同時進行空白滴定。

平行滴定三次，平行滴定所用硫代硫酸鈉溶液的體積之差不應超過0.04 m1，取其平均值用下式計算二氧化硫的濃度：

式中：c為二氧化硫標準溶液的濃度，mg/ml；V₁為標準溶液滴定所用硫代硫酸鈉溶液的體積，ml；V₀為空白滴定所用硫代硫酸鈉溶液的體積，ml；c(Na₂S₂O₃)為硫代硫酸鈉標準溶液的濃度，mol/L；20.00為亞硫酸鈉標準溶液的體積，ml；32.02二氧化硫（1/2SO₂)的摩爾質(zhì)量，g/mol。

標定后，立即用吸收液稀釋成每毫升含10.00 µg 的二氧化硫標準儲備液，儲存于冰箱中，可保存三個月。使用時，再用吸收液稀釋為每毫升含1.00 µg二氧化硫的標準使用液，此溶液保存在冰箱中，可穩(wěn)定一個月。

四、實驗步驟

1．采樣  根據(jù)空氣中二氧化硫濃度的高低，采用內(nèi)裝10.00 ml吸收液的U型多孔玻板吸收管，以0.5 L/min的流量采樣。記錄采樣時的氣溫和氣壓。

2．樣品處理  將采樣后的吸收液放置20 min ，然后全部轉(zhuǎn)入10 m1比色管中，用少量吸收液洗滌吸收管，合并洗液于比色管中，并用吸收液稀釋至刻度，此為樣品液。

3．測定  按表9-6配制標準系列溶液。

表9-6  SO₂標準系列

向樣品管、標準系列管中各加入6.0 g/L氨基磺酸鈉溶液0.5 ml和1.50 mol/L氫氧化鈉溶液0.5 ml，混勻，放置l0 min。另取7支試管或比色管，各加入0.5 g/L PRA溶液1.00 ml，將樣品和標準系列管中的溶液分別倒入盛有PRA溶液的管中，立即具塞搖勻，放人恒溫水浴中顯色。顯色溫度與室溫之差應控制在3℃之內(nèi)。根據(jù)具體情況按表9-7選擇顯色溫度和顯色時間。

表9-7  鹽酸副玫瑰苯胺法的顯色溫度與顯色時間

在波長557 nm下，以水為參比，測定吸光度。以標準系列管吸光度值對二氧化硫含量（µg)繪制標準曲線或計算回歸方程。將測得樣品管吸光度值，查標準曲線或代入回歸方程，即得樣品溶液中二氧化硫含量（µg)。

五、計算

式中，c為空氣中二氧化硫的濃度，mg/m³；a為樣品溶液管中二氧化硫的含量，µg；V₀為換算成標準狀況下的采樣體積，L。

六、注意事項

1．樣品的采集、運輸和保存過程中應避光。采樣時吸收液的溫度應保持在23～29℃，否則，采樣效率會降低。

2．顯色溫度、顯色時間的選擇及操作時間的掌握是本實驗成敗的關鍵。應根據(jù)實驗室條件、不同季節(jié)的室溫選擇適當?shù)娘@色溫度和顯色時間，并在顏色穩(wěn)定時間內(nèi)測定吸光度，以免測定結(jié)果偏低。

3．顯色反應需在酸性溶液中進行，故應將樣品管和標準系列管倒入PRA溶液中（強酸性)。

4．主要干擾物為氮氧化物、臭氧及某些重金屬元素。加入氨基磺酸鈉可消除氮氧化物的干擾；采樣后放置一段時間，可使臭氧分解；加入EDTA-2Na可消除或減少某些重金屬離子的干擾。消除氮氧化物的干擾，只能用氨基磺酸 ，不能用氨基磺酸或氨基磺酸銨，否則影響反應的進行。

5．PRA純度對試劑空白液的吸光度影響很大。

6．六價鉻能使化合物的紫紅色褪去，使測定結(jié)果偏低，故應避免用鉻酸洗液洗滌玻璃儀器。

7．鹽酸副玫瑰苯胺不易溶于水，應先研細后，再用鹽酸溶解。配制的溶液應放置3天，達到穩(wěn)定狀態(tài)后使用。

8．鹽酸副玫瑰苯胺溶液的濃度對顯色有影響。若空白管的顏色較深，可適當降低所配鹽酸副玫瑰苯胺溶液的濃度。一般應控制空白管的吸光度值在0.170以下。

9．鹽酸副玫瑰苯胺溶液中的鹽酸用量對顯色也有影響。若鹽酸過多，則顯色減弱；若鹽酸過少，則顯色增強，但空白顯色也增強。因此，應考慮既有足夠的靈敏度，又有較低的空白值，鹽酸溶液的濃度選用1 moL/L較為合適。

10．甲醛濃度對顯色有影響。甲醛溶液濃度過高，空白值增加，濃度過低，顯色時間延長，選用0.2％甲醛溶液較為合適。配制甲醛溶液時，可直接用36％～38％甲醛的上層清液加蒸餾水稀釋，不需要標定。

11．用過的比色皿及比色管應及時用稀酸洗滌，否則紅色很難洗凈。

七、思考題

1．為什么說顯色溫度、顯色時間的選擇及操作時間的掌握是本實驗成敗的關鍵？

2．為什么操作過程中要將樣品溶液或標準系列溶液倒入PRA溶液中？

3．采樣完畢后，為什么要放置20 min？

4. 只能用氨基黃酸鈉來消除氮氧化物的干擾，為什么？

實驗七 空氣中氮氧化物的測定

一、鹽酸萘乙二胺分光光度法

（一)實驗目的

掌握空氣中氮氧化物的測定原理；熟悉采樣方法、樣品的處理、測定和儀器的使用方法；了解各種試劑的配制方法。

（二)實驗原理

空氣中的氮氧化物經(jīng)三氧化鉻氧化生成二氧化氮，二氧化氮被吸收液吸收后形成亞硝酸和硝酸，其中亞硝酸與吸收液中的對氨基苯磺酸進行重氮化反應，再與鹽酸萘乙二胺發(fā)生偶合反應，生成玫瑰紅色偶氮化合物，于540 nm處測定吸光度，標準曲線法定量。

用兩只吸收管采樣，一只帶氧化管，空氣通過氧化管顯色測定，測得一氧化氮和二氧化氮總濃度，另一只不帶氧化管，空氣不通過氧化管顯色測定，只測得二氧化氮濃度，兩管測得的濃度之差為一氧化氮濃度。

（三)儀器和試劑

多孔玻板吸收管；空氣采樣器：流量范圍0~3 L/min；雙球形氧化管：球內(nèi)徑為15 mm，內(nèi)裝約8 g三氧化鉻－石英砂，兩端用玻璃棉塞緊；分光光度計；10 ml具塞比色管。

冰乙酸，GR；NaNO₂，GR；

三氧化鉻-石英砂的制備：篩取20～30目石英砂，用（1+2)鹽酸溶液浸泡一夜，水洗至中性，并于105℃烘干。稱取5 g三氧化鉻，加入2 ml水，調(diào)成糊狀，再加入95 g處理后的砂子，攪拌均勻。除去多余的溶液，在紅外燈下烤干，顏色應為暗紅色，置于瓶內(nèi)備用。

吸收液：50 ml冰乙酸與900 ml水混合均勻，加入5.0 g對氨基苯磺酸，攪拌至溶解，再加入0.05 g鹽酸萘乙二胺，用水稀釋至1000 ml。此為貯備液，裝于棕色瓶中，于冰箱內(nèi)可保存一個月。貯備液∶水 = 4∶1，混勻，即為應用液，臨用前配制。

氮氧化物標準溶液：將亞硝酸鈉于105℃干燥2 h，稱取0.1500 g，溶于水，定量轉(zhuǎn)移入1000 ml容量瓶中，稀釋至刻度。此液為0.10 mg/ml（以計)標準貯備液。置于冰箱內(nèi)可保存1個月。臨用前，用水稀釋成5.0 mg/ml氧化氮標準溶液�；蛴脟�家認可的標準溶液配制。

（四)實驗步驟

1．采樣  將兩支各裝有5.00ml吸收液的多孔玻板吸收管平行放置，一支進氣口接氧化管，并使管口略微向下傾斜；另一支不接氧化管。各以0.3 L/min流量采集空氣樣品，直至吸收液呈現(xiàn)淡紅色。如不顯色，則采氣量不得少于5 L。記錄采樣時間、氣溫和氣壓。

同時做采樣空白。

2．樣品處理  用采過樣的吸收管中的吸收液洗滌進氣管內(nèi)壁3次，放置15 min，供測定。

3．測定　按表9-8配制標準系列溶液。

表9-8 氮氧化物標準系列

混勻，室溫放置15 min。在波長540 nm處分別測定樣品、空白和標準系列溶液的吸光度，以標準系列溶液的吸光度值對氧化氮含量（www.med126.commg)繪制標準曲線和進行線形回歸。樣品溶液的吸光度值減去空白溶液的吸光度值后，由標準曲線找出或由回歸方程計算樣品溶液中氮氧化物的含量mg)。

（五)計算

按下式計算空氣中氮氧化物的濃度：

式中，c為空氣中氮氧化物的濃度，mg/m³；m為測得樣品溶液中氮氧化物的含量，mg；0.76為二氧化氮的轉(zhuǎn)換系數(shù)；V_o為標準狀況下的采樣體積，L。

（六)注意事項

1．采樣時，平行管的進氣口必須盡量靠近、采樣的開始時間和結(jié)束時間一致。樣品的采集、運輸和保存過程中避免陽光照射。

2．制備好的三氧化鉻-石英砂應是松散的，若沾在一起，說明三氧化鉻比例太大，可適當增加一些石英砂重新制備。

3．三氧化鉻-石英砂氧化管適合在空氣相對濕度30%～70%時使用，空氣相對濕度較大時，因部分NO₂被氧化管吸附，使NO₂的回收率下降，應勤換氧化管；相對濕度較小時，可使氧化效率下降。所以，在氧化管裝入氧化劑之后，用經(jīng)過水面的潮濕空氣通過氧化管，平衡1 h，然后放入相對濕度為50%左右的恒濕密閉容器中保存，備用。氧化管有一定有效期，當氧化劑因吸濕板結(jié)或部分變綠色（三氧化二鉻是綠色)，應及時更換。

4．吸收液為無色，若呈現(xiàn)微紅色，則說明吸收液吸收了空氣中的NO₂或者水中有。吸收液在使用過程中應避免日光直接照射，日光照射也可使吸收液顯色，要求用棕色瓶保存，采樣時也盡量使用棕色采樣管。用普通采樣管時，則須用黑紙或黑布包住。

二、化學發(fā)光法

（一)實驗目的

掌握化學發(fā)光法測定空氣中氮氧化物的原理；熟悉氮氧化物分析儀的使用方法。

（二)實驗原理

被測空氣連續(xù)被抽入氮氧化物分析儀，其中的氧化氮經(jīng)過NO₂-NO轉(zhuǎn)化器后，以一氧化氮的形式進入反應室，再與臭氧發(fā)生氣態(tài)氧化反應，產(chǎn)生激發(fā)態(tài)二氧化氮（NO₂^*)。NO₂^*返回基態(tài)時放出光子（hn)，光子通過濾光片，被光電倍增管接收并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏�，�?jīng)放大后被測量。電流大小與一氧化氮濃度成正比。用二氧化氮標準氣體標定儀器的刻度，即得知相當于二氧化氮量的氮氧化物（NO_x)的濃度。

測定時，當氣樣不經(jīng)NO₂-NO轉(zhuǎn)化器，而是由阻力管直接進入反應室，測得的是樣品中一氧化氮的量。氣樣中二氧化氮的量等于氮氧化物的量減去一氧化氮的量。

（三)儀器和試劑

滲透管配制二氧化氮標準氣體裝置；氮氧化物分析儀。

標準氣源：NO標準氣體裝在鋁合金鋼瓶中，濃度為6.7~13.4 mg/m³，用重量法標定，不確定度2%；或用二氧化氮滲透管，滲透率為0.1~2.0 mg/min，不確定度2%。

（四)實驗步驟

1．采樣  空氣樣品通過聚四氟乙烯管以1.0 L/min的流量被抽入儀器。

2．測定　按儀器說明書要求操作。

（1)啟動前準備：電源開關置于“關”的位置，量程選擇置于所需的量程檔，測量選擇置于“NO_x或NO”位置，采樣三通閥置于“調(diào)零”位置。

（2)啟動和調(diào)零：接通電源，調(diào)節(jié)臭氧化空氣流量和采樣流量至儀器規(guī)定值；使儀器穩(wěn)定運轉(zhuǎn)2 h，調(diào)“零點調(diào)節(jié)”電位器，使電表指零。

（3)校準：將進樣三通閥旋至“校正”位置，將一氧化氮標準氣體或二氧化氮標準氣體經(jīng)NO₂-NO轉(zhuǎn)化器進入儀器，進行刻度校準。調(diào)“標度調(diào)節(jié)”電位器，使電表指示二氧化氮標準氣濃度值。

（4)測量：將進樣三通閥置于“測量”位置，樣氣通過聚四氟乙烯管被抽進儀器，即可讀數(shù)。

（五)計算

1．讀取記錄器上任一時間的氧化氮（換算成NO₂)濃度，mg/m³。

2．將記錄紙上的濃度和時間曲線進行積分計算，可得到氧化氮（換算成NO₂)的小時和日平均濃度，mg/m³。

（六)注意事項

1．NO-O₃化學發(fā)光反應產(chǎn)生一個600~3000 nm連續(xù)光譜，峰值波長為1200 nm。

2．采氣流量和臭氧流量對信號值有一定的影響，隨著采氣流量的增加，信號值也隨之增大，但在其流量為1.0~1.1 L/min時信號值開始平緩，應選擇采氣流量為1.0 L/min，臭氧流量為0.5 L/min。

3．為了提高儀器的靈敏度，采用半導體致冷器，以降低光電倍增管的暗電流和噪聲。

（七)思考題

1．如果要對NO和NO₂分別測定，應如何采樣？

2．為什么吸收管在采樣、運輸和保存過程中都應采用避光措施？

3. 在空氣中氮氧化物測定的結(jié)果計算中，為什么要除以NO₂轉(zhuǎn)換系數(shù)？什么情況下不需要除以NO₂轉(zhuǎn)換系數(shù)？

4．簡述化學發(fā)光法采樣時，應選擇多大的采樣流量？能否改變采樣流量？為什么？

實驗八  室內(nèi)空氣中甲醛的測定

一、氣相色譜法

（一)實驗目的

掌握氣相色譜法測定甲醛的方法；熟悉氣相色譜儀的使用方法；了解色譜條件選擇的原則和方法。

（二)實驗原理

在酸性條件下，空氣中的甲醛和吸收液中的2,4-二硝基苯肼反應生成甲醛腙，用二硫化碳提取后，經(jīng)OV－1色譜柱分離，用火焰離子化檢測器測定。以保留時間定性，峰高或峰面積定量。

（三)儀器和試劑

氣相色譜儀（配有火焰離子化檢測器)；大型氣泡吸收管；小流量氣體采樣器，流量范圍為0.2～2 L/min；具塞比色管，25 ml；微量注射器，10 µl；氣壓計；溫度計。

色譜固定液：OV-1；Gas-Chrom Q擔體，100～200目。

36%～38%甲醛；二硫化碳（色譜純或蒸餾純化)；

2,4-二硝基苯肼；0.1 mol/L硫酸。

吸收液  先用0.1 mol/L硫酸配制2,4-二硝基苯肼的飽和溶液，隨后用0.1mol/L硫酸適當稀釋（0.1 mol/L硫酸∶2,4-二硝基苯肼飽和溶液=1∶3)。臨用前，用1/10體積二硫化碳提取2次。

0.1000 mol/L碘溶液：稱取30 g碘化鉀溶于25 ml蒸餾水中，加入12.7 g碘，待碘完全溶解后，用水稀釋至1000 ml，移入棕色瓶中，置暗處保存。

淀粉溶液（5 g/L)：稱取0.5 g可溶性淀粉，加5 ml蒸餾水調(diào)成糊狀后，再加95 ml沸水和0.002 g碘化汞（防腐劑)，并煮沸2～3分鐘，至溶液透明，冷卻后使用。臨用時現(xiàn)配；

硫代硫酸鈉標準溶液：同實驗六。

甲醛標準溶液：量取2.8 ml 36%～38%甲醛溶液加水至1 000 ml，此甲醛濃度約為1 mg/ml，按下述方法標定確定甲醛標準溶液的濃度。此溶液可穩(wěn)定三個月。

甲醛溶液的標定：移取上述甲醛溶液20.00 ml置于250 ml碘量瓶中，加入20.00 ml 碘溶液（0.1000 mol/L)和1 mol/L氫氧化鈉溶液15.0 ml，甲醛在堿性介質(zhì)中被碘氧化成甲酸。放置15 min后，再加1 mol/L 硫酸溶液20.0 ml，再放置15 min，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定剩余的碘，滴定至溶液呈現(xiàn)淡黃色時，加入5 g/L淀粉溶液1 ml，繼續(xù)滴定恰使藍色褪盡為止。記錄所用硫代硫酸鈉標準溶液的體積。同時以蒸餾水代替甲醛溶液作試劑空白滴定，并記錄所用硫代硫酸鈉標準溶液的體積。甲醛溶液和空白溶液各重復滴定兩次，兩次滴定所用硫代硫酸鈉標準溶液的體積誤差不超過0.05 ml，取均值計算甲醛的濃度（mg/ml)：

式中，c為甲醛標準溶液的濃度，mg/ml；c(Na₂S₂O₃)為硫代硫酸鈉標準溶液的濃度，mol/L；V₁為滴定空白時所用硫代硫酸鈉標準溶液的體積，ml；V₂為滴定甲醛溶液時所用硫代硫酸鈉標準溶液的體積，ml；15為甲醛（1/1HCHO)的摩爾質(zhì)量，g/mol；20為標定時所取甲醛標準溶液的體積，ml。

臨用前，用吸收液將上述溶液稀釋成30 µg/ml，并加入一定量的2,4-二硝基苯肼，使其中含有少量2,4-二硝基苯肼結(jié)晶存在。

（四)實驗步驟

1．采樣  取一支大型氣泡吸收管，內(nèi)裝10 ml吸收液，連接在小流量大氣采樣器上，以1 L/min的速度采氣30 min。記錄采樣現(xiàn)場的氣壓和氣溫。

2．樣品測定

（1)色譜條件：色譜柱：玻璃柱，柱長2 m，內(nèi)徑2 mm；OV-1∶Gas-Chrom Q擔體 = 3∶100；柱溫：195℃；汽化室溫度：250℃；檢測室溫度：265℃；載氣（氮氣)：30 ml/min。

（2)標準曲線的繪制：用吸收液稀釋甲醛標準溶液，配制3～30 µg/ml的甲醛標準系列溶液，分別加入3 ml二硫化碳用力搖動，此提取液甲醛濃度為10～100 µg/ml。待兩相分開后，分別吸取5 µl提取液進樣分析，每個濃度重復3次，取平均值。以保留時間定性，以峰高的平均值對甲醛的含量作圖，繪制標準曲線。

（3)樣品分析：用采過樣的吸收液洗滌吸收管的進氣管內(nèi)壁3次，把吸收管中的吸收液全部移入比色管中。其它操作同標準系列管，以保留時間定性，峰高定量。

（五)計算

式中，c為空氣中甲醛的濃度，mg/m³；X為所取樣品溶液中甲醛的含量，µg/ml；V₀為換算成標準狀況下的采樣體積，L。

（六)注意事項

1．本法適用于測定醛類和酮類，C₁～C₅柱溫用196℃，C₆以上柱溫用250℃。

2．色譜分析前，需連續(xù)兩次用5 µl最高濃度的標準系列溶液提取液進樣。分析過程中，若間隔1 h以上沒進樣，也需重復以上操作。

二、電化學傳感器法（甲醛分析儀)

（一)實驗目的

掌握便攜式甲醛分析儀檢測室內(nèi)空氣中甲醛的方法，熟悉甲醛分析儀的保養(yǎng)與維護方法。

二、實驗原理

樣氣進入甲醛分析儀后，甲醛分子被吸收在電化學敏感電極上；在適當?shù)碾姌O電位下，甲醛發(fā)生氧化反應，產(chǎn)生擴散電流（i)，i與甲醛濃度成正比。電流經(jīng)轉(zhuǎn)換、放大后傳輸?shù)絻x表讀取空氣中甲醛的含量。

（三)儀器

甲醛分析儀，檢測范圍0～40.2 mg/m³。

（四)實驗步驟

1．采樣測定

開機：按開關鍵，可見顯示“------”；閃動3 s后，儀器自動檢查傳感器；顯示“0.00”時，儀器已經(jīng)作好采樣準備。

采樣：按采樣鍵（sample)，再按運行鍵（run)，采樣儀內(nèi)部采樣泵開始采樣，儀器對所采集空氣進行分析，屏上顯示的0.00不停跳動。

讀數(shù)：約10s之后屏幕顯示讀數(shù)，此讀數(shù)即為所測空氣中甲醛濃度，以ppm為單位，需換算成mg/m³。

關機：按開關鍵即可關機，若不人為關機，儀器在5 min后自動關機。

2．傳感器的復位階段  在經(jīng)過一次測試后，應關機幾分鐘以便傳感器復位。通常甲醛濃度越大，復位需要的時間越長。如果在傳感器還沒有復位前開機測量，可見到“------”閃爍，并且采樣泵不會工作，當開機后見到屏幕顯示0.00，說明傳感器已經(jīng)復位，此時才可進行下一次的測量。

（五)計算

用電化學傳感器法（甲醛分析儀上)可以直接讀出以ppm為單位的甲醛濃度x；按下式換算為國家規(guī)定使用的質(zhì)量體積濃度結(jié)果。

式中，c為甲醛濃度，mg/m³；M為甲醛的摩爾質(zhì)量，g/mol；x為顯示屏所示濃度，ppm。

（六)注意事項

甲醛檢測儀的傳感器要定期維護，每隔一定時間要注入一次去離子水。如果長時間不注水，傳感器的響應時間會變長，靈敏度會下降。當失水超過一定質(zhì)量，傳感器將報廢。

（七)思考題

1．實驗中2,4-二硝基苯肼的作用是什么？

2．采樣過程中為什么要記錄現(xiàn)場的氣溫和氣壓？

3．色譜分析中因故停止工作達一小時以上，重新開始工作時，首先要做什么工作？

4．現(xiàn)場測定時，甲醛分析儀可否連續(xù)監(jiān)測兩次？

5．簡述電化學傳感器法測定甲醛的基本原理。

實驗九 空氣中苯、甲苯和二甲苯的測定

一、直接進樣－氣相色譜法

（一)實驗目的

掌握直接進樣氣相色譜法測定苯系物的原理和定量方法；熟悉空氣直接采樣法；了解標準氣的配制方法。

（二)實驗原理

用大玻璃注射器采集空氣中苯、甲苯、二甲苯，直接進樣，經(jīng)聚乙二醇6000柱分離后，用火焰離子化檢測器檢測，以保留時間定性，峰高定量。

（三)儀器和試劑

氣相色譜儀（配有火焰離子化檢測器)； 100 ml玻璃注射器；2 ml玻璃注射器；5 µl微量注射器。

苯、甲苯、二甲苯（色譜純)；聚乙二醇6000（色譜固定液)；6021紅色擔體，60~80目。

（四)實驗步驟

1．樣品采集及處理  取100 ml玻璃注射器，在采樣地點用現(xiàn)場空氣抽洗3次，然后采樣100 ml，套上塑料帽，將注射器活塞向上垂直放置，當天分析。記錄氣相色譜實驗室的溫度和氣壓。

2．測定

（1)色譜條件：不銹鋼柱色譜柱：柱長2 m，內(nèi)徑4 mm，液擔比：聚乙二醇6000∶6021紅色擔體 = 5∶100；載氣（氮氣)流量40 ml/min；檢測室溫度150℃；柱溫90℃；氣化室溫度150℃。  （2)標準曲線的繪制：用微量注射器分別準確抽取1.0 µl苯、甲苯、二甲苯（20℃時，其質(zhì)量分別為0.8787 mg、0.8669 mg、0.8668 mg)，注入同一個100 ml注射器中，于烘箱中加熱30~40 min使之完全揮發(fā)，混合均勻，用清潔空氣配制成苯、甲苯、二甲苯的混合標準氣體。

分別取上述混合標準氣體0、0.5、1.0、2.5、5.0、10.0 ml，注入六個100 ml注射器中，用清潔空氣稀釋成標準系列（表9-9)。

表9-9  苯、甲苯、二甲苯標準系列（單位：µg/ml)

按照儀器工作條件，將氣相色譜儀調(diào)至最佳狀態(tài)，分別取1.0 ml進樣測定，每個濃度重復測定3次。以保留時間定性，取峰高的平均值，分別以苯、甲苯、二甲苯的峰高對各自含量作圖，繪制標準曲線。

（3)樣品測定：取1.0 ml空氣樣品直接進樣，重復3次，用保留時間定性，峰高均值定量，從標準曲線上查找相應濃度。

（4)對照實驗：用100 ml注射器抽取100 ml清潔空氣，與樣品平行測定，作為對照。

五、計算  按下式分別計算空氣樣品苯、甲苯、二甲苯的濃度。

式中，c為空氣樣品中苯（甲苯、二甲苯)的濃度，mg/m³；V₀為標準狀態(tài)下的樣品的采樣體積，L；m為由標準曲線上查出的空氣樣品中苯（甲苯、二甲苯)含量，µg。

六、注意事項

1．本法對苯、甲苯、二甲苯的檢測限分別為5×10^-4 、1×10^-3 和2×10^-3 µg。

2．本法測定的苯、甲苯、二甲苯濃度為瞬間濃度，若要全面評價車間空氣質(zhì)量，應增加采樣次數(shù)。

3．采樣后的注射器應活塞向上垂直放置，樣品保存時間不得超過24 h，否則含量有變化。

4．采樣現(xiàn)場的共存物，若其保留時間與苯、甲苯、二甲苯相近時，干擾測定，應改變色譜等操作條件，予以排除。

二、溶劑解吸－氣相色譜法

（一)實驗目的

掌握溶劑解吸－氣相色譜法測定苯系物的原理和方法；熟悉活性炭吸附管采集苯系物的方法。

（二)實驗原理

用活性炭管采集空氣中苯、甲苯、二甲苯，二硫化碳解吸，經(jīng)聚乙二醇6000柱分離后，用火焰離子化檢測器檢測，以保留時間定性，峰高定量。

（三)儀器和試劑

氣相色譜儀（配有火焰離子化檢測器)；采樣泵；5 ml具塞試管；5 ml溶劑解吸瓶；100 µl 、10 µl、1 µl微量注射器。

活性炭管：用長70 mm、內(nèi)徑4 mm硬質(zhì)玻璃管，內(nèi)裝兩段20～40目椰子殼活性炭，中間用玻璃棉或氨基甲酸乙酯泡沫塑料墊隔開，玻璃管二端用火熔封，可供長期使用，如短時間內(nèi)應用，可套上塑料帽保存。在裝管前應先將活性炭于300～500℃通氮氣處理3～4 h，或用其它活化法處理。炭管前后兩段分別填裝100 mg和50 mg活性炭，管的進、出氣口活性炭面上分別用玻璃棉或氨基甲酸乙酯泡沫塑料墊襯托。

苯、甲苯、二甲苯（色譜純)；聚乙二醇6000（色譜固定液)；6021紅色擔體，60~80目；二硫化碳（分析純，色譜鑒定無雜質(zhì)峰)。

苯、甲苯、二甲苯標準儲備液：于25 ml容量瓶中，加入少量二硫化碳，稱量。再用微量注射器抽取適量的苯、甲苯、二甲苯（20℃時，1 µl苯、甲苯、二甲苯的質(zhì)量分別為0.8787 mg， 0.8669 mg， 0.8668 mg)注入容量瓶中，稱量，加二硫化碳至刻度。根據(jù)加入苯、甲苯、二甲苯的質(zhì)量計算苯、甲苯、二甲苯的濃度。

（四)實驗步驟

1．采樣  在采樣地點用小砂輪輕輕割開炭管兩端，將出氣口與采樣泵連接，并垂直放置，以0.2Ｌ/min的速度，抽取2 L空氣。采樣后將管的二端套上原塑料帽，帶回實驗室分析。記錄現(xiàn)場氣溫、氣壓。

2．樣品處理  將前、后兩段活性炭分別倒入具塞試管中，各加1 ml二硫化碳，塞緊管塞，振搖1 min，放置30 min，供測定用。

3．測定

（1)色譜工作條件：不銹鋼柱色譜柱：柱長2 m、內(nèi)徑4 mm；液擔比：聚乙二醇6000∶6021紅色擔體 = 5∶100；載氣（氮氣)流量40 ml/min；檢測室溫度150℃；柱溫90℃；氣化室溫度150℃。

（2)標準曲線繪制：用二硫化碳將標準儲備液稀釋成苯含量分別為0.01、0.02、0.04、0.08、0.12 mg/ ml，甲苯含量分別為0.025、0.05、0.10 、0.20、0.40 mg/ ml，二甲苯含量分別為0.15、0.30、0.60、0.90、1.20 mg/ ml的標準應用液。按照儀器工作條件，將氣相色譜儀調(diào)至最佳狀態(tài)，分別取2 µl進樣。每個濃度重復3次，計算各峰高的平均值，以苯、甲苯、二甲苯平均峰高對含量mg/ml作圖，繪制標準曲線，保留時間定性。

（3)樣品測定：抽取“樣品處理”后的解析液各2 µl進樣，以保留時間定性、峰高定量，在標準曲線上查找相應濃度。

（4)對照實驗：將帶到現(xiàn)場但未采樣的活性炭管與樣品同時，經(jīng)同樣步驟測定，作為對照。

（五)計算

按下式計算苯、甲苯、二甲苯的濃度。

式中，c為空氣中苯（甲苯、二甲苯)的濃度，mg/m³；c₁，c₂分別為測得的前、后段解吸液中苯、甲苯、二甲苯的濃度，mg /ml ；V為解吸液的體積，ml；V₀為標準狀態(tài)下的空氣樣品體積，L； D為解吸效率，％。

（六)注意事項

1．本法的檢測限對苯、甲苯、二甲苯分別為1.8×10^-4、3.7×10^-3 和9.8×10^-3 µg。

2．本法對苯、甲苯、二甲苯的穿透容量分別為7.04 mg、13.14 mg和10.76 mg。應注意被測物質(zhì)濃度及采樣時間。

3．采樣后的活性炭管，于室溫下垂直放置，可保存2周。

4．現(xiàn)場可能存在的其他干擾物，與苯、甲苯、二甲苯具有相同的保留時間時，干擾苯等的測定，應改變色譜操作條件，予以排除。

實驗十  室內(nèi)空氣中總揮發(fā)性有機物的測定

一、實驗目的

掌握氣相色譜法測定室內(nèi)空氣中總揮發(fā)性有機物的原理及其基本操作；熟悉總揮發(fā)性有機物的成分和特點。

二、實驗原理

在吸附管中裝入固體吸附劑（Tenax GC或Tenax TA)，采集一定體積的空氣樣品，樣氣中的揮發(fā)性有機化合物被吸附保留在吸附劑上。采樣后，將吸附管加熱，解吸揮發(fā)性有機化合物，并將其隨載氣（氮氣)進入氣相色譜儀，經(jīng)毛細管色譜柱分離后，用火焰離子化檢測器檢測。用保留時間定性，峰高或峰面積定量。

三、儀器和試劑

氣相色譜儀：配備火焰離子化檢測器（FID)或質(zhì)譜檢測器。

采樣泵：恒流空氣個體采樣泵，流量范圍0.02～0.5 L/min，流量穩(wěn)定，使用時需校準采樣系統(tǒng)在采樣前和采樣后的流量。流量誤差應小于5%。

熱解吸儀：能對吸附管進行二次熱解吸，并能與GC儀配用，將解吸氣用惰性氣體載帶入氣相色譜儀。解吸溫度、時間和載氣流速是可調(diào)的。冷阱可將解吸樣品進行濃縮。

吸附管（采樣管)：與熱解吸儀配套使用的采樣管，內(nèi)裝Tenax GC或Tenax TA吸附劑，兩端用玻璃棉和不銹鋼網(wǎng)固定。使用前于300～350℃用氮氣吹10 min，兩端密封保存。

液體外標法制備標準系列的配氣裝置（見圖9-1)：常規(guī)氣相色譜進樣口，可以在線使用也可以獨立裝配，保留進樣口載氣連線，進樣口下端可與吸附管相連。

微量注射器：1 μL，5 μL，10 μL。

二硫化碳：使用前必須純化，并經(jīng)色譜檢驗：進樣1 μl，在苯與甲苯峰之間不出峰方可使用。

苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、對二甲苯、間二甲苯、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷、正十一烷、正十二烷、苯乙烯和乙酸正丁酯，均為色譜純試劑。

標準儲備液：向100 ml容量瓶中加入80 ml左右二硫化碳，再加入上述苯等試劑各10 μl，用的二硫化碳稀釋至刻度，搖勻。

另取一個100 ml容量瓶，先加入80 ml二硫化碳，再加入述溶液10 ml，然后用二硫化碳定容。此儲備液4℃時可保存一個月。用下式分別計算溶液中苯等物質(zhì)的含量：

式中，c為總揮發(fā)性有機物的濃度，μg/ml ；d為有機物密度。

各種揮發(fā)性有機物標準儲備液濃度值見表9-10

表9-10 各種揮發(fā)性有機物標準儲備液濃度值

四、實驗步驟

1．采樣　用塑料管或硅橡膠管連接采樣泵與吸附管。開啟采樣泵，以0.2 L/min流量采樣10 L。取下采樣管，密封管的兩端，或?qū)⑵浞湃朊芊獾脑嚬苤小�樣品可保�?4天。記錄氣溫和氣壓。

2．樣品處理　將采樣管安裝在熱解吸儀上，在規(guī)定解吸條件下加熱解吸，有機蒸氣從吸附劑上解吸下來后，被載氣流帶入冷阱預濃縮，再以低流速快速解吸，進入毛細管氣相色譜儀。

3．樣品測定

（1)色譜分析條件：色譜柱：SE30石英毛細管柱50 m × 0.22 mm× 2.0 μm；程序升溫：初始溫度50 ℃，保持10 min，以5 ℃/min的速率升溫至250℃。氣化室溫度：250℃；FID檢測器溫度：260℃；分流比：1∶15。

（2)解吸條件：解吸溫度250℃～325℃，解吸時間5～15 min，解吸氣流量30～50 ml/min，冷阱制冷溫度+20℃～－180℃，冷阱加熱溫度250℃～350℃。

（3)標準曲線的繪制：在下述配氣條件下利用配氣進樣裝置，取0、2、4、6、8、10 μl標準儲備液注入采樣管，同時將惰性氣體以100 ml/min流量通過吸附管，5 min后取下吸附管，裝入配套的玻璃管密封，制備標準系列。

用熱解吸氣相色譜法分析吸附管標準系列，以扣除空白后的峰面積的對數(shù)為縱坐標，以單一組分的量的對數(shù)為橫坐標，繪制標準曲線。

配氣條件：配氣采用的流量為100 ml/min，配氣時間為5 min，根據(jù)各種物質(zhì)的沸點確定配氣溫度。VOC中常見有機物的沸點見表9-11。

表9-11  常見VOC有機物的沸點

（4)樣品分析：按繪制工作曲線的熱解吸和色譜條件對每支樣品吸附管進行分析，用保留時間定性，峰面積定量（用甲苯的響應系數(shù)計算未鑒定的揮發(fā)性有機化合物的濃度)。

同時做空白實驗。

五、計算

式中，c_i為空氣樣品中待測組分的濃度，mg/m³；F為樣品管中組分的質(zhì)量，μg；B為空白樣品管中組分的質(zhì)量，μg；V₀為換算成標準狀態(tài)下采樣體積，L。

式中，c為標準狀態(tài)下所采空氣樣品中揮發(fā)性有機物的總量（TVOC)，mg/m³。

六、注意事項

1．根據(jù)各種物質(zhì)的沸點確定配氣溫度。如配制苯系物標準系列，各種物質(zhì)的沸點都在150℃以下，故將配氣溫度定為150℃；如配制C₁₁～C₁₅標準系列，正十五烷最高沸點達到270.5℃，但由于過高的溫度將導致氣體未能冷卻至常溫就進入采樣管，造成部分有機物在高溫下穿透，給配氣造成誤差，故將配氣溫度定為200℃。

2．整個配氣過程中，手不能接觸管口和密封用的聚四氟乙烯墊圈，防止手上有機污染物干擾測定。必要時戴手套進行操作。

3．采樣管被污染（吸附了待測化合物)是本方法常遇到的問題，因此在整個采樣分析過程中，采樣管的制備、存儲和處理過程要特別小心。不能直接在采樣管上貼標簽，應將標簽貼在配套的玻璃管上。

4．外標標準曲線與樣品測定必須保證色譜條件一致，以免引起較大誤差。

實驗十一　空氣中苯并[a]芘的測定

（高效液相色譜法)

一、實驗目的

掌握多環(huán)芳烴的玻璃纖維濾膜采樣方法；掌握用索氏提取器或真空升華提取苯并[a]芘的操作步驟；熟悉高效液相色譜儀的操作方法。

二、實驗原理

用玻璃纖維濾膜采集空氣中的多環(huán)芳烴，經(jīng)索氏提取或真空升華提取苯并[a]芘后，用高效液相色譜分離測定，以保留時間定性，峰高或峰面積定量。

三、儀器和試劑

高效液相色譜儀：配備有熒光檢測器或紫外檢測器；色譜柱：C₁₈柱，柱長15～25 cm，柱內(nèi)徑4.6 mm，5µm。

索氏提取器或真空升華裝置；大流量采樣器；濃縮器及濃縮瓶；微量注射器；

離心機（4000 rpm)；恒溫水浴鍋：溫度可調(diào)節(jié)；離心管。

玻璃纖維濾膜：用前將濾膜不重疊放在高溫爐中，500℃灼燒30 min，存放于具塞磨口玻璃瓶中備用。

甲醇、苯、環(huán)己烷（均為色譜純)；堿性氧化鋁：200～300目。

苯并[a]芘標準儲備液：取10 ml棕色容量瓶，準確稱量，然后小心加入約10 mg苯并[a]芘，再準確稱量。加苯溶解并稀釋至刻度，計算每毫升溶液中苯并[a]芘的含量。再用甲醇稀釋成100 µg/ml的苯并[a]芘溶液，于3～5℃冰箱中保存。

苯并[a]芘標準應用液：臨用時用甲醇稀釋成2µg/ml的苯并[a]芘標準溶液。由于使用的儀器靈敏度或分析樣品濃度不同，此標準應用液應按需要改變。

四、實驗步驟

1．采樣　采樣方法為“總懸浮顆粒物大流量采樣（質(zhì)量法)”：將玻璃纖維濾膜裝入采樣儀器上，置采樣儀器于高度3～5 m（相對高度1～1.5 m)處，以1.1～1.7 m³/min的流量，采樣6～8 h 或24 h。記錄采樣時的氣溫、氣壓。

2．樣品處理　采集好的樣品須避光保存，或用黑色紙包好放入3～5℃冰箱中冷藏保存，采樣后應盡快處理、分析，在24 h內(nèi)采用索氏連續(xù)提取法或真空升華法對樣本進行處理，處理好的樣品在1個月內(nèi)分析完畢。

（1)索氏連續(xù)提取法

樣品的提�。翰蓸雍螅瑢⒁巡蓸拥牟ＡЮw維濾膜（塵面朝里折疊后)小心放進索氏提取器的抽提筒中，加入40 ml環(huán)己烷，于溫度95℃以上的水浴鍋中連續(xù)回流提取8 h。

提取液的濃縮：將提取液移至濃縮器中，在70～80℃水浴上減壓濃縮至0.5～1.0 ml（不可蒸干)。將濃縮液移至5 ml離心管內(nèi)，用少量環(huán)己烷洗滌濃縮瓶，合并于離心管內(nèi)，總體積控制為1.0 ml。加入0.5 g堿性氧化鋁，搖勻，離心5 min，取上清液待測。

（2)真空升華法：將采樣后的玻璃纖維濾膜卷成筒狀，放入升華管內(nèi)（勿使濾紙折疊或堵塞管口，旋緊磨口。接口處用少量石膏漿密封，石膏固化后，將升華管放在管狀電爐內(nèi)，連接氣路和真空泵，將管內(nèi)抽成真空，再充氮氣，如此重復三次，以除去管內(nèi)殘留的空氣。同時，將管狀電爐升溫至300℃，升華40 min。此時，可看到黃色的油狀物凝集在升華管的毛細管內(nèi)壁上。為防止升華物被抽走，可在毛細管一端外壁放一小塊紗布，裹以冰塊冷卻。待管狀電爐下降至室溫后，轉(zhuǎn)動三通活塞，使內(nèi)外氣壓平衡，關閉真空泵。取下升華管，旋開磨口，將毛細管的大口朝上，垂直固定在鐵架臺上。用注射器吸取甲醇，注入毛細管內(nèi)壁，必要時可用金屬絲摩擦管壁，幫助溶解，如此重復多次沖洗管壁，沖洗液收集于濃縮管中，將洗脫液濃縮至0.1～0.5 ml，即為待測樣品。

（3)空白的處理：在進行樣品處理的同時，取相同的未采樣的濾紙，按照樣品處理完全相同的操作步驟，處理空白樣品。

3．樣品分析

（1)高效液相色譜條件：柱溫：35℃；流動相：甲醇＋水（3＋1)；流量：1.0ml/min；檢測器：紫外檢測器（波長為254 nm)；熒光檢測器（λ_ex=365nm， λ_em=405 nm)；進樣量：一般1～20 µl，根據(jù)樣品濃度決定。

（2)定性分析：依據(jù)保留時間進行定性；也可以采用樣品添加法或借助其他儀器幫助驗證。

（3)定量分析（外標法)

單點比較法定量：使用單點比較法進行定量分析時，必須符合以下條件：標準品與被測樣品要同時進行分析，進樣體積相同，被測樣品的響應值與標準樣品的響應值接近，一個樣品連續(xù)進樣三次，測定值的相對偏差小于5%，取測定平均值進行計算。

標準曲線法定量：①用熒光檢測器測定時，可用微量注射器分別吸取100 µg/ml的苯并[a]芘溶液5、10、15和20 µl，進樣分析；②用紫外檢測器測定時，可用微量注射器分別吸取2 µg/ml的苯并[a]芘溶液2、4、6和10 µl，進樣分析。

另取試劑空白溶液作零濃度點的測定。

測定時，每個濃度點測定三次，測定苯并[a]芘的保留時間；測定苯并[a]芘的峰高或峰面積，計算均值。作峰高或峰面積（均值)對苯并[a]芘含量的標準曲線。

（4)樣品分析：在標準溶液測定的相同條件下，取1～20 µl樣品待測液進樣測定，重復三次，計算峰面積或峰高的平均值。

在樣品測定的同時，用空白溶液，按相同的操作步驟作空白測定。

根據(jù)樣品測定溶液苯并[a]芘的峰高或峰面積，從標準曲線中查得苯并[a]芘的量。按照下式進行計算空氣中苯并[a]芘的量。

五、計算

1．單點比較法

式中，c為空氣中苯并[a]芘的濃度，ng/m³；A為待測樣品溶液的峰面積或峰高；

A₀ 為試劑空白溶液的峰面積或峰高；A_s為苯并[a]芘標準溶液的峰面積或峰高；c_s 為苯并[a]芘標準溶液的濃度，ng/µl；V_s 為苯并[a]芘標準溶液的進樣體積，µl；V為待測樣品溶液的進樣體積，µl；V₁ 為待測樣品溶液的最后定容體積，ml；V₀ 為換算成標準狀況的采樣體積，m³。

2．標準曲線法

式中，c，V，V₁，V₀的意義同上；m為進樣體積中待測樣品溶液的苯并[a]芘的含量，ng；m₀為進樣體積中試劑空白溶液的苯并[a]芘的含量，ng。

六、注意事項

1．本法的檢出限為0.1 ng（熒光檢測器)、10 ng（紫外檢測器)。用熒光檢測器測定范圍為0.2～20 ng苯并[a]芘。如采樣體積為1440 m³，取1/5濾紙樣品，制成溶液總體積為1 ml，進樣量為10 µl，則可測濃度范圍為0.007～0.7 µg/100 m³。

2．樣品經(jīng)過預處理以及色譜柱分離，消除了大部分有機物的干擾。

3．試驗證明，這兩種方法提取顆粒物中苯并[a]芘的回收率都很高，加入5 µg苯并[a]芘，真空升華回收率為95%～100%，索氏提取法為96%～108%。

4．苯并[a]芘是致癌性物質(zhì)，操作人員特別注意防護，防止污染。不允許人體與苯并[a]芘（包括多環(huán)芳烴的)固體物質(zhì)、液體溶液、溶劑萃取物及標準品接觸。苯并[a]芘（包括多環(huán)芳烴)可隨溶劑一起揮發(fā)而粘附于具塞瓶子的外部，因此處理與之有關的容器及實驗操作過程必須使用抗溶劑的手套，并在專用實驗臺上操作，標準溶液要注意保管。被苯并[a]芘（包括多環(huán)芳烴)污染的容器可用紫外燈在365 nm波長照射下檢查，并用鉻酸洗液浸泡4 h以上，最好浸泡過夜后用水洗凈。測定后的苯并[a]芘廢液應集中起來，統(tǒng)一處理。

5．本實驗所用的甲醇等有機溶劑均為易燃物質(zhì)，應在通風柜中操作。

6．本實驗均應在避開陽光直接照射下進行。

實驗十二 室內(nèi)空氣中臭氧的測定方法

（靛藍二磺酸鈉分光光度法)

一、實驗目的

掌握靛藍二磺酸鈉分光光度法測定空氣中臭氧的方法原理；掌握多孔玻板吸收管采集空氣樣品的操作方法。

二、實驗原理

在磷酸鹽緩沖溶液存在下，空氣中的臭氧與吸收液中的靛藍二磺酸鈉（IDS)等摩爾反應，生成無色的靛紅磺酸鈉，使溶液褪色,

溶液褪色程度與臭氧的濃度成正比。在610 nm處測定溶液的吸光度值，根據(jù)藍色減褪的程度，定量分析空氣中臭氧的濃度。

三、儀器和試劑

空氣采樣器；分光光度計；聚四氟乙烯采樣導管；多孔玻板吸收管；恒溫水浴箱或保溫瓶；水銀溫度計；雙球玻璃管。

溴酸鉀標準貯備溶液（)：稱取1.3918 g溴酸鉀（GR. 180℃烘2h)，用水溶解后，定量轉(zhuǎn)移至500ml容量瓶中，用水稀釋至刻度。

溴酸鉀-溴化鉀標準溶液（)：移取10.00 ml溴酸鉀標準貯備液于100 ml容量瓶中，加入1.0 g溴化鉀，溶解后，用水稀釋至刻度。

磷酸鹽緩沖溶液（0.050mol/L)：稱取6.8 g磷酸二氫鉀和7.1 g磷酸氫二鈉，用水溶解后，稀釋到1000 ml。

硫代硫酸鈉標準溶液（0.005000 mol/L)：配制濃度為0.1000 mol/L的貯備液，臨用時用水稀釋20倍。

硫酸溶液（1+6)；

淀粉溶液（2.0 g/L)：稱取0.20 g可溶性淀粉，用少量的水調(diào)成糊狀，緩慢倒入100 ml的沸水中，煮沸至溶液澄清。

靛藍二磺酸鈉貯備液：稱取0.25 g靛藍二磺酸鈉，用水溶解，轉(zhuǎn)入500 ml棕色容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，24 h后標定。該溶液在20℃以下、暗處保存可穩(wěn)定兩周。

標定方法：取20.00 ml IDS貯備液于250 ml碘量瓶中，加入20.00 ml溴酸鉀-溴化鉀標準溶液，加入50 ml水，加蓋。放入(16±1)℃的水浴箱或保溫瓶中，待溶液的溫度平衡后，加入1+6硫酸溶液5.0 ml，加蓋，搖勻并開始計時，在(16±1)℃水浴或保溫瓶中，暗處放置(35± 1) min。加入1.0 gKI，加蓋并搖勻至完全溶解，暗處放置5 min，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定至溶液呈淡黃色，加入5 ml淀粉溶液，繼續(xù)滴定至溶液藍色恰好褪去，溶液呈亮黃色。平行滴定所用硫代硫酸鈉標準溶液的體積之差不應大于0.5 ml。按下式計算IDS相當于臭氧的質(zhì)量濃度：

式中，c為IDS相當于臭氧的濃度，mg/ml；c₁為溴酸鉀-溴化鉀標準溶液的濃度，mol/L；V₁為溴酸鉀-溴化鉀標準溶液的體積，ml；c₂為硫代硫酸鈉標準溶液的濃度，mol/L；V₂為滴定所用硫代硫酸鈉標準溶液的體積，ml；V為IDS貯備液的體積，ml；12.00為臭氧的摩爾質(zhì)量（1/4 O₃)，g/mol。

（1)IDS標準溶液：將標定后的IDS貯備液，用磷酸鹽緩沖溶液稀釋成每毫升相當于1.00 mg臭氧的IDS標準溶液。

（2)IDS吸收液：將標定后的IDS貯備液，用磷酸鹽緩沖溶液稀釋成每毫升相當于2.5或5.0 mg臭氧的IDS吸收液。

四、實驗步驟

1．樣品的采集和處理　用硅膠管連接兩個內(nèi)裝9.00 ml IDS吸收液的多孔玻板吸收管，罩上黑布套，以0.5 L/min的流量采樣5~20 L；當?shù)谝恢�吸收管中的吸收液藍色明顯減退時，立即停止采樣；如吸收液不褪色，采氣量應不少于20 L。

采樣后的樣品20℃以下暗處保存至少可穩(wěn)定1周。記錄采樣時的氣溫、氣壓。

采樣后，將兩支吸收管中的樣品溶液分別移入10 ml比色管中，用少量水洗滌吸收管，使總體積分別為10 ml，作為樣品溶液。

同時另取未采樣的吸收液，作試劑空白測定。

2．樣品測定　按表9-12配制標準系列

表9-12  IDS標準系列

用20 mm比色皿，以水為參比，分別在610 nm處測定標準系列溶液、樣品溶液和空白溶液的吸光度。以標準系列中零濃度管與各標準管吸光度值之差對臭氧含量（µg)進行線性回歸，建立回歸方程

以斜率的倒數(shù)作為樣品測定的計算因子（B_S)。

3．計算 按如下公式計算空氣中臭氧濃度：

式中，c為空氣中臭氧的濃度，mg/m³；A₀為試劑空白溶液的吸光度；A₁為第一支樣品管溶液的吸光度值；A₂為第二支樣品管溶液的吸光度值； B_S為計算因子，µg /ml；V₀為換算為標準狀態(tài)的采樣體積，L。

五、注意事項

1．本方法干擾多，空氣中的氯氣、二氧化氮產(chǎn)生正干擾；一般情況下，它們的濃度很低，不會造成顯著的誤差。當二氧化硫、硫化氫、過氧乙酰硝酸酯（PAN)和氟化氫等的濃度高于750、110、1800和2.5 mg/m³時，產(chǎn)生負干擾。本法適合于測定高含量的臭氧。

2．空氣采樣器在使用前后，都應用皂膜流量計校準，誤差應小于±5%。

實驗十三  空氣中汞、二氧化硫的快速測定

一、汞的快速測定（碘化亞銅試紙法)

（一)原理

在濾紙上涂一層白色碘化亞銅，當遇到汞蒸氣時，變成玫瑰色的碘化汞和碘化亞銅的復合物（CuI·HgI)。根據(jù)試紙變色時間估計汞蒸氣的濃度。

本方法的靈敏度：0.01 mg/m³。

（二)試劑

100 g/L碘化鉀溶液；100 g/L硫酸銅溶液；100 g/L亞硫酸鈉溶液，臨用時配制；25％硝酸溶液；95％乙醇；碘化亞銅試紙：

試紙制備方法：將100 g/L碘化鉀溶液和100 g/L硫酸銅溶液等體積混合，待沉淀后，將上層液體倒出，然后將沉淀移入布氏漏斗內(nèi)，小心用水洗滌，邊洗邊抽濾，并用100 g/L亞硫酸鈉溶液洗至無色，再用水洗若干次。最后將水濾凈，將沉淀移至小燒杯內(nèi)。用少量95％乙醇將沉淀調(diào)成糊狀，用25％硝酸溶液酸化糊狀物（每50 ml加一滴酸)�；靹蚝�，用毛筆將糊狀物均勻地涂在濾紙條上，于60℃烘干，保存于磨口塞玻瓶內(nèi)，備用。

（三)測定方法

把干燥的碘化亞銅試紙放在被測空氣中，觀察試紙開始顯玫瑰色的時間，從表9-13查出汞蒸氣的大概濃度。如果干燥的碘化亞銅試紙放置在被測空氣中長時間（約24 h)不顯玫瑰色，一般可認為汞蒸氣濃度在0.01mg/m³以下。 

表9-13  碘化亞銅試紙顯色時間和空氣中汞蒸氣濃度關系

（四)注意事項

1．因現(xiàn)場條件（如溫度、濕度等)差別較大，表9-13中的數(shù)據(jù)僅作為估計汞蒸氣濃度的參考。最好在作完一批試紙后，在現(xiàn)場先用試紙法和其他測定方法比較，進一步確定在該條件下汞蒸氣濃度與顯色時間的關系。

2．碘化亞銅試紙具有經(jīng)濟、簡便、容易掌握等優(yōu)點，能反映出空氣被污染的程度，以便及時采取預防措施。

二、二氧化硫的快速測定(碘淀粉法)

（一)原理

碘遇淀粉變藍色，當二氧化硫存在時，能將碘還原成碘離子，使藍色消失。根據(jù)碘的消耗量，即可測定空氣中二氧化硫的含量。

本方法靈敏度：3mg /ml。

（二)儀器與試劑

微量吸收管；100 ml注射器；三通活塞；100 ml容量瓶；1～5 ml吸量管；100 ml量筒。

0.005 mol/L碘溶液：于一小燒杯中，加入約1 g碘化鉀和1~2滴蒸餾水，于分析天平上稱重，并向其中加入碘；當加入0.127 g碘后，取出燒杯，加入少量蒸餾水，用玻棒攪拌使碘完全溶解。將溶解完全的碘溶液轉(zhuǎn)入100 ml容量瓶中，用蒸餾水沖洗燒杯幾次，洗液一并轉(zhuǎn)入容量瓶中，用蒸餾水定容。

30 g/L淀粉溶液：稱取可溶性淀粉3 g，加入蒸餾水10 ml調(diào)成糊狀，再加入煮沸的蒸餾水80 ml，繼續(xù)煮沸2～3 min直至溶液透明。再加入氯化鈉18 g，溶解后，加蒸餾水至100 ml，混勻。

吸收液：取0.005 mol/L碘溶液1.0 ml于100 ml容量瓶中，加入30 g/L淀粉溶液0.25 ml，用蒸餾水定容。溶液呈藍色。此溶液的濃度為0.00005 mol/L含有淀粉的碘溶液；此溶液1 ml相當于0.0032 mg二氧化硫。

（三)測定方法

吸取1.0 ml吸收液，注入微量吸收管內(nèi)，將其與100 ml注射器的三通活塞連接，在現(xiàn)場以10 ml/min的速度抽氣，直至溶液恰到無色為止，記錄采氣體積，由表9-14可立即查出空氣二氧化硫的濃度（mg/m³)。

表9-14  二氧化硫濃度表

（四)注意事項

1．碘溶液的濃度應準確，否則影響測定結(jié)果。

2．其它能與碘反應的物質(zhì)干擾測定。