附录 D (规范性附录)室内空气中一氧化碳的测定方法
空气中一氧化碳测量方法主要有非分散红外法(不分光红外线法)、气相色谱法、电化学法等。
D.1非分散红外法
D.1.1 相关标准和依据
本方法主要依据GB9801 《空气质量一氧化碳的测定非分散红外法》和GB/T18204.23《公共场所空气中一氧化碳测定方法》。
D.1.2 原理
一氧化碳对不分光红外线具有选择性的吸收。在一定范围内,吸收值与一氧化碳浓度呈线性关系。根据吸收值确定样品中一氧化碳的浓度。
D.1.3 测定范围
测定范围为0~62.5mg/m3,最低检出浓度为0.125 mg/m3。
D.1.4 试剂和材料
D.1.4.1 变色硅胶:于120℃下干燥2h。
D.1.4.2 无水氯化钙:分析纯。
D.1.4.3 高纯氮气:纯度99.99%。
D.1.4.4 霍加拉特(Hopcalite)氧化剂:10~20目颗粒。霍加拉特氧化剂主要成分为氧化锰(MnO)和氧化铜(CuO),它的作用是将空气中的一氧化碳氧化成二氧化碳,用于仪器调零。此氧化剂在100℃以下的氧化效率应达到100%。为保证其氧化效率,在使用存放过程中应保持干燥。
D.1.4.5 一氧化碳标准气体:贮于铝合金瓶中。
D.1.5 仪器和设备
D.1.5.1 一氧化碳非分散红外气体分析仪
仪器主要性能指标如下:
测量范围:0~30 mL/m3即0~37.5 mg/m3;
重现性:≤0.5%(满刻度);
零点漂移:≤±2%满刻度/4h;
跨度漂移:≤±2%满刻度/4h;
线性偏差:≤±1.5%满刻度;
启动时间:30min~1h;
抽气流量:0.5L/min;
响应时间:指针指示或数字显示到满刻度的90%的时间<15s。
D.1.6 采样
用聚乙烯薄膜采气袋,抽取现场空气冲洗3~4次,采气0.5L或1.0L,密封进气口,带回实验室分析。也可以将仪器带到现场间歇进样,或连续测定空气中一氧化碳浓度。
D.1.7 分析步骤
D.1.7.1 仪器的启动和校准
D.1.7.1.1 启动和零点校准:仪器接通电源稳定30min~1h后,用高纯氮气或空气经霍加拉特氧化管和干燥管进入仪器进气口,进行零点校准。
D.1.7.1.2 终点校准:用一氧化碳标准气(如30mL/m3)进入仪器进样口,进行终点刻度校准。23
D.1.7.1.3 零点与终点校准重复2~3次,使仪器处在正常工作状态。
D.1.7.2 样品测定
将空气样品的聚乙烯薄膜采气袋接在仪器的进气口,样品被自动抽到气室中,表头指出一氧化碳的浓度(mL/m3)。如果仪器带到现场使用,可直接测定现场空气中一氧化碳的浓度。
D.1.8 结果计算
一氧化碳体积浓度(mL/m3),可按下式换算成标准状态下质量浓度(mg/m3)。28Bcc21×=
式中:
c1——标准状态下质量浓度,mg/m3;
c2——CO体积浓度,mL/m3;
B——标准状态下的气体摩尔体积,22.41;
28——CO分子量。
D.1.9 精密度和准确度
D.1.9.1 重现性小于1%,漂移4h小于4%。
D.1.9.2 准确度取决于标准气的不确定度(小于2%)和仪器的稳定性误差(小于4%)。
D.1.10 干扰和排除
室内空气检测中非待测组分,如甲烷、二氧化碳、水蒸气等影响测定结果。采用串联式红外线检测器,可以大部分消除以上非待测组分的干扰。
A.7 气相色谱法
D.2.1 相关标准和依据
本方法主要依据GB/T18204.23《公共场所空气中一氧化碳测定方法》。
D.2.2 原理
一氧化碳在色谱柱中与空气的其他成分完全分离后,进入转化炉,在360℃镍触媒催化作用下,与氢气反应,生成甲烷,用氢火焰离子化检测器测定。
D.2.3 测量范围
进样1mL时,测定浓度范围是0.50~50.0 mg/m3,最低检出浓度是0.50mg/m3。
D.2.4 试剂
D.2.4.1 碳分子筛:TDX-01,60~80目,作为固定相;
D.2.4.2 纯空气:不含一氧化碳或一氧化碳含量低于本方法检出下限;
D.2.4.3 镍触媒:30~40 目,当一氧化碳<180 mg/m3、二氧化碳<0.4%时,转化率>95%;
D.2.4.4 一氧化碳标准气:一氧化碳含量10~40 mL/m3(铝合金钢瓶装),以氮气为本底气。
D.2.5 仪器与设备
D.2.5.1 气相色谱仪,配备氢火焰离子化检测器的气相色谱仪;
D.2.5.2 转化炉:可控温360℃±1℃;
D.2.5.3 注射器:2mL、5mL、10mL、100mL,体积误差<±1%;
D.2.5.4 塑料铝箔复合膜采样袋,容积400~600 mL;
D.2.5.5 色谱柱:长2m、内径2mm不锈钢管内填充TDX-01碳分子筛,柱管两端填充玻璃棉。新装的色谱柱在使用前,应在柱温150℃、检测器的温度180℃,通氢气60mL/min条件下,老化处理10h;
D.2.5.6 转化柱:长15cm内径4mm不锈钢管内填充30~40 目镍触媒,柱管两端塞玻璃棉。转化柱装在转化炉内,一端与色谱柱连通,另一端与检测器相连。使用前,转化柱应在炉温360℃,通氢24气60mL/min条件下活化10h。转化柱老化与色谱柱老化同步进行。当一氧化碳<180mg/m3时,转化率>95%。
D.2.6 采样
用双联橡皮球,将现场空气打入采样袋内,使之涨满后放掉。如此反复四次,最后一次打满后,密封进样口。
D.2.7 分析步骤
D.2.7.1 色谱分析条件
由于色谱分析条件常因实验条件不同而有差异,所以应根据所用气相色谱仪的型号和性能,制定能分析一氧化碳的最佳色谱分析条件。
D.2.7.2 绘制标准曲线和测定校正因子
在作样品分析时的相同条件下,绘制标准曲线或测定校正因子。
D.2.7.2.1 配制标准气
在5支100mL注射器中,用纯空气将已知浓度的一氧化碳标准气体,稀释成0.4~40 mL/m3范围的4个浓度点的气体。另取纯空气作为零浓度气体。
D.2.7.2.2 绘制标准曲线
每个浓度的标准气体,量取1mL进样,得到各浓度的色谱峰和保留时间。每个浓度作三次,测量色谱峰高或峰面积的平均值。以峰高(峰面积)作纵坐标,浓度(mL/m3)为横坐标,绘制标准曲线,并计算回归线的斜率,以斜率倒数Bg作样品测定的计算因子。
D.2.7.2.3 测定校正因子
用单点校正法求校正因子。取与样品空气中含一氧化碳浓度相接近的标准气体。按D.2.7.2.2项操作,测量色谱峰的平均峰高(峰面积)和保留时间。用下式计算校正因子:式中:
因子;
度,mL/m3;
D.2.
L,按 D.2.7.2.2 项操作,以保留时间定性,测量一氧化碳的峰高(峰面积)。每
个样
线法查标准曲线定量,或用下式计算空气中一氧化碳浓度。
c=h×Bg
式中:
品空气中一氧化碳浓度,mL/m3;
D.2.
c=h×f
oochf=
f——校正
c0——标准气体浓
h0——平均峰高(峰面积)。
7.3 样品分析
进样品空气1m
品作三次分析,求峰高(峰面积)的平均值。并记录分析时的温度和大气压力。高浓度样品,应用清洁空气稀释至小于40mL/m3(50mg/m3),再分析。 D.2.8 结果计算
D.2.8.1 用标准曲
c——样
h——样品峰高(峰面积)的平均值;
Bg——由D.2.7.2.2项得到的计算因子。
8.2 用校正因子按下式计算浓度:
式中:25
c——样品空气中一氧化碳浓度,mL/m3;
D.2. 换算成标准状态下的质量浓度 mg/m3:
式中:
c1——标准状态下的质量浓度,mg/m3;
氧化碳体积浓度,mL/m3;
D.2.
D.2. 10 次进样分析,变异系数为 2%。
碳浓度在 3~25 mg/m3 时,回收率为 94%~104%。
定。学法
D.3.1 原理
空气中一氧化碳通过电化学池时,在多孔聚四氟乙烯粘结的铂催化气体扩散电极上,在控制电氧化碳,放出电子,阴阳极之间的电流,与一氧化碳浓度成定量关系。电极反应如下:
阳极 CO+H2O→CO2+2H +2e =0.12V
h——样品峰高(峰面积)的平均值;
f——由D.2.7.2.3项得到的校正因子。
8.3 一氧化碳体积浓度mL/m3可按下式
Bc21= c
c2——一
B——标准状态下气体摩尔体积,22.41。
9 精密度和准确度
9.1 重现性:一氧化碳浓度在6mg/m3时,
D.2.9.2 回收率:一氧化
D.2.10 干扰和排除
由于采用了气相色谱分离技术,甲烷、二氧化碳及其他有机物不干扰测
A.8 电化
位下氧化成二+θ1
E阴极 2O2+2H++2e→H2O =1.23V 1θ2E总反应CO+2O2→CO2 =1.35V 1θ3E
D.3.2 测量范围
测量范围为 1.0~ /m 和 1~125 mg/m 两档。浓度超出最大值时,按稀释比换算。最低。
D.3.
合薄膜或聚乙烯薄膜制成,充气的容积为 0.5~1 L。使用前应检漏。
化碳测定仪0 mg/m3 和 0~100 mg/m3;
误差≤±0.2%满刻度;
和≤15s;
D.3.
D.3.
0~60 目,120℃烘 2h;
/N2 标准气,储于铝合金钢瓶中,不确定度小于 2%。
60mg33
检出浓度为0.6mg/m3
3 仪器 D.3.3.1 采气袋:铝箔复
D.3.3.2 一氧
主要技术指标如下:
量程范围:两档 0~6
重复性误差:相对标准
零点漂移:≤±3%满刻度/4h;
量程漂移:≤±1.5%满刻度;
响应时间:滞后时间和上升时间之
4 试剂和材料
4.1 13X分子筛: 40~60 目,450℃活化2h;
D.3.4.2 活性炭:4
D.3.4.3 零点校准气:同D.1;
D.3.4.4 量程校准气:60mg/m3或120mg/m3CO
26
D.3.5 采样和样品保存
用双联橡皮球将现场空气打入铝箔复合薄膜或聚乙烯薄膜采气袋,用空气冲洗至少三次,最后打满,带回实验室分析。也可以将仪器带到现场间歇进样,或连续测定室内空气中一氧化碳浓度。
D.3.
电池电量。
D.3. 器启动和稳定后,通入零点校准气校正仪器零点。
准气校准仪器的上限值标度。
,可连续记录室内空气中
分析时的气温和大气压力,将测定浓度值换算成标准状态下的浓度。
6 分析步骤按仪器说明书要求操作。
D.3.6.1 检查仪器
6.2 仪器的启动和调零:仪
D.3.6.3 量程校准:通入量程校
D.3.6.4 零点和量程校准:重复 2~3 次,使仪器处于正常工作状态。
D.3.6.5 样品测定:采样后,将采气袋中的样品空气通入13X分子筛和活性炭过滤管后进入仪器电化学池,读取一氧化碳浓度(mg/m3)。如果将仪器带到现场接上记录仪表
一氧化碳浓度。记录分析时的气温和大气压力。 D.3.7 计算 D.3.7.1 样品中一氧化碳浓度可直接读出。
D.3.7.2 根据