空气和废气监测 课件 臭氧的测定

任务3.3.4臭氧的测定空气和废气监测技术任务3.3.4臭氧的测定学习目标：1.掌握靛蓝二磺酸钠分光光度法和紫外光度法测定臭氧的方法原理；2.能正确测定气样中臭氧的含量，并能规范测定操作要点；3.能判断测定结果的异常现象并能解决；4.注意安全，确保自己和同伴安全及仪器设备安全；5.

能够理论与实践相结合；6.具有环保意识和节约意识；7.具备认真负责、科学严谨、实事求是、团结协作的精神。（一）指标含义及测定意义

O3是空气中最强的氧化剂之一，能导致人皮肤刺痒，眼睛、鼻咽、呼吸道受刺激，肺功能受影响。

O3主要是由交通工具的尾气排放、石油化工和火力发电等污染源排放的NOx、VOCs经光化学反应生成的，是光化学烟雾的主要成分。近几年的“中国生态环境状况公报”显示，O3已经成为我国大多数城市的第一超标气体污染物。一、基本知识（二）控制标准

《环境空气质量标准》（GB3095-2012）规定的O3的浓度限值：

《室内空气质量标准》（GB/T18883-2022）规定，O3的1小时限值为0.16mg/m3。（三）测定方法及原理1.

测定方法

靛蓝二磺酸钠分光光度法（HJ504-2009）和紫外光度法（HJ590-2010）。靛蓝二磺酸钠分光光度法适用于环境空气中臭氧的测定以及相对封闭环境（如室内、车内等）空气中臭氧的测定。当采样体积为30L时，空气中臭氧的检出限为0.010mg/m3，测定下限为0.040mg/m3。当采样体积为30L，吸收液质量浓度为2.5μg/ml或5.0μg/ml时，测定上限分别为0.50mg/m3或1.00mg/m3。当空气中臭氧质量浓度超过该上限时，可适当减少采样体积。紫外光度法主要用于环境空气中臭氧的瞬时测定，也适用于环境空气的自动监测。测定环境空气中臭氧的浓度范围是0.003～2mg/m3。（三）测定方法及原理2.

测定方法原理靛蓝二磺酸钠分光光度法：空气中臭氧在磷酸盐缓冲剂存在下，与吸收液中蓝色的靛蓝二磺酸钠等摩尔反应，褪色生成靛红二磺酸钠，在610nm处测量吸光度，根据蓝色减褪的程度可定量测定空气中臭氧的浓度。紫外光度法：当空气样品以恒定的流速通过除湿器和颗粒物过滤器进入紫外臭氧分析仪的气路系统时分成两路，一路为样品空气，一路通过选择性臭氧洗涤器成为零空气，样品空气和零空气在电磁阀的控制下交替进入样品吸收池（或分别进入样品吸收池和参比池），臭氧对253.7nm波长的紫外光有特征吸收。由透光率计算臭氧浓度。（四）所需仪器与用具（1）多孔玻板吸收管。（2）空气采样器：流量范围0～1.0L/min。用皂膜流量计校准采样前后采样系统的流量，相对误差应小于±5%。（3）分光光度计：能在610nm处测量吸光度，带20mm比色皿。（4）生化培养箱或恒温水浴：温控精度为±1℃。（5）水银温度计：精度为±0.5℃。（6）具塞比色管：10ml。（7）实验室常用玻璃仪器。（一）标定IDS标准贮备溶液

准确吸取20.00mlIDS标准贮备溶液于250ml碘量瓶中，加入20.00ml溴酸钾-溴化钾溶液、50ml水，盖好瓶塞，放入16±1℃生化培养箱（或水浴）中，至溶液温度与水浴温度平衡时：加入5.0ml硫酸溶液，立即盖好瓶塞、混匀并开始计时，于16±1℃水浴中、暗处放置35±1.0min后，加入1.0g碘化钾，立即盖好瓶塞，轻轻摇匀至完全溶解，暗处放置5min后，用硫代硫酸钠标准工作溶液滴定至棕色刚好褪去呈淡黄色，加入5ml淀粉指示剂溶液，继续滴定至蓝色消退，终点为亮黄色。二、实训操作

记录所消耗的硫代硫酸钠标准工作溶液的体积。两次平行滴定所用硫代硫酸钠标准工作溶液的体积之差不得大于0.10ml。

每毫升靛蓝二磺酸钠溶液相当于臭氧的质量浓度ρ（µg/ml）由下式计算：式中：ρ——每毫升靛蓝二磺酸钠溶液相当于臭氧的质量浓度，μg/ml；c1——溴酸钾-溴化钾标准溶液的浓度，mol/L；V1——加入溴酸钾-溴化钾标准溶液的体积，ml；c2——滴定时所用硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；V2——滴定时所用硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml；V——IDS标准贮备溶液的体积，ml；12.00——臭氧的摩尔质量（1/4O3），g/mol。（二）采样前准备

1.空气采样器流量校准采样采样前用皂膜流量计校准空气采样器流量。2.采样器连接与检查吸取两支10.0ml±0.02mlIDS吸收液于多孔玻板吸收管中，用尽量短的一小段硅橡胶管链接起来，照上黑布套，橡胶管把串联好的吸收管的玻璃球端支管与空气采样器的入口相连接。打开采样器电源用手指堵住吸收管进气端，观察乳胶管和流量计浮子，如管子发瘪的迹象、流量计浮子回零，说明气密性检验合格。（三）采样调节流量计浮子固定在0.5L/min左右，采气10～60min（视浓度高低而定，高时可减少采样时间）即5～30L。当第一支吸收管中的吸收液褪色约60%时（与现场空白样品比较），应立即停止采样。若确信空气中臭氧质量浓度较低，不会穿透时，可用棕色玻板吸收管采样。在采样的同时，应记录现场温度、空气压力和采样起止时间等。样品在采集、运输及存放过程中应严格避光。样品于室温暗处存放至少可稳定3天。

现场空白样品用同一批配制的IDS吸收液，装入多孔玻板吸收管中，带到采样现场。除了不采集空气样品外，其他环境条件保持与采集空气的采样管相同。每批样品至少带两个现场空白样品。（四）绘制标准曲线取6支10ml具塞比色管，按下表配制臭氧标准溶液系列。管

号012345IDS标准工作液/ml10.008.006.004.002.000磷酸盐缓冲吸收液/ml02.004.006.008.0010.00臭氧质量浓度/μg/ml00.20.40.60.81.0各管摇匀，在波长610nm处，用20mm比色皿，以水为参比溶液测量吸光度。以臭氧质量浓度为横坐标，以校准系列中0浓度管的吸光度（A0）与各标准色列管的吸光度（A）之差（A0－A）为纵坐标，用最小二乘法计算校准曲线的回归方程或绘制校准曲线。（五）测定样品在吸收管的入口端串接一个玻璃尖嘴，用吸耳球将吸收前、后两支吸收管中的溶液挤入到一个25ml或50ml棕色容量瓶中，第一次尽量挤净，然后每次用少量磷酸盐缓冲溶液，反复多次洗涤吸收管，洗涤液一井挤入容量瓶中，再滴加少量水至标线，按绘制标准曲线步骤测量样品的吸光度。（六）空白测定将带到现场的空白样品，按样品的测定步骤测定零空气样品的吸光度。（七）数据处理及结果表示

空气（样品）中臭氧的质量浓度ρ（mg/m3）按下式计算：：

（八）注意事项

注意检查采样系统的气密性，用皂膜流量计校准流量，做好采样记录。空白试验吸收液与采样用吸收液应为同一批药品配制。空气中存在NO2时，会使臭氧的测定结果偏高，约为NO2质量浓度的60%。空气中二氧化硫、硫化氢、过氧乙酰硝酸酯（PAN)和氟化氢的质量浓度高于750μg/m3、110μg/m3、1800μ