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公共场所空气中氨检验方法
发布时间:2011-5-12 点击返回

公共场所空气中氨检验方法

 
一、靛酚蓝分光光度法
1 原理
空气中氨吸收在稀硫酸中,在亚硝基铁氰化钠及次氯酸钠存在下,与水杨酸生成蓝绿色的靛酚蓝染料,根据着色深浅,比色定量。
2 试剂和材料
本法所用的试剂均为分析纯,水为无氨蒸馏水,制备方法见附录A。
2.1吸收液[C(H2SO4)=0.005mol/L]:量取2.8ml浓硫酸加入水中,并稀释至1L。临用时再稀释10倍。
2.2水杨酸溶液(50g/L):称取10.0g水杨酸[C6H4(OH)COOH]和10.0g柠檬酸钠(Na3C6O7·2H2O),加水约50ml,再加55ml氢氧化钠溶液[C(NaOH)=2mol/L],用水稀释至200ml。此试剂稍有黄色,室温下可稳定一个月。
2.3亚硝基铁氰化钠溶液(10g/L):称取1.0g亚硝基铁氰化钠[Na2Fe(CN)5·NO·2H2O],溶于100ml水中,贮于冰箱中可稳定一个月。
2.4次氯酸钠溶液(CaCIO)=0.05mol/L):取1ml次氯酸钠试剂原液,用碘量法标准定其浓度(标定方法见附录B)。然后用氢氧化钠溶液[C(NaOH)=2mol/L]称释成0.05mol/L的溶液。贮于冰箱中可保存两个月。
2.5氨标准溶液
2.5.1标准贮备液:称取0.3142g经105℃干燥1h的氯化铵(NH4Cl),用少量水溶解,移入100ml容量瓶中,用吸收液(见2.1)稀释至刻度,此液1.00ml含1.00mg氨。
2.5.2标准工作液:临用时,将标准贮备液(见2.5.1)用吸收液稀释成1.00ml含1.00μm氨。
3 仪器、设备
3.1大型气泡吸收管:有10ml刻度线,见图1,出气口内径为1mm,与管底距离应为3~5mm。
3.2空气采样器:流量范围0~2L/min,流量稳定。使用前后,用皂膜流量计校准采样系统的流量,误差应小于±5%。
3.3具塞比色管:10ml。
3.4分光光度计:可测波长为697.5nm,狭缝小于20nm。
4 采样
用一个内装10ml吸收液的大型气泡吸收管,以0.5L/min流量,采气5L,及时记录采样点的温度及大气压力。采样后,样品在室温下保存,于24h内分析。
5 分析步骤
5.1标准曲线的绘制
取10ml具塞比色管7支,按表1制备标准系列管。
表1氨标准系列
管号
0
1
2
3
4
5
6
标准工作液
(3.5.2),ml
吸收液(3.1),ml
氨含量μg
 
0
10.00
0
 
0.50
9.50
0.50
 
1.00
9.00
1.00
 
3.00
7.00
3.00
 
5.00
5.00
5.00
 
7.00
3.00
7.00
 
10.00
0
10.00
在各管中加入0.50ml水杨酸溶液(见2.2),再加入0.10ml亚硝基铁氰化钠溶液(2.3)和0.10ml次氯酸钠溶液(见2.4),混匀,室温下放置1h。用1cm比色皿,于波长697.5nm处,以水作参比,测定各管溶液的吸光度。以氨含量(μg)作横座标,吸光度为纵座标,绘制标准曲线,并用最小二乘法计算校准曲线的斜率、截距及回归方程(1)。
Y=bX+a……………………………………………………(1)
式中:Y――标准溶液的吸光度;
X――氨含量,μg;
a――回归方程式的截距;
b――回归方程式斜率,吸光度/μg。
标准曲线斜率b应为0.081±0.003吸光度/μg氨。以斜率的倒数作为样品测定时的计算因子(Bs)。
5.2样品测定
将样品溶液转入具塞比色管中,用少量的水洗吸收管,合并,使总体积为10ml。再按制备标准曲线的操作步骤(5.1)测定样品的吸光度。在每批样品测定的同时,用10ml未采样的吸收液作试剂空白测定。如果样品溶液吸光度超过标准曲线范围,则可用试剂空白稀释样品显色液后再分析。计算样品浓度时,要考虑样品溶液的稀释倍数。
6 结果计算
6.1将采样体积按公式(2)换算成标准状态下的采样体积;
V0=Vt×V0/(273+t)×P/P0……………………………………(2)
式中:V0――标准状态下的采样体积,L;
Vt――采样体积,由采样流量乘以采样时间而得,L;
T0――标准状态下的绝对温度,273K;
P0――标准状态下的大气压力,101.3kPa;
P――采样时的大气压力,kPa;
t――采样时的空气温度,℃。
6.2空气中氨浓度按公式(3)计算:
C(NH3)=(A-A0)Bs/V0…………………………………………(3)
式中:C――空气中氨浓度,mg/m3
A――样品溶液的吸光度;
A0――空白溶液的吸光度;
Bs――计算因子,μg/吸光度;
V0――标准状态下的采样体积,L。
7 测定范围、精密度的准确度
7.1测定范围
测定范围为10ml样品溶液中含0.5~10μg氨。按本法规定的条件采样10min,样品可测浓度范围为0.01~2mg/m3
7.2灵敏度
10ml吸收液中含有1μg的氨应有0.081±0.003吸光度。
7.3检测下限
检测下限为0.5μg/10ml,若采样体积为5L时,最低检出浓度为0.01mg/m3
7.4干扰和排除
对已知的各种干扰物,本法已采取有效措施进行排除,常见的Ca2+、Mg2+、Fe3+、Mn2+、Al3+等多种阳离子已被柠檬酸络合;2μg以上的苯氨有干扰,H2S允许量为30μg。
7.5方法的精密度
当样品中氨含量为1.0,5.0,10.0μg/10ml,其变异系数分别为3.1%,2.9%,1.0%,平均相对偏差为2.5%。
7.6方法的准确度
样品溶液加入1.0,3.0,5.0,7.0μg/的氨时,其回收率为95~109%,平均回收率为100.0%。
附录A
无氨蒸馏水的制备
于普通蒸馏水中,加少量的高锰酸钾至浅紫色,再加少量氢氧化钠至呈碱性。蒸馏,取其中间蒸馏部分的水,加少量硫酸溶液呈微酸性,再蒸馏一次。
附录B
次氯酸钠溶液浓度的标定
称取2g碘化钾(KI)于250ml碘量瓶中,加水50ml溶解,加1.00ml次氯酸钠(NaClO)试剂,再加0.5ml盐酸溶液[50%(V/V)],摇匀,暗处放置3min。用硫代硫酸钠标准溶液[C(1/2NaS2O3)=0.100mol/L]。滴定析出的碘,至溶液呈黄色时,加1ml新配制的淀粉指示剂(5g/L),继续滴定至蓝色刚刚褪去,即为终点,记录所用硫代硫酸钠标准溶液体积,按公式(4)计算次氯酸钠溶液的浓度。
C(NaClO)=C(1/2NaS2O3)×V/1.00×2……………………(4)
式中:C(NaClO)――次氯酸钠试剂的浓度,mol/L;
C(1/2NaS2O3)――硫代硫酸钠标准溶液浓度,mol/L;
V――硫代硫酸钠标准溶液用量,ml。
二、纳氏试剂分光光度法
1 原理
空气中氨吸收在稀硫酸中,与纳氏试剂作用生成黄色化合物,根据着色深浅,比色定量。
2 试剂和材料
本法所用的试剂均为分析纯,水为无氨蒸馏水。制备方法见附录A。
2.1吸收液[C(H2SO4=0.005mol/L)]:量取2.8ml浓硫酸加入水中,并稀释至1L。临用时再稀释10倍。
2.2酒石酸钾钠溶液(500g/L):称取50g酒石酸钾钠(KnaC4H4O6·4H2O)溶于100ml水中,煮沸,使约减少20ml为止,冷却后,再用水稀释至100ml。
2.3纳氏试剂:称取17g二氯化汞(HgCl2)溶解300ml水中,另称取35g碘化钾(KI)溶解在100ml水中,然后将二氯化汞溶液缓慢加入到碘化钾溶液中,直至形成红色沉淀不溶为止。再加入600ml氢氧化钠溶液(200g/L)及剩余的二氯化汞溶液。将此溶液静置1~2天,使红色混浊物下沉,将上清液移入棕色瓶中,(或用 5#玻璃砂芯漏斗过滤),用橡皮塞塞紧保存备用。此试剂几乎无色。(纳氏试剂毒性较大,取用时必须十分小习,接触到皮肤时,应立即用水冲洗;含纳氏试剂的废液,应集中处理,处理方法见附录B)。
2.4氨标准溶液
2.4.1标准贮备液:称取0.3142g经105℃干燥1h的氯化铵(NH4Cl),用少量水溶解,移入100ml容量瓶中,用吸收液(见2.1)稀释至刻度。此溶液1.00ml含1.00μg氨。
2.4.2标准工作液:临用时,将标准贮备液(见2.4.1)用吸收液稀释成1.00ml含2.00μg氨。
3 仪器设备
3.1大型气泡吸收管:有10ml刻度线,见靛酚蓝分光光度法图1。
3.2空气采样器:流蛳范围0~2L/min,流量稳定。使用前后,用皂膜流量计校准采样系统的流量,误差应小于±5%。
3.3具塞比色管:10ml。
3.4分光光度计:可测波长为45nm,狭缝小于20nm。
4 采样
用一个内装10ml吸收液的大型气泡吸收管,以0.5L/min流量,采气5L,及时记录采样点的温度及大气压力。采样后,样品在室温下保存,于24h内分析。
5 分析步骤
5.1标准曲线的绘制
取10ml具塞比色管7支,按表1制备标准系列管。
表1 氨标准系列
管号
0
1
2
3
4
5
6
标准工作液
(3.4.2),ml
吸收液(3.1),ml
氨含量μg
1.00
10.00
0
1.00
9.00
2.00
2.00
8.00
4.00
4.00
6.00
8.00
6.00
4.00
12.00
8.00
2.00
16.00
10.00
0
20.00
在各管中加入0.1ml酒石酸钾钠溶液,再加入0.5ml纳氏试剂,混匀,室温下放置10min。用1cm比色皿,于波长425nm处,以水作参比,测定吸光度。以氨含量(μg)作横座标,吸光度为纵座标,绘制标准曲线,并用最小二乘法计算标准曲线的斜率、截距及回归方程(1)。
Y=bX+a…………………………………………(1)
式中:Y――标准溶液的吸光度;
X――氨含量,μg;
a――回归方程式的截距;
b――回归方程式斜率,吸光度/μg。
标准曲线斜率b应为0.014±0.002吸光度/μg氨。以斜率的倒数作为样品测定时的计算因子(Bs)。
5.2样品测定
将样品溶液转入具塞比色管中,用少量的水洗吸收管,合并,使总体积为10ml。再按制备校准曲线的操作步骤测定样品的吸光度。在每批样品测定的同时,用10ml未采样的吸收液作试剂空白测定。如果样品溶液吸光度超过标准曲线范围,则可用试剂空白稀释样品显色液后再分析。计算样品浓度时,要考虑样品溶液的稀释倍数。
6 结果计算
6.1将采样体积按公式(2)换算成标准状态下的采样体积:
V0=Vt×T0/(273+t)×P/P0………………………………(2)
式中:V0――标准状态下的采样体积,L;
Vt――采样体积,由采样流量乘以采样时间而得,L;
T0――标准状态下的绝对温度,273K;
P0――标准状态下的大气压力,101.3kPa;
P――采样时的大气压力,kPa;
t――采样时的空气温度,℃。
6.2空气中氨浓度按公式(3)计算:
C(NH3)=(A-A0)Bs/V0……………………………………(3)
式中:C――空气中氨浓度,mg/m3
A――样品溶液的吸光度;
A0――空白溶液的吸光度;
Bs――计算因子,μg/吸光度;
V0――标准状态下的采样体积,L。
7 测定范围、精密度和准确度
7.1测定范围
测定范围为10ml样品溶液中含2~20μg氨。按本法规定的条件采样10min,样品可测浓度范围为0.4~4mg/m3
7.2灵敏度
10ml吸收液中含有2μg的氨应有0.027±0.002吸光度。
7.3检测下限
检则下限为2μg/10ml,若采样体积为5L时,最低检出浓度为0.4mg/m3
7.4干扰和排除
对已知的各种干扰物,本法已采取有效措施进行排除,常见的Ca2+、Mg2+、Fe3+、Mn2+、Al3+等多种离子低于10μg不干扰。H2S的允许量为5μg,甲醛为2μg,丙酮和芳香胺也有干扰,但样品中少见。
7.5方法的精密度
当样品中氨含量为6.5,10.0,15.0μg时,其变异系数分别为8.4%,5.9%,3.9%,平均相对偏差为6.3%。
7.6方法的准确度
样品溶液加入2.0,5.0,10.0μg的氨时,其回收率为95.2~111.8%,平均回收率为101.8%。
附录A
无氨蒸馏水的制备
于普通蒸馏水中,加少量的高锰酸钾至浅紫红色,再加少量氢氧化钠至呈碱性。蒸馏,取其中间蒸馏部分的水,加少量硫酸溶液呈微酸性,再蒸馏一次。
附录B
含汞废液的处理方法
为了避免含汞废液造成对环境的污染,应将废液中的汞进行处理。方法是:将废液收集在塑料桶中,当废水容量达到20L左右时,以曝气方式混匀废液,同时加入50ml4氢氧化钠(400g/L)溶液,再加入50g硫化钠(Na2S·9H2O),10min后,慢慢加入200ml市售过氧化氢,静置24h后,抽取上清液弃去。
中国预防医学科学院环境卫生监测所信息室