★ 空气理化检验实验指导 ★

实验一  空气中粉尘浓度的测定

一、总粉尘浓度的测定

（滤膜质量法)

（一)实验目的

掌握滤膜质量法测定总粉尘浓度的基本原理和方法；熟悉粉尘采样器的使用方法；了解测定粉尘浓度的卫生学意义。

（二)实验原理

采集一定体积的含尘空气，将粉尘阻留在已知质量的聚氯乙烯纤维滤膜上，由采样后滤膜的增量，计算单位体积空气中粉尘的质量（mg/m³)。

（三)仪器和试剂

粉尘采样器；聚氯乙烯纤维滤膜（40 mm)；滤膜夹；样品盒；镊子；分析天平；秒表；干燥器。

（四)实验步骤

1．滤膜准备  用镊子取下滤膜两面的夹衬纸，将滤膜放在分析天平上称量。

在衬纸上记录滤膜的编号和质量。打开滤膜夹，把称量后的滤膜，毛面向上，平铺在锥形环上，旋紧固定盖，务使滤膜无褶皱或裂隙。放入样品盒备用。

2．采样

（1)选择采样点：采样器架设于接尘作业人员经常活动的范围内，处于粉尘分布较均匀的呼吸带。有风流影响时，一般应选择在作业地点下风侧或回风侧；在移动的扬尘点，应位于作业人员活动中有代表性的地点，或架设于移动设备上。

（2)调节采样流量：先用一个装有滤膜（未称量滤膜即可)的滤膜夹装入采样头中，旋紧后，开动采样器，并调节气体流量至需要值（15～30 L/min)。用手掌堵住采样头进气口，在采样条件下检查有无漏气，如流量计的转子回到静止状态，表示无漏气。

（3)采样：换上已准备好的滤膜夹，使滤膜受尘面迎向含尘气流，若含尘气流中有飞溅的泥浆、砂粒，对样品有污染时，可将受尘面侧向含尘气流。在已调节好的流量下采样，记录滤膜编号、采样时间、气体流量和采样点生产工作情况。

根据采样点粉尘浓度的估计值及滤膜上所需粉尘增量（直径40 mm的滤膜，增量为1~20mg)确定采样时间，但一般不得小于10 min，当粉尘浓度高于10 mg/m³时，采气量不得少于0.2 m³；低于2 mg/m³时，采气量应为0.5～1 m³。

采样结束后，用镊子取下滤膜，将受尘面向内折叠几次，用衬纸包好，贮于样品盒中，带回实验室。

（4)称量：一般情况下，已采样滤膜可直接称量。如果采样现场空气的相对湿度在90%以上或有水雾，应将滤膜放在干燥器中2 h后称量，然后再放入干燥器中30 min，再次称量。当相邻两次的称量结果之差小于0.3 mg时，取其最小值计算。

（五)计算

式中，c为空气中粉尘浓度，mg/m³；m₁为采样前滤膜质量，mg；m₂为采样后滤膜质量，mg；V₀为换算成标准状态下的采样体积，L。

（六)注意事项

1．滤膜的增量应控制在1～20 mg，最好在10 mg左右。如果小于1 mg，则称量误差大；如果大于20 mg，则尘粒在采样过程中可能脱落，采样误差增大。滤膜的增量超出此范围时，应重新采样。

2．用滤膜采集的样品可用于粉尘分散度或粉尘中游离二氧化硅的测定。

3．由于聚氯乙烯纤维滤膜不耐高温，所以使用现场温度不能高于55℃时。

4．采样现场空气中有油雾时，可用石油醚或航空汽油浸洗滤膜，晾干后再称量。

5．当用直径75 mm的滤膜采样时，应将其折叠成漏斗状装入滤膜夹采样；采样流量为40～80 www.med126.com/shouyi/L/min；采样前后滤膜增量可多于20 mg。

（七)思考题

1．在什么条件下，已采样滤膜需要进行干燥处理后才能称量?

2．用40 mm滤膜采样时，采样流量及采样前后滤膜的增量有什么要求?

二、呼吸性粉尘浓度测定方法

（一)实验目的

掌握呼吸性粉尘浓度的测定方法和原理；熟悉实验所用器材和步骤；了解测定呼吸性粉尘浓度的卫生学意义。

（二)实验原理

在采样器的入口处加一粒径分离切割器，使一定体积的含尘空气通过径分离切割器分级后，将呼吸性粉尘阻留在已知质量的滤膜上，根据采样前后滤膜的增量和采样体积，计算空气中呼吸性粉尘的浓度（mg/m³)。

（三)仪器和试剂

呼吸性粉尘采样器；聚氯乙烯纤维滤膜（40 mm)；滤膜夹；样品盒；镊子；分析天平；秒表；干燥器；硅油。

（四)实验步骤

1．滤膜的准备  用镊子取下滤膜两面的衬纸，置于天平上称量，记录初始质量，然后将滤膜装入滤膜夹中，确认滤膜无褶皱或裂隙后，放入带编号的样品盒中备用。

如果用冲击式呼吸性粉尘采样器（T.R粉尘采样器)，需将硅油或粘着剂涂在冲击片上，涂片时要均匀，不宜过多，以5～8 mg为宜。涂后在天平上称量，记录初始质量，然后将冲击片编号，放在存储盒中备用。

2．采样

（1)选择采样点：同总粉尘采样。

（2)选择采样开机时间：连续性产尘作业点，应在作业开始30 min后开机采样，非连续性产尘作业点，应在工人工作时开机采样。

（3)调节采样流量：先将一个装有滤膜的滤膜夹装入采样头，拧紧，开动采样器，调节流量至20 L/min。

（4)采样：换上已准备好的滤膜夹，将滤膜受尘面迎向含尘气流，若生产中遇有飞溅的泥浆、砂粒对样品产生污染，可将滤膜受尘面侧向含尘气流。

（5)采样时间：根据测尘点粉尘浓度的估计值和滤膜上采集粉尘的量（1～10 mg)[wfh1] 确定采样的持续时间，采样时间不应少于10 min。

（6)采样结束后，取出滤膜，将滤膜受尘面向内折叠几次，用衬纸包好，放入样品盒中，带回实验室。记录滤膜编号、采样时间和采样点生产工作情况。

（7)称量：一般情况下，采样后的滤膜不需干燥处理，可直接在天平上称量。如果采样现场的相对湿度在90%以上时，应将滤膜放在干燥器内干燥2 h（如滤膜上有雾滴存在，应在干燥器内干燥12 h)后称量，然后放入干燥器中干燥30 min，再次称量，。当相邻两次称量的质量差不超过0.3 mg时，取其最小值计算。

（五)计算

式中，R为呼吸性粉尘浓度，mg/m³；m₁为采样前滤膜的质量，mg；m₂为采样后滤膜的质量，mg；V₀为换算成标准状态下的采样体积，L。

（六)注意事项

1．滤膜的增量应控制在1～20 mg，最好在10 mg左右。如果小于1 mg，则称量误差大；如果大于20 mg，则尘粒在采样过程中可能脱落，采样误差增大。滤膜的增量超出此范围时，应重新采样。

2．在高温、可溶解滤膜的有机溶剂存在的环境下采样，可改用玻璃纤维滤膜。

（七)思考题

1．何谓呼吸性粉尘？

2．如何确定呼吸性粉尘采样开始的时间?

3．在空气湿度过大或有油雾存在的情况下，样品应如何处理？

实验二  粉尘分散度的测定

（滤膜溶解涂片法)

一、实验目的

掌握滤膜溶解涂片法测定粉尘分散度的原理和方法；熟悉目镜测微尺及物镜测微尺的使用方法；了解测定粉尘分散度的卫生学意义。

二、实验原理

用乙酸丁酯溶解采样后的滤膜，形成粉尘粒子的悬浮液，制成粉尘标本，在显微镜下测定粉尘粒子的大小（μm)，分组统计后计算其百分率。

三、仪器和试剂

小烧杯或小试管；小玻棒；玻璃滴管或吸管；载玻片；显微镜；目镜测微尺；物镜测微尺；乙酸丁酯。

四、实验步骤

1．制备粉尘标本　将采有粉尘的滤膜放入小烧杯或试管中，用吸管或滴管加入乙酸丁酯1～2 ml，用玻棒充分搅拌，制成均匀的粉尘悬浮液，立即用滴管吸取一滴置于载玻片上，均匀涂布，乙酸丁酯自然挥干后，形成透明膜。贴上标签，注明编号、采样地点、日期。

2．测定分散度

（1)选择光学条件：选择高倍物镜、10倍目镜配合测定，必要时选用油镜。

（2)标定目镜测微尺：将待标定的目镜测微尺放入目镜镜筒内，把物镜测微尺置于载物台上，先在低倍镜下找到物镜测微尺的刻度线，并移至视野中央，然后换成400～600倍放大倍率的高倍镜，调至刻度线清晰。移动载物台，使物镜测微尺的任一刻度线与目镜测微尺的任一刻度线相重合；然后找出两尺另外一条重合的刻度线，分别数出两条重合刻度线间物镜测微尺的刻度数和目镜测微尺的刻度数。

计算目镜测微尺每刻度的间距

式中，L为目镜测微尺每刻度间距，μm；a为物镜测微尺刻度数；b为目镜测微尺刻度数；10为物镜测微尺每刻度间距，μm。

（3)测定：取下物镜测微尺，换上已制好的粉尘标本，先用低倍镜找到粉尘粒子，移动标本片，使粉尘粒子依次进入视野范围，在标定目镜测微尺时所用的放大倍率下，测量粉尘粒子的大小。每个标本至少测量200个尘粒。按表9-1分组记录，算出百分数。

表9-1　粉尘分散度测量记录表

单位 采样地点  采样时间 滤膜编号.

测量者  

五、注意事项

1．所用器材在使用前必须擦洗干净，避免粉尘污染。已制好的粉尘标本应置于玻璃平皿内保存。

2．测定前，应检查所用滤膜被污染的情况。滤膜在采样前所含的尘粒数应不影响测定结果，否则不能使用。

3．如果粉尘标本尘粒过密而重叠，影响测量时，可向粉尘悬浮液中再加适量乙酸丁酯稀释，重新制作粉尘标本。

4．测定时，应选择粉尘标本中粉尘粒子分布较均匀的部位进行测量，以减少误差。

5．若待测粉尘可溶于有机溶剂，则不能用本法测定其分散度，应改用自然沉降法测定。

6．因为不同大小的尘粒，其焦距不在一个平面上，所以在测量过程中，要随时调节尘粒的焦距，保证测量结果的准确性。

六、思考题

1．若待测粉尘可溶于有机溶剂，则不能用滤膜溶解涂片法测定它的分散度，应改用自然沉降法测定。为什么？

2．为什么要在标定目镜测微尺时所用的放大倍率下测量粉尘粒子的大小？

3．沉降法比滤膜法能更真实地反映空气中沉粒的存在情况，为什么？

实验三  粉尘中游离二氧化硅的测定

（碱熔钼蓝分光光度法)

一、实验目的

掌握碱熔钼蓝分光光度法测定粉尘中游离二氧化硅的基本原理和方法；熟悉熔融法处理样品的方法；了解测定粉尘中游离二氧化硅的卫生学意义。

二、实验原理

将粉尘与混合熔剂（等量的碳酸氢钠与氯化钠)混匀，加热。270～300℃时，混合熔剂中的碳酸氢钠转变成碳酸钠；800～900℃时，碳酸钠与粉尘中硅酸盐不作用，选择性地熔融粉尘中的游离二氧化硅，生成可溶性硅酸钠。

在酸性条件下，硅酸钠与钼酸铵作用形成黄色硅钼酸铵配合物，遇还原剂后被还原成钼蓝。测定产物吸光度值，标准曲线法定量。

本方法的灵敏度：1 μg/5ml。

三、仪器和试剂

粉尘采样器；聚氯乙烯滤膜（40mm)；分光光度计；马弗炉；玛瑙研钵；镍坩埚；长、短坩埚钳；10 ml具塞比色管；长颈漏斗；50 ml容量瓶。

5 mol/L硫酸；0.5 mol/L硫酸；5%酒石酸溶液。

7.5%酸性钼酸铵溶液：用少量水溶解钼酸铵7.5 g，置于100 ml容量瓶中，加入5 mol/L硫酸32 ml，摇匀，冷却后，加水至刻度。

1%抗坏血酸溶液：临用前配制，或配好后冰箱内保存。

5%碳酸钠溶液：临用前配制，或配后贮于聚乙烯瓶中。

混合熔剂：将等量碳酸氢钠和氯化钠混匀，于玛瑙研钵中研成细末，并在100℃烘烤1h，稍冷后，贮于广口瓶中，置于干燥器中备用。

二氧化硅标准储备液：准确称取研细的石英粉0.0200 g置于镍坩埚中，加混合熔剂1g，混匀，振平，放到已亮红（800～900 ℃) 的马弗炉内加热，待混合物刚刚熔融且表面光滑如镜后，保持2 min，取出冷却。用20 ml 5%碳酸钠溶液分两次煮沸溶解熔块，用慢速定量滤纸将溶液趁热滤入装有14 ml 0.5mol/L硫酸溶液的100 ml容量瓶中。轻轻摇动使产生的二氧化碳逸出。坩埚再多次加水煮沸洗涤，洗液一并滤入容量瓶中，冷后，加水至刻度。贮于聚乙烯瓶中，冰箱内保存。此液1 ml相当于 0.2 mg SiO₂。

二氧化硅标准应用液: 准确移取二氧化硅标准贮备液10 ml于100 ml容量瓶中，用水稀释至刻度。此溶液1 ml相当于20 μg SiO₂。

四、实验步骤

1．采样 可用测粉尘浓度后的滤膜为样品；或用直径40 mm聚氯乙烯滤膜采尘1～20 mg。

2．样品处理

将采样并已称量的滤膜和一张空白滤膜分别置于已洗净、烘干的镍坩埚中，于电炉上低温炭化，然后置马弗炉中灰化。冷却后，各加入0.5 g混合熔剂，并使之与样品充分混匀，振平，放于已亮红的马弗炉中，待混合熔剂刚刚熔融且表面光滑如镜时，保持2 min，取出，冷却。

各加入5%碳酸钠溶液10 ml，煮沸，使熔块溶解。用慢速定量滤纸将溶液过滤于盛有7 ml 0.5 mol/L硫酸溶液的50 ml容量瓶中，轻轻摇动使CO₂ 逸出。坩埚经多次加水煮沸洗涤，洗液并入容量瓶中，冷却后，用水稀释至刻度。分别为样品溶液和空白溶液。

3．测定分别取空白溶液、样品溶液各1.00 ml置于10 ml比色管中，加水3.00 ml，混匀，待测定。按表9-2配制二氧化硅标准系列：

表9-2  二氧化硅标准系列

向空白管、样品管和标准系列管分别加入7.5 %酸性钼酸铵0.1 ml,混匀。5 min后，加5%酒石酸溶液1 ml，摇匀,再加1%抗坏血酸溶液0.1 ml,混匀。放置20 min。在680 nm波长下测定各溶液的吸光度，用标准曲线法定量。

五、计算

式中，c为粉尘中游离二氧化硅的含量，%；a为样品管中二氧化硅的含量，mg；b为空白管中二氧化硅的含量，mg；m为分析用粉尘量，mg。

六、注意事项

1．高温下碳酸氢钠逐渐变成碳酸钠，而碳酸钠选择性的熔融游离二氧化硅生成硅酸钠（Na₂SiO₃)，如果熔融时间过长，碳酸钠可进一步熔融粉尘中的硅酸盐。因此，熔融时间必须严格控制，从混合物刚刚熔融且表面光滑如镜起，再灼烧2 min，这是保证测定结果准确的重要步骤。混合熔剂中的氯化钠为助熔剂。

2．加5%碳酸钠溶液溶解硅酸钠熔块，可防止硅酸钠水解形成胶体。

3．如果粉尘中游离SiO₂ 含量低，而一次采样的滤膜增重不够时，可将一个采样点多个采样滤膜加在一起测定，粉尘总量为它们质量的总和。

4．使用镍坩埚对测定结果有一定影响，而且每次空白测定的结果可能不同。因此，每次实验都要作空白实验。

5．本方法适用于含硅酸盐少的样品，如果样品中硅酸盐含量较多，本法的测定结果可能比焦磷酸重量法偏高。如有条件，样品可用焦磷酸或氟硼酸预处理，先除去样品中的硅酸盐或可溶性硅酸盐，再按本方法操作。

七、思考题

1．空白试验有何意义？

2．在马弗炉中加热时，混合熔剂熔融且表面光滑如镜状态应保持2 min，时间不能缩短，也不能延长。为什么？

实验四 流量计的校正

一、实验目的

掌握流量计校正的基本原理和实验操作方法；掌握流量计校正曲线的绘制方法和使用方法；熟悉流量计的基本结构。

二、实验原理

气体流量计读数的准确性直接影响采样体积值，影响检验结果的准确性。采样前必须对气体流量计的刻度进行校正。

1．体积较小的皂膜流量计可用称重法校正。向皂膜流量计中加水，称量所加水的质量，结合水的密度，计算皂膜流量计两刻度间的体积值。

2．将湿式流量计与贮水瓶、容量瓶相连，从贮水瓶向容量瓶中放水，将等量的空气吸入湿式流量计，利用容量瓶的准确容积值校正湿式流量计刻度值。

3．用皂膜流量计或者湿式流量计作为校正流量计，与被校正的流量计连接，抽气，相同量的气体流经校正和被校正的流量计后，利用校正流量计的准确读数，计算被校正流量计的流量。

三、仪器和试剂

皂膜流量计；湿式流量计（装有温度计和开口气压计)；转子流量计；孔口流量计；分析天平；容量瓶（2 000 ml，体积已校准)；贮水器（10 L，带下口的玻璃瓶)；温度计（0～100℃)；气压计（水柱)；水饱和器；秒表；缓冲瓶；三通管，大气压力计。

四、实验步骤

（一)皂膜流量计的校正

将待校正的皂膜流量计洗净，在玻璃管下口和下支管上各套上一根橡皮管，用螺旋夹夹住，注水至上体积刻度（注意排气泡)，静止一段时间，使水温与室温一致。将洁净的磨口具塞锥形瓶（体积比皂膜流量计上、下体积刻度之间的体积稍大)外部擦干，放在分析天平上称量（准确至0.01 g)。打开下口螺旋夹，放水于已称量的锥形瓶中，至下体积刻度。将已放入水的锥形瓶，立即盖塞，精确称量，同时记录水温（t℃)。

计算被校正的两体积刻度间的体积（V)

式中，m₂为水+锥形瓶的质量，g；m₁为锥形瓶的质量，g；r_t为t℃时水的密度，g/ml。

也可以用已校正过的滴定管加水到皂膜流量计中，利用滴定管的体积校准流量计的刻度值。体积大的皂膜流量计可以用校正过的容器直接量取水的体积来测定两刻度间的体积，不必用称量法测量。

一般校正三次，取平均值。将校正后的体积值和校正时的温度标记在流量计的外壁上。

（二)湿式流量计的校准

按照图4-19连接校正装置。调节流量计水平螺丝，使其呈水平状态；从加水漏斗向流量计内加水至液面与水位口相平，堵塞加水口；移动刻度标尺或向开口气压计中加水，调节湿式流量计上气压计的零点；先不连接水饱和器，向贮水瓶中加满水（放置约24h，使水温与室温平衡)。松开贮水瓶放水管上的螺丝夹，以约2 000 ml/min的速度放水，如果流量计上气压计的读数＜98 Pa，表明湿式流量计处于正常状态，否则说明流量计发生故障。连接水饱和器，放水2 L，用螺丝夹夹住放水管。

记录流量计刻度盘上的开始体积刻度（V₁)；松开放水管螺丝夹，向 2 000 ml洁净、干燥的容量瓶中放水；当水流动时，记录流量计上气压计的读数（DP_m)、流量计温度（T_m)、贮水器温度（T_r)、水饱和器气压计的读数（DP_s)和大气压力（P_b)；当容量瓶中的水位达到刻度时，夹住螺丝夹，停止放水，记录流量计刻度盘上的最后体积刻度（V₂)。分别计算流量计刻度盘两标示体积之差（V_m)和从进气管进入流量计的气体体积（V_c)。

分段校正，每段重复以上操作三次，取平均值作为的校准值，并用下式计算相对误差。

式中，E_r为相对误差；为流量计刻度盘上标示体积之差的平均值，L；为校准值的平均值，L。

相对误差不应大于1%，否则应检查校准装置的气密性；或校准容量瓶的体积后，重新校准。如果仍不符合要求，则应重新调节流量计。

实际使用时，指针可能停在任一刻度，所以，不仅要校正湿式流量计一圈的校正值，还应校正分段刻度甚至每一刻度。

（三)用皂膜流量计校正转子流量计

1．加肥皂液于皂膜流量计橡皮球中，加至液面稍低于气体入口支管处，捏动橡皮球产生皂膜，湿润管壁至皂膜能顺利沿管壁上升。

2．无气体通过时标记转子的零点刻度。

3．连通气路，利用三通管夹，调节气流速度，使转子流量计的转子上升并停留在某一高度。然后捏动橡皮球，使肥皂液面上升，接触进入的气流，产生皂膜。

气流推动一个皂膜徐徐上升，用秒表记录皂膜通过皂膜流量计上下两刻度间的时间。重复测定3次，并将转子上升高度和时间填入表9-3。计算转子所在高度时转子流量计相应的流量（L/min)。依次调节气流，使转子停留在其它高度，测定、计算相应的流量。

表9-3　转子流量计校正记录表

皂膜流量计体积：  L；室温： ℃；大气压：kPa

4．以转子上升高度为纵坐标，流量为横坐标，绘制转子高度对流量（均值)的校正曲线。

从校正曲线上查出流量整数值所对应的转子上升高度，绘制转子流量计的流量标尺，将标尺零点与流量计的零点对齐，把标尺贴在校正转子流量计原刻度旁，并注明校正时的气温和气压。

校正时输入气流的设备可以是空气压缩机，也可以是钢瓶压缩气。根据转子流量计所需要的流量，选择不同测量范围的皂膜流量计。

（四)用湿式流量计校正孔口流量计

1．向孔口流量计U型管中加入有色液体，液面至下球部三分之二处。

2．在孔口流量计出气口一侧的竖管旁贴上坐标纸，记录液面位置（0刻度)。

3．按照抽气机、缓冲瓶、三通管、被校正流量计、湿式流量计顺序依次连接各仪器，安装好校正装置。

4．松开三通管螺旋，开动抽气机；再缓慢调节三通管螺旋夹，使孔口流量计的液面上升到一定高度，记录湿式流量计指针起始读数、终止读数和所对应的时间，分别填入表9-4。重复测定3次，取均值计算出孔口流量计液柱高度所代表的气体流量。

表9-4　孔口流量计校正记录表

湿式流量计转盘刻度校正值：1圈 L；室温：  ℃；大气压：  kPa

5．按“4”操作，调节液柱至其它高度进行校正。

6．以液柱高度为纵坐标，流量为横坐标，绘制液柱高度对流量（均值)的校准曲线。由校准曲线查出不同液柱高度时的气体流量速，制备成标尺贴在孔口流量计上备用。

五、注意事项

1．对于初次使用，或者使用了一段时间，或者更换了流量计的转子、更换了流量计的溶液时，都应进行校正。

2．湿式流量计刻度值反映的是通过气体的体积值，不是流量，所以，校正时不需要记录时间，只需要检查流过气体的准确体积值与其两刻度差值的一致性。

3．流量计的校正曲线不能在其它流量计间通用。若已校的流量计条件变化，原来的校正曲线也不能再用，必须重新校正。

4．用湿式流量计做校正流量计时，必须注意校正范围。由于进气管内径不同，不同的湿式流量计的最大流量限额不一样，因此，校正范围也不相同。盘面最大刻度为10 L的湿式流量计，其最大流量限额为25 L/min；5 L的则为12.5 L/min。

5．用容量瓶校准湿式流量计时，必须先放水排尽下口瓶至导气管的出水口管路中的气体。

六、思考题

1．用容量瓶校准湿式流量计时，必须先放水排尽下口瓶至导气管的出水口管路中的气体。为什么？

2．流量计的校正曲线为什么不能通用？

实验五  空气中锰的测定

（磷酸‑高碘酸钾氧化法)

一、实验目的

掌握用高碘酸钾氧化法测定空气中锰的原理和方法；熟悉滤纸阻留法采集空气中的锰及其化合物的采样方法。

二、实验原理

以超细玻璃纤维滤纸阻留法采集空气中的锰及其化合物，样品经焦磷酸溶解后，在酸性介质中，锰及氧化锰被高碘酸钾氧化成紫红色的高锰酸盐，于波长530 nm下测吸光度，标准曲线法定量。

该法的检测下限为3 mg/10ml。

三、仪器和试剂

粉尘采样器；采样夹；分光光度计；超细玻璃纤维滤纸；容量瓶；10ml、25 ml具塞比色管。

浓磷酸；16%磷酸；高碘酸钾；硝酸铵。

二氧化锰标准贮备液：将硫酸锰（MnSO₄·nH₂O)于280℃高温电炉中烘烤1 h令其失去结晶水，取出，稍冷后于干燥器中冷却。称取0.1737g硫酸锰（MnSO₄)，用少量16%磷酸溶液溶解后，转入1000 ml 容量瓶中，用16%磷酸溶液定容。此溶液为1 ml相当于0.1 mg二氧化锰；

二氧化锰标准使用液：准确移取二氧化锰标准贮备液30 ml于100 ml容量瓶中，用16%磷酸溶液稀释至刻度。此溶液1 ml相当于30 mg二氧化锰。

四、实验步骤

1．采样　以超细玻璃纤维滤纸为采样滤料，用粉尘采样器以10 L/min的流量采集100 L空气。用镊子取下滤料，将其尘面向内对折几次，保存在样品盒中，带回实验室。记录采样点气温和气压。

2．样品处理　将采样后的超细玻璃纤维滤纸置于50 ml烧杯中，加入4 ml浓磷酸，于电炉上缓慢加热（约250℃)，使玻璃纤维滤纸溶解，取下放冷。若溶液呈黑褐色，可加少量硝酸铵，在电炉上缓慢加热至黄色气体消失。冷至室温，加水15 ml，急剧搅拌稀释后，再放在电炉上加热近沸，趁热过滤到25 ml比色管中，用少量水洗涤烧杯，合并滤液，定容至25 ml，摇匀。取10.00 ml滤液于10 ml比色管中待用。同时取一张未采过样的超细玻璃纤维滤纸做空白平行实验。

3．测定  按表9-5配制标准系列溶液。

表9-5 二氧化锰标准系列

向样品管、空白管和标准系列各管中分别加入0.2 g高碘酸钾，于沸水浴中加热20 min，取出冷却后，于530 nm波长下，以试剂空白为参比，测定吸光度，标准曲线法计算样品和空白溶液中锰的量。

五、计算

按下式计算空气中锰的浓度：

式中，c为空气中锰及氧化锰的浓度（换算成二氧化锰)，mg/m³；a为所取样品溶液中二氧化锰的浓度，mg/10ml；V₀为标准状况下的采样体积)，L；2.5为样品溶液总量与测定时所取溶液量的比值。

六、注意事项

1．用磷酸溶解样品时，必须缓慢加热（约250℃)使磷酸脱水成焦磷酸，溶解玻璃纤维滤纸，溶解后立即取下放冷。若加热时间过长、温度过高，溶液产生胶态和浑浊的可能性增加。

2．若样品中含锰较多，用磷酸溶解时可能出现紫红色，但不影响测定。测定时，可减少样品的用量。

3．沸水浴中加热20 min显色完全，并可稳定2 h。[wfh2] 

七、思考题

1．用磷酸溶解样品时，必须控制加热温度和加热时间，为什么？

2．实验中加入硝酸铵的作用是什么？

3．在530nm也有吸收，干扰测定，如何消除？

实验六  空气中二氧化硫的测定

（甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法)

一、实验目的

掌握盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定空气中二氧化硫的实验原理和方法；熟悉二氧化硫标准溶液配制和标定方法；了解本方法的主要影响因素和注意事项。

二、实验原理

空气中的二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟甲基磺酸。在碱性条件下，羟基甲基磺酸与盐酸副玫瑰苯胺反应，生成紫红色化合物。在577 nm测定吸光度，标准曲线法定量。

三、仪器和试剂

气体采样器（流量范围0～1 L)；多孔玻板吸收管（10 ml)；分光光度计；恒温水浴；10 ml具塞比色管。

碘化钾（固体)；1.5 mol/L氢氧化钠溶液；

0.050 mol/L环己二胺四乙酸二钠（CDTA-2Na)溶液：称取1.82 g反式-1,2-环己二胺四乙酸（CDTA)，加入6.5 ml 1.5mol/L氢氧化钠溶液，溶解后，用水稀释至100 ml；

吸收储备液：将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邻苯二甲酸氢钾（KHP)，溶于少量水中三种溶液混合，用水稀释至100 ml。贮于冰箱，可保存一年。

吸收液：将吸收储备液用水稀释100倍。临用前配制。

氨基磺酸钠溶液（6g/L)：称取0.60 g氨基磺酸（H2NSO3H)于烧杯中，加入1.5 mol/L氢氧化钠溶液4.0 ml，待溶解后，用水稀释至100 ml，摇匀。现用现配。

盐酸副玫瑰苯胺（PRA)储备液（2 g/L)其纯度应达到质量检验的指标。

盐酸副玫瑰苯胺应用液（0.5 g/L)：移取PRA储备液25.00 ml于100 ml容量瓶中，加85%的浓磷酸30 ml，浓盐酸12 ml，用水稀释至刻度，摇匀，放置过夜后使用。暗处保存。

碘储备溶液（c(1/2I₂)= 0.10 mol/L)：称取40 g碘化钾溶解于25 m1水中，再加入12.7 g碘，搅拌，待碘完全溶解后，用水稀释至1 000 ml。储存于棕色细口瓶中。

碘应用液（c(1/2I₂)=0.050 mol/L)：量取碘储备溶液250 ml用水稀释至500 ml。储存于棕色细口瓶中。

淀粉溶液（5 g/L)：称取0.5 g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，缓慢倒入100 ml沸水中，继续煮沸直至溶液澄清透明，冷却后储于试剂瓶中。临用现配。

碘酸钾标准溶液（c(1/6KIO₃)= 0.1000 mol/L)：称取3.5667 g碘酸钾（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，用水稀释至刻度，摇匀。

硫代硫酸钠储备液（c(Na₂S₂O₃)= 0.1 mol/L)：称取25.0 g硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃·5H₂O)溶解于新煮沸并冷却的水中，加入0.2 g无水碳酸钠，用水稀释至1 000 ml。贮于棕色瓶中，放置一周后，标定其浓度。如溶液出现混浊，应过滤后标定。

硫代硫酸钠标准溶液（c(Na₂S₂O₃)= 0.05 mol/L)：取250 ml硫代硫酸钠储备液于500 ml容量瓶中，用新煮沸并冷却的水稀释至刻度，摇匀。此溶液不稳定，必须在临用前新配。

标定方法：移取0.1000 moL/L碘酸钾标准溶液10.00 ml，于250 ml碘量瓶中，加入75 ml新煮沸并冷却的水，再加入1 g碘化钾，振摇至完全溶解后，加入（1 + 9)盐酸溶液10 ml，立即盖好瓶塞，摇匀。于暗处放置5 min。用硫代硫酸钠溶液滴定至淡黄色，加入2 ml淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚刚消失即为终点。记录硫代硫酸钠溶液的用量（V，ml)。平行滴定三次，平行滴定所用硫代硫酸钠溶液的体积之差不应超过0.04 m1，取其平均值用下式计算硫代硫酸钠标准溶液的浓度：

式中，c为硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；V为滴定时，消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml；

EDTA-2Na溶液（0.5 g/L)：称取0.25 g Na₂EDTA·2H₂O，溶于500 ml新煮沸并冷却的水中。使用时现配。

二氧化硫标准溶液：称取0.20 g亚硫酸钠（Na₂SO₃)，溶解于200 mlEDTA-2Na溶液中，缓缓摇匀以防充氧，此溶液1 ml相当于320～400 µg 二氧化硫。放置2～3 h后用碘量法标定其浓度。

标定方法：移取上述亚硫酸钠溶液20.00 ml于250 ml碘量瓶中，加入50 ml新煮沸并冷却的水，20.00 ml碘应用液以及1 ml冰乙酸，盖塞，摇匀，于暗处放置5 min，用硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色，加入2 m1 淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚刚消失即为终点。记录硫代硫酸钠标准溶液的用量。

另取配制亚硫酸钠溶液所用的EDTA-2Na溶液20.00 ml，同时进行空白滴定。

平行滴定三次，平行滴定所用硫代硫酸钠溶液的体积之差不应超过0.04 m1，取其平均值用下式计算二氧化硫的浓度：

式中：c为二氧化硫标准溶液的浓度，mg/ml；V₁为标准溶液滴定所用硫代硫酸钠溶液的体积，ml；V₀为空白滴定所用硫代硫酸钠溶液的体积，ml；c(Na₂S₂O₃)为硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；20.00为亚硫酸钠标准溶液的体积，ml；32.02二氧化硫（1/2SO₂)的摩尔质量，g/mol。

标定后，立即用吸收液稀释成每毫升含10.00 µg 的二氧化硫标准储备液，储存于冰箱中，可保存三个月。使用时，再用吸收液稀释为每毫升含1.00 µg二氧化硫的标准使用液，此溶液保存在冰箱中，可稳定一个月。

四、实验步骤

1．采样  根据空气中二氧化硫浓度的高低，采用内装10.00 ml吸收液的U型多孔玻板吸收管，以0.5 L/min的流量采样。记录采样时的气温和气压。

2．样品处理  将采样后的吸收液放置20 min ，然后全部转入10 m1比色管中，用少量吸收液洗涤吸收管，合并洗液于比色管中，并用吸收液稀释至刻度，此为样品液。

3．测定  按表9-6配制标准系列溶液。

表9-6  SO₂标准系列

向样品管、标准系列管中各加入6.0 g/L氨基磺酸钠溶液0.5 ml和1.50 mol/L氢氧化钠溶液0.5 ml，混匀，放置l0 min。另取7支试管或比色管，各加入0.5 g/L PRA溶液1.00 ml，将样品和标准系列管中的溶液分别倒入盛有PRA溶液的管中，立即具塞摇匀，放人恒温水浴中显色。显色温度与室温之差应控制在3℃之内。根据具体情况按表9-7选择显色温度和显色时间。

表9-7  盐酸副玫瑰苯胺法的显色温度与显色时间

在波长557 nm下，以水为参比，测定吸光度。以标准系列管吸光度值对二氧化硫含量（µg)绘制标准曲线或计算回归方程。将测得样品管吸光度值，查标准曲线或代入回归方程，即得样品溶液中二氧化硫含量（µg)。

五、计算

式中，c为空气中二氧化硫的浓度，mg/m³；a为样品溶液管中二氧化硫的含量，µg；V₀为换算成标准状况下的采样体积，L。

六、注意事项

1．样品的采集、运输和保存过程中应避光。采样时吸收液的温度应保持在23～29℃，否则，采样效率会降低。

2．显色温度、显色时间的选择及操作时间的掌握是本实验成败的关键。应根据实验室条件、不同季节的室温选择适当的显色温度和显色时间，并在颜色稳定时间内测定吸光度，以免测定结果偏低。

3．显色反应需在酸性溶液中进行，故应将样品管和标准系列管倒入PRA溶液中（强酸性)。

4．主要干扰物为氮氧化物、臭氧及某些重金属元素。加入氨基磺酸钠可消除氮氧化物的干扰；采样后放置一段时间，可使臭氧分解；加入EDTA-2Na可消除或减少某些重金属离子的干扰。消除氮氧化物的干扰，只能用氨基磺酸 ，不能用氨基磺酸或氨基磺酸铵，否则影响反应的进行。

5．PRA纯度对试剂空白液的吸光度影响很大。

6．六价铬能使化合物的紫红色褪去，使测定结果偏低，故应避免用铬酸洗液洗涤玻璃仪器。

7．盐酸副玫瑰苯胺不易溶于水，应先研细后，再用盐酸溶解。配制的溶液应放置3天，达到稳定状态后使用。

8．盐酸副玫瑰苯胺溶液的浓度对显色有影响。若空白管的颜色较深，可适当降低所配盐酸副玫瑰苯胺溶液的浓度。一般应控制空白管的吸光度值在0.170以下。

9．盐酸副玫瑰苯胺溶液中的盐酸用量对显色也有影响。若盐酸过多，则显色减弱；若盐酸过少，则显色增强，但空白显色也增强。因此，应考虑既有足够的灵敏度，又有较低的空白值，盐酸溶液的浓度选用1 moL/L较为合适。

10．甲醛浓度对显色有影响。甲醛溶液浓度过高，空白值增加，浓度过低，显色时间延长，选用0.2％甲醛溶液较为合适。配制甲醛溶液时，可直接用36％～38％甲醛的上层清液加蒸馏水稀释，不需要标定。

11．用过的比色皿及比色管应及时用稀酸洗涤，否则红色很难洗净。

七、思考题

1．为什么说显色温度、显色时间的选择及操作时间的掌握是本实验成败的关键？

2．为什么操作过程中要将样品溶液或标准系列溶液倒入PRA溶液中？

3．采样完毕后，为什么要放置20 min？

4. 只能用氨基黄酸钠来消除氮氧化物的干扰，为什么？

实验七 空气中氮氧化物的测定

一、盐酸萘乙二胺分光光度法

（一)实验目的

掌握空气中氮氧化物的测定原理；熟悉采样方法、样品的处理、测定和仪器的使用方法；了解各种试剂的配制方法。

（二)实验原理

空气中的氮氧化物经三氧化铬氧化生成二氧化氮，二氧化氮被吸收液吸收后形成亚硝酸和硝酸，其中亚硝酸与吸收液中的对氨基苯磺酸进行重氮化反应，再与盐酸萘乙二胺发生偶合反应，生成玫瑰红色偶氮化合物，于540 nm处测定吸光度，标准曲线法定量。

用两只吸收管采样，一只带氧化管，空气通过氧化管显色测定，测得一氧化氮和二氧化氮总浓度，另一只不带氧化管，空气不通过氧化管显色测定，只测得二氧化氮浓度，两管测得的浓度之差为一氧化氮浓度。

（三)仪器和试剂

多孔玻板吸收管；空气采样器：流量范围0~3 L/min；双球形氧化管：球内径为15 mm，内装约8 g三氧化铬－石英砂，两端用玻璃棉塞紧；分光光度计；10 ml具塞比色管。

冰乙酸，GR；NaNO₂，GR；

三氧化铬-石英砂的制备：筛取20～30目石英砂，用（1+2)盐酸溶液浸泡一夜，水洗至中性，并于105℃烘干。称取5 g三氧化铬，加入2 ml水，调成糊状，再加入95 g处理后的砂子，搅拌均匀。除去多余的溶液，在红外灯下烤干，颜色应为暗红色，置于瓶内备用。

吸收液：50 ml冰乙酸与900 ml水混合均匀，加入5.0 g对氨基苯磺酸，搅拌至溶解，再加入0.05 g盐酸萘乙二胺，用水稀释至1000 ml。此为贮备液，装于棕色瓶中，于冰箱内可保存一个月。贮备液∶水 = 4∶1，混匀，即为应用液，临用前配制。

氮氧化物标准溶液：将亚硝酸钠于105℃干燥2 h，称取0.1500 g，溶于水，定量转移入1000 ml容量瓶中，稀释至刻度。此液为0.10 mg/ml（以计)标准贮备液。置于冰箱内可保存1个月。临用前，用水稀释成5.0 mg/ml氧化氮标准溶液。或用国家认可的标准溶液配制。

（四)实验步骤

1．采样  将两支各装有5.00ml吸收液的多孔玻板吸收管平行放置，一支进气口接氧化管，并使管口略微向下倾斜；另一支不接氧化管。各以0.3 L/min流量采集空气样品，直至吸收液呈现淡红色。如不显色，则采气量不得少于5 L。记录采样时间、气温和气压。

同时做采样空白。

2．样品处理  用采过样的吸收管中的吸收液洗涤进气管内壁3次，放置15 min，供测定。

3．测定　按表9-8配制标准系列溶液。

表9-8 氮氧化物标准系列

混匀，室温放置15 min。在波长540 nm处分别测定样品、空白和标准系列溶液的吸光度，以标准系列溶液的吸光度值对氧化氮含量（www.med126.commg)绘制标准曲线和进行线形回归。样品溶液的吸光度值减去空白溶液的吸光度值后，由标准曲线找出或由回归方程计算样品溶液中氮氧化物的含量mg)。

（五)计算

按下式计算空气中氮氧化物的浓度：

式中，c为空气中氮氧化物的浓度，mg/m³；m为测得样品溶液中氮氧化物的含量，mg；0.76为二氧化氮的转换系数；V_o为标准状况下的采样体积，L。

（六)注意事项

1．采样时，平行管的进气口必须尽量靠近、采样的开始时间和结束时间一致。样品的采集、运输和保存过程中避免阳光照射。

2．制备好的三氧化铬-石英砂应是松散的，若沾在一起，说明三氧化铬比例太大，可适当增加一些石英砂重新制备。

3．三氧化铬-石英砂氧化管适合在空气相对湿度30%～70%时使用，空气相对湿度较大时，因部分NO₂被氧化管吸附，使NO₂的回收率下降，应勤换氧化管；相对湿度较小时，可使氧化效率下降。所以，在氧化管装入氧化剂之后，用经过水面的潮湿空气通过氧化管，平衡1 h，然后放入相对湿度为50%左右的恒湿密闭容器中保存，备用。氧化管有一定有效期，当氧化剂因吸湿板结或部分变绿色（三氧化二铬是绿色)，应及时更换。

4．吸收液为无色，若呈现微红色，则说明吸收液吸收了空气中的NO₂或者水中有。吸收液在使用过程中应避免日光直接照射，日光照射也可使吸收液显色，要求用棕色瓶保存，采样时也尽量使用棕色采样管。用普通采样管时，则须用黑纸或黑布包住。

二、化学发光法

（一)实验目的

掌握化学发光法测定空气中氮氧化物的原理；熟悉氮氧化物分析仪的使用方法。

（二)实验原理

被测空气连续被抽入氮氧化物分析仪，其中的氧化氮经过NO₂-NO转化器后，以一氧化氮的形式进入反应室，再与臭氧发生气态氧化反应，产生激发态二氧化氮（NO₂^*)。NO₂^*返回基态时放出光子（hn)，光子通过滤光片，被光电倍增管接收并转变为电流，经放大后被测量。电流大小与一氧化氮浓度成正比。用二氧化氮标准气体标定仪器的刻度，即得知相当于二氧化氮量的氮氧化物（NO_x)的浓度。

测定时，当气样不经NO₂-NO转化器，而是由阻力管直接进入反应室，测得的是样品中一氧化氮的量。气样中二氧化氮的量等于氮氧化物的量减去一氧化氮的量。

（三)仪器和试剂

渗透管配制二氧化氮标准气体装置；氮氧化物分析仪。

标准气源：NO标准气体装在铝合金钢瓶中，浓度为6.7~13.4 mg/m³，用重量法标定，不确定度2%；或用二氧化氮渗透管，渗透率为0.1~2.0 mg/min，不确定度2%。

（四)实验步骤

1．采样  空气样品通过聚四氟乙烯管以1.0 L/min的流量被抽入仪器。

2．测定　按仪器说明书要求操作。

（1)启动前准备：电源开关置于“关”的位置，量程选择置于所需的量程档，测量选择置于“NO_x或NO”位置，采样三通阀置于“调零”位置。

（2)启动和调零：接通电源，调节臭氧化空气流量和采样流量至仪器规定值；使仪器稳定运转2 h，调“零点调节”电位器，使电表指零。

（3)校准：将进样三通阀旋至“校正”位置，将一氧化氮标准气体或二氧化氮标准气体经NO₂-NO转化器进入仪器，进行刻度校准。调“标度调节”电位器，使电表指示二氧化氮标准气浓度值。

（4)测量：将进样三通阀置于“测量”位置，样气通过聚四氟乙烯管被抽进仪器，即可读数。

（五)计算

1．读取记录器上任一时间的氧化氮（换算成NO₂)浓度，mg/m³。

2．将记录纸上的浓度和时间曲线进行积分计算，可得到氧化氮（换算成NO₂)的小时和日平均浓度，mg/m³。

（六)注意事项

1．NO-O₃化学发光反应产生一个600~3000 nm连续光谱，峰值波长为1200 nm。

2．采气流量和臭氧流量对信号值有一定的影响，随着采气流量的增加，信号值也随之增大，但在其流量为1.0~1.1 L/min时信号值开始平缓，应选择采气流量为1.0 L/min，臭氧流量为0.5 L/min。

3．为了提高仪器的灵敏度，采用半导体致冷器，以降低光电倍增管的暗电流和噪声。

（七)思考题

1．如果要对NO和NO₂分别测定，应如何采样？

2．为什么吸收管在采样、运输和保存过程中都应采用避光措施？

3. 在空气中氮氧化物测定的结果计算中，为什么要除以NO₂转换系数？什么情况下不需要除以NO₂转换系数？

4．简述化学发光法采样时，应选择多大的采样流量？能否改变采样流量？为什么？

实验八  室内空气中甲醛的测定

一、气相色谱法

（一)实验目的

掌握气相色谱法测定甲醛的方法；熟悉气相色谱仪的使用方法；了解色谱条件选择的原则和方法。

（二)实验原理

在酸性条件下，空气中的甲醛和吸收液中的2,4-二硝基苯肼反应生成甲醛腙，用二硫化碳提取后，经OV－1色谱柱分离，用火焰离子化检测器测定。以保留时间定性，峰高或峰面积定量。

（三)仪器和试剂

气相色谱仪（配有火焰离子化检测器)；大型气泡吸收管；小流量气体采样器，流量范围为0.2～2 L/min；具塞比色管，25 ml；微量注射器，10 µl；气压计；温度计。

色谱固定液：OV-1；Gas-Chrom Q担体，100～200目。

36%～38%甲醛；二硫化碳（色谱纯或蒸馏纯化)；

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2,4-二硝基苯肼的饱和溶液，随后用0.1mol/L硫酸适当稀释（0.1 mol/L硫酸∶2,4-二硝基苯肼饱和溶液=1∶3)。临用前，用1/10体积二硫化碳提取2次。

0.1000 mol/L碘溶液：称取30 g碘化钾溶于25 ml蒸馏水中，加入12.7 g碘，待碘完全溶解后，用水稀释至1000 ml，移入棕色瓶中，置暗处保存。

淀粉溶液（5 g/L)：称取0.5 g可溶性淀粉，加5 ml蒸馏水调成糊状后，再加95 ml沸水和0.002 g碘化汞（防腐剂)，并煮沸2～3分钟，至溶液透明，冷却后使用。临用时现配；

硫代硫酸钠标准溶液：同实验六。

甲醛标准溶液：量取2.8 ml 36%～38%甲醛溶液加水至1 000 ml，此甲醛浓度约为1 mg/ml，按下述方法标定确定甲醛标准溶液的浓度。此溶液可稳定三个月。

甲醛溶液的标定：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氢氧化钠溶液15.0 ml，甲醛在碱性介质中被碘氧化成甲酸。放置15 min后，再加1 mol/L 硫酸溶液20.0 ml，再放置15 min，用硫代硫酸钠标准溶液滴定剩余的碘，滴定至溶液呈现淡黄色时，加入5 g/L淀粉溶液1 ml，继续滴定恰使蓝色褪尽为止。记录所用硫代硫酸钠标准溶液的体积。同时以蒸馏水代替甲醛溶液作试剂空白滴定，并记录所用硫代硫酸钠标准溶液的体积。甲醛溶液和空白溶液各重复滴定两次，两次滴定所用硫代硫酸钠标准溶液的体积误差不超过0.05 ml，取均值计算甲醛的浓度（mg/ml)：

式中，c为甲醛标准溶液的浓度，mg/ml；c(Na₂S₂O₃)为硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；V₁为滴定空白时所用硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml；V₂为滴定甲醛溶液时所用硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml；15为甲醛（1/1HCHO)的摩尔质量，g/mol；20为标定时所取甲醛标准溶液的体积，ml。

临用前，用吸收液将上述溶液稀释成30 µg/ml，并加入一定量的2,4-二硝基苯肼，使其中含有少量2,4-二硝基苯肼结晶存在。

（四)实验步骤

1．采样  取一支大型气泡吸收管，内装10 ml吸收液，连接在小流量大气采样器上，以1 L/min的速度采气30 min。记录采样现场的气压和气温。

2．样品测定

（1)色谱条件：色谱柱：玻璃柱，柱长2 m，内径2 mm；OV-1∶Gas-Chrom Q担体 = 3∶100；柱温：195℃；汽化室温度：250℃；检测室温度：265℃；载气（氮气)：30 ml/min。

（2)标准曲线的绘制：用吸收液稀释甲醛标准溶液，配制3～30 µg/ml的甲醛标准系列溶液，分别加入3 ml二硫化碳用力摇动，此提取液甲醛浓度为10～100 µg/ml。待两相分开后，分别吸取5 µl提取液进样分析，每个浓度重复3次，取平均值。以保留时间定性，以峰高的平均值对甲醛的含量作图，绘制标准曲线。

（3)样品分析：用采过样的吸收液洗涤吸收管的进气管内壁3次，把吸收管中的吸收液全部移入比色管中。其它操作同标准系列管，以保留时间定性，峰高定量。

（五)计算

式中，c为空气中甲醛的浓度，mg/m³；X为所取样品溶液中甲醛的含量，µg/ml；V₀为换算成标准状况下的采样体积，L。

（六)注意事项

1．本法适用于测定醛类和酮类，C₁～C₅柱温用196℃，C₆以上柱温用250℃。

2．色谱分析前，需连续两次用5 µl最高浓度的标准系列溶液提取液进样。分析过程中，若间隔1 h以上没进样，也需重复以上操作。

二、电化学传感器法（甲醛分析仪)

（一)实验目的

掌握便携式甲醛分析仪检测室内空气中甲醛的方法，熟悉甲醛分析仪的保养与维护方法。

二、实验原理

样气进入甲醛分析仪后，甲醛分子被吸收在电化学敏感电极上；在适当的电极电位下，甲醛发生氧化反应，产生扩散电流（i)，i与甲醛浓度成正比。电流经转换、放大后传输到仪表读取空气中甲醛的含量。

（三)仪器

甲醛分析仪，检测范围0～40.2 mg/m³。

（四)实验步骤

1．采样测定

开机：按开关键，可见显示“------”；闪动3 s后，仪器自动检查传感器；显示“0.00”时，仪器已经作好采样准备。

采样：按采样键（sample)，再按运行键（run)，采样仪内部采样泵开始采样，仪器对所采集空气进行分析，屏上显示的0.00不停跳动。

读数：约10s之后屏幕显示读数，此读数即为所测空气中甲醛浓度，以ppm为单位，需换算成mg/m³。

关机：按开关键即可关机，若不人为关机，仪器在5 min后自动关机。

2．传感器的复位阶段  在经过一次测试后，应关机几分钟以便传感器复位。通常甲醛浓度越大，复位需要的时间越长。如果在传感器还没有复位前开机测量，可见到“------”闪烁，并且采样泵不会工作，当开机后见到屏幕显示0.00，说明传感器已经复位，此时才可进行下一次的测量。

（五)计算

用电化学传感器法（甲醛分析仪上)可以直接读出以ppm为单位的甲醛浓度x；按下式换算为国家规定使用的质量体积浓度结果。

式中，c为甲醛浓度，mg/m³；M为甲醛的摩尔质量，g/mol；x为显示屏所示浓度，ppm。

（六)注意事项

甲醛检测仪的传感器要定期维护，每隔一定时间要注入一次去离子水。如果长时间不注水，传感器的响应时间会变长，灵敏度会下降。当失水超过一定质量，传感器将报废。

（七)思考题

1．实验中2,4-二硝基苯肼的作用是什么？

2．采样过程中为什么要记录现场的气温和气压？

3．色谱分析中因故停止工作达一小时以上，重新开始工作时，首先要做什么工作？

4．现场测定时，甲醛分析仪可否连续监测两次？

5．简述电化学传感器法测定甲醛的基本原理。

实验九 空气中苯、甲苯和二甲苯的测定

一、直接进样－气相色谱法

（一)实验目的

掌握直接进样气相色谱法测定苯系物的原理和定量方法；熟悉空气直接采样法；了解标准气的配制方法。

（二)实验原理

用大玻璃注射器采集空气中苯、甲苯、二甲苯，直接进样，经聚乙二醇6000柱分离后，用火焰离子化检测器检测，以保留时间定性，峰高定量。

（三)仪器和试剂

气相色谱仪（配有火焰离子化检测器)； 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（色谱纯)；聚乙二醇6000（色谱固定液)；6021红色担体，60~80目。

（四)实验步骤

1．样品采集及处理  取100 ml玻璃注射器，在采样地点用现场空气抽洗3次，然后采样100 ml，套上塑料帽，将注射器活塞向上垂直放置，当天分析。记录气相色谱实验室的温度和气压。

2．测定

（1)色谱条件：不锈钢柱色谱柱：柱长2 m，内径4 mm，液担比：聚乙二醇6000∶6021红色担体 = 5∶100；载气（氮气)流量40 ml/min；检测室温度150℃；柱温90℃；气化室温度150℃。  （2)标准曲线的绘制：用微量注射器分别准确抽取1.0 µl苯、甲苯、二甲苯（20℃时，其质量分别为0.8787 mg、0.8669 mg、0.8668 mg)，注入同一个100 ml注射器中，于烘箱中加热30~40 min使之完全挥发，混合均匀，用清洁空气配制成苯、甲苯、二甲苯的混合标准气体。

分别取上述混合标准气体0、0.5、1.0、2.5、5.0、10.0 ml，注入六个100 ml注射器中，用清洁空气稀释成标准系列（表9-9)。

表9-9  苯、甲苯、二甲苯标准系列（单位：µg/ml)

按照仪器工作条件，将气相色谱仪调至最佳状态，分别取1.0 ml进样测定，每个浓度重复测定3次。以保留时间定性，取峰高的平均值，分别以苯、甲苯、二甲苯的峰高对各自含量作图，绘制标准曲线。

（3)样品测定：取1.0 ml空气样品直接进样，重复3次，用保留时间定性，峰高均值定量，从标准曲线上查找相应浓度。

（4)对照实验：用100 ml注射器抽取100 ml清洁空气，与样品平行测定，作为对照。

五、计算  按下式分别计算空气样品苯、甲苯、二甲苯的浓度。

式中，c为空气样品中苯（甲苯、二甲苯)的浓度，mg/m³；V₀为标准状态下的样品的采样体积，L；m为由标准曲线上查出的空气样品中苯（甲苯、二甲苯)含量，µg。

六、注意事项

1．本法对苯、甲苯、二甲苯的检测限分别为5×10^-4 、1×10^-3 和2×10^-3 µg。

2．本法测定的苯、甲苯、二甲苯浓度为瞬间浓度，若要全面评价车间空气质量，应增加采样次数。

3．采样后的注射器应活塞向上垂直放置，样品保存时间不得超过24 h，否则含量有变化。

4．采样现场的共存物，若其保留时间与苯、甲苯、二甲苯相近时，干扰测定，应改变色谱等操作条件，予以排除。

二、溶剂解吸－气相色谱法

（一)实验目的

掌握溶剂解吸－气相色谱法测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)实验原理

用活性炭管采集空气中苯、甲苯、二甲苯，二硫化碳解吸，经聚乙二醇6000柱分离后，用火焰离子化检测器检测，以保留时间定性，峰高定量。

（三)仪器和试剂

气相色谱仪（配有火焰离子化检测器)；采样泵；5 ml具塞试管；5 ml溶剂解吸瓶；100 µl 、10 µl、1 µl微量注射器。

活性炭管：用长70 mm、内径4 mm硬质玻璃管，内装两段20～40目椰子壳活性炭，中间用玻璃棉或氨基甲酸乙酯泡沫塑料垫隔开，玻璃管二端用火熔封，可供长期使用，如短时间内应用，可套上塑料帽保存。在装管前应先将活性炭于300～500℃通氮气处理3～4 h，或用其它活化法处理。炭管前后两段分别填装100 mg和50 mg活性炭，管的进、出气口活性炭面上分别用玻璃棉或氨基甲酸乙酯泡沫塑料垫衬托。

苯、甲苯、二甲苯（色谱纯)；聚乙二醇6000（色谱固定液)；6021红色担体，60~80目；二硫化碳（分析纯，色谱鉴定无杂质峰)。

苯、甲苯、二甲苯标准储备液：于25 ml容量瓶中，加入少量二硫化碳，称量。再用微量注射器抽取适量的苯、甲苯、二甲苯（20℃时，1 µl苯、甲苯、二甲苯的质量分别为0.8787 mg， 0.8669 mg， 0.8668 mg)注入容量瓶中，称量，加二硫化碳至刻度。根据加入苯、甲苯、二甲苯的质量计算苯、甲苯、二甲苯的浓度。

（四)实验步骤

1．采样  在采样地点用小砂轮轻轻割开炭管两端，将出气口与采样泵连接，并垂直放置，以0.2Ｌ/min的速度，抽取2 L空气。采样后将管的二端套上原塑料帽，带回实验室分析。记录现场气温、气压。

2．样品处理  将前、后两段活性炭分别倒入具塞试管中，各加1 ml二硫化碳，塞紧管塞，振摇1 min，放置30 min，供测定用。

3．测定

（1)色谱工作条件：不锈钢柱色谱柱：柱长2 m、内径4 mm；液担比：聚乙二醇6000∶6021红色担体 = 5∶100；载气（氮气)流量40 ml/min；检测室温度150℃；柱温90℃；气化室温度150℃。

（2)标准曲线绘制：用二硫化碳将标准储备液稀释成苯含量分别为0.01、0.02、0.04、0.08、0.12 mg/ ml，甲苯含量分别为0.025、0.05、0.10 、0.20、0.40 mg/ ml，二甲苯含量分别为0.15、0.30、0.60、0.90、1.20 mg/ ml的标准应用液。按照仪器工作条件，将气相色谱仪调至最佳状态，分别取2 µl进样。每个浓度重复3次，计算各峰高的平均值，以苯、甲苯、二甲苯平均峰高对含量mg/ml作图，绘制标准曲线，保留时间定性。

（3)样品测定：抽取“样品处理”后的解析液各2 µl进样，以保留时间定性、峰高定量，在标准曲线上查找相应浓度。

（4)对照实验：将带到现场但未采样的活性炭管与样品同时，经同样步骤测定，作为对照。

（五)计算

按下式计算苯、甲苯、二甲苯的浓度。

式中，c为空气中苯（甲苯、二甲苯)的浓度，mg/m³；c₁，c₂分别为测得的前、后段解吸液中苯、甲苯、二甲苯的浓度，mg /ml ；V为解吸液的体积，ml；V₀为标准状态下的空气样品体积，L； D为解吸效率，％。

（六)注意事项

1．本法的检测限对苯、甲苯、二甲苯分别为1.8×10^-4、3.7×10^-3 和9.8×10^-3 µg。

2．本法对苯、甲苯、二甲苯的穿透容量分别为7.04 mg、13.14 mg和10.76 mg。应注意被测物质浓度及采样时间。

3．采样后的活性炭管，于室温下垂直放置，可保存2周。

4．现场可能存在的其他干扰物，与苯、甲苯、二甲苯具有相同的保留时间时，干扰苯等的测定，应改变色谱操作条件，予以排除。

实验十  室内空气中总挥发性有机物的测定

一、实验目的

掌握气相色谱法测定室内空气中总挥发性有机物的原理及其基本操作；熟悉总挥发性有机物的成分和特点。

二、实验原理

在吸附管中装入固体吸附剂（Tenax GC或Tenax TA)，采集一定体积的空气样品，样气中的挥发性有机化合物被吸附保留在吸附剂上。采样后，将吸附管加热，解吸挥发性有机化合物，并将其随载气（氮气)进入气相色谱仪，经毛细管色谱柱分离后，用火焰离子化检测器检测。用保留时间定性，峰高或峰面积定量。

三、仪器和试剂

气相色谱仪：配备火焰离子化检测器（FID)或质谱检测器。

采样泵：恒流空气个体采样泵，流量范围0.02～0.5 L/min，流量稳定，使用时需校准采样系统在采样前和采样后的流量。流量误差应小于5%。

热解吸仪：能对吸附管进行二次热解吸，并能与GC仪配用，将解吸气用惰性气体载带入气相色谱仪。解吸温度、时间和载气流速是可调的。冷阱可将解吸样品进行浓缩。

吸附管（采样管)：与热解吸仪配套使用的采样管，内装Tenax GC或Tenax TA吸附剂，两端用玻璃棉和不锈钢网固定。使用前于300～350℃用氮气吹10 min，两端密封保存。

液体外标法制备标准系列的配气装置（见图9-1)：常规气相色谱进样口，可以在线使用也可以独立装配，保留进样口载气连线，进样口下端可与吸附管相连。

微量注射器：1 μL，5 μL，10 μL。

二硫化碳：使用前必须纯化，并经色谱检验：进样1 μl，在苯与甲苯峰之间不出峰方可使用。

苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、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，均为色谱纯试剂。

标准储备液：向100 ml容量瓶中加入80 ml左右二硫化碳，再加入上述苯等试剂各10 μl，用的二硫化碳稀释至刻度，摇匀。

另取一个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。此储备液4℃时可保存一个月。用下式分别计算溶液中苯等物质的含量：

式中，c为总挥发性有机物的浓度，μg/ml ；d为有机物密度。

各种挥发性有机物标准储备液浓度值见表9-10

表9-10 各种挥发性有机物标准储备液浓度值

四、实验步骤

1．采样　用塑料管或硅橡胶管连接采样泵与吸附管。开启采样泵，以0.2 L/min流量采样10 L。取下采样管，密封管的两端，或将其放入密封的试管中。样品可保存14天。记录气温和气压。

2．样品处理　将采样管安装在热解吸仪上，在规定解吸条件下加热解吸，有机蒸气从吸附剂上解吸下来后，被载气流带入冷阱预浓缩，再以低流速快速解吸，进入毛细管气相色谱仪。

3．样品测定

（1)色谱分析条件：色谱柱：SE30石英毛细管柱50 m × 0.22 mm× 2.0 μm；程序升温：初始温度50 ℃，保持10 min，以5 ℃/min的速率升温至250℃。气化室温度：250℃；FID检测器温度：260℃；分流比：1∶15。

（2)解吸条件：解吸温度250℃～325℃，解吸时间5～15 min，解吸气流量30～50 ml/min，冷阱制冷温度+20℃～－180℃，冷阱加热温度250℃～350℃。

（3)标准曲线的绘制：在下述配气条件下利用配气进样装置，取0、2、4、6、8、10 μl标准储备液注入采样管，同时将惰性气体以100 ml/min流量通过吸附管，5 min后取下吸附管，装入配套的玻璃管密封，制备标准系列。

用热解吸气相色谱法分析吸附管标准系列，以扣除空白后的峰面积的对数为纵坐标，以单一组分的量的对数为横坐标，绘制标准曲线。

配气条件：配气采用的流量为100 ml/min，配气时间为5 min，根据各种物质的沸点确定配气温度。VOC中常见有机物的沸点见表9-11。

表9-11  常见VOC有机物的沸点

（4)样品分析：按绘制工作曲线的热解吸和色谱条件对每支样品吸附管进行分析，用保留时间定性，峰面积定量（用甲苯的响应系数计算未鉴定的挥发性有机化合物的浓度)。

同时做空白实验。

五、计算

式中，c_i为空气样品中待测组分的浓度，mg/m³；F为样品管中组分的质量，μg；B为空白样品管中组分的质量，μg；V₀为换算成标准状态下采样体积，L。

式中，c为标准状态下所采空气样品中挥发性有机物的总量（TVOC)，mg/m³。

六、注意事项

1．根据各种物质的沸点确定配气温度。如配制苯系物标准系列，各种物质的沸点都在150℃以下，故将配气温度定为150℃；如配制C₁₁～C₁₅标准系列，正十五烷最高沸点达到270.5℃，但由于过高的温度将导致气体未能冷却至常温就进入采样管，造成部分有机物在高温下穿透，给配气造成误差，故将配气温度定为200℃。

2．整个配气过程中，手不能接触管口和密封用的聚四氟乙烯垫圈，防止手上有机污染物干扰测定。必要时戴手套进行操作。

3．采样管被污染（吸附了待测化合物)是本方法常遇到的问题，因此在整个采样分析过程中，采样管的制备、存储和处理过程要特别小心。不能直接在采样管上贴标签，应将标签贴在配套的玻璃管上。

4．外标标准曲线与样品测定必须保证色谱条件一致，以免引起较大误差。

实验十一　空气中苯并[a]芘的测定

（高效液相色谱法)

一、实验目的

掌握多环芳烃的玻璃纤维滤膜采样方法；掌握用索氏提取器或真空升华提取苯并[a]芘的操作步骤；熟悉高效液相色谱仪的操作方法。

二、实验原理

用玻璃纤维滤膜采集空气中的多环芳烃，经索氏提取或真空升华提取苯并[a]芘后，用高效液相色谱分离测定，以保留时间定性，峰高或峰面积定量。

三、仪器和试剂

高效液相色谱仪：配备有荧光检测器或紫外检测器；色谱柱：C₁₈柱，柱长15～25 cm，柱内径4.6 mm，5µm。

索氏提取器或真空升华装置；大流量采样器；浓缩器及浓缩瓶；微量注射器；

离心机（4000 rpm)；恒温水浴锅：温度可调节；离心管。

玻璃纤维滤膜：用前将滤膜不重叠放在高温炉中，500℃灼烧30 min，存放于具塞磨口玻璃瓶中备用。

甲醇、苯、环己烷（均为色谱纯)；碱性氧化铝：200～300目。

苯并[a]芘标准储备液：取10 ml棕色容量瓶，准确称量，然后小心加入约10 mg苯并[a]芘，再准确称量。加苯溶解并稀释至刻度，计算每毫升溶液中苯并[a]芘的含量。再用甲醇稀释成100 µg/ml的苯并[a]芘溶液，于3～5℃冰箱中保存。

苯并[a]芘标准应用液：临用时用甲醇稀释成2µg/ml的苯并[a]芘标准溶液。由于使用的仪器灵敏度或分析样品浓度不同，此标准应用液应按需要改变。

四、实验步骤

1．采样　采样方法为“总悬浮颗粒物大流量采样（质量法)”：将玻璃纤维滤膜装入采样仪器上，置采样仪器于高度3～5 m（相对高度1～1.5 m)处，以1.1～1.7 m³/min的流量，采样6～8 h 或24 h。记录采样时的气温、气压。

2．样品处理　采集好的样品须避光保存，或用黑色纸包好放入3～5℃冰箱中冷藏保存，采样后应尽快处理、分析，在24 h内采用索氏连续提取法或真空升华法对样本进行处理，处理好的样品在1个月内分析完毕。

（1)索氏连续提取法

样品的提取：采样后，将已采样的玻璃纤维滤膜（尘面朝里折叠后)小心放进索氏提取器的抽提筒中，加入40 ml环己烷，于温度95℃以上的水浴锅中连续回流提取8 h。

提取液的浓缩：将提取液移至浓缩器中，在70～80℃水浴上减压浓缩至0.5～1.0 ml（不可蒸干)。将浓缩液移至5 ml离心管内，用少量环己烷洗涤浓缩瓶，合并于离心管内，总体积控制为1.0 ml。加入0.5 g碱性氧化铝，摇匀，离心5 min，取上清液待测。

（2)真空升华法：将采样后的玻璃纤维滤膜卷成筒状，放入升华管内（勿使滤纸折叠或堵塞管口，旋紧磨口。接口处用少量石膏浆密封，石膏固化后，将升华管放在管状电炉内，连接气路和真空泵，将管内抽成真空，再充氮气，如此重复三次，以除去管内残留的空气。同时，将管状电炉升温至300℃，升华40 min。此时，可看到黄色的油状物凝集在升华管的毛细管内壁上。为防止升华物被抽走，可在毛细管一端外壁放一小块纱布，裹以冰块冷却。待管状电炉下降至室温后，转动三通活塞，使内外气压平衡，关闭真空泵。取下升华管，旋开磨口，将毛细管的大口朝上，垂直固定在铁架台上。用注射器吸取甲醇，注入毛细管内壁，必要时可用金属丝摩擦管壁，帮助溶解，如此重复多次冲洗管壁，冲洗液收集于浓缩管中，将洗脱液浓缩至0.1～0.5 ml，即为待测样品。

（3)空白的处理：在进行样品处理的同时，取相同的未采样的滤纸，按照样品处理完全相同的操作步骤，处理空白样品。

3．样品分析

（1)高效液相色谱条件：柱温：35℃；流动相：甲醇＋水（3＋1)；流量：1.0ml/min；检测器：紫外检测器（波长为254 nm)；荧光检测器（λ_ex=365nm， λ_em=405 nm)；进样量：一般1～20 µl，根据样品浓度决定。

（2)定性分析：依据保留时间进行定性；也可以采用样品添加法或借助其他仪器帮助验证。

（3)定量分析（外标法)

单点比较法定量：使用单点比较法进行定量分析时，必须符合以下条件：标准品与被测样品要同时进行分析，进样体积相同，被测样品的响应值与标准样品的响应值接近，一个样品连续进样三次，测定值的相对偏差小于5%，取测定平均值进行计算。

标准曲线法定量：①用荧光检测器测定时，可用微量注射器分别吸取100 µg/ml的苯并[a]芘溶液5、10、15和20 µl，进样分析；②用紫外检测器测定时，可用微量注射器分别吸取2 µg/ml的苯并[a]芘溶液2、4、6和10 µl，进样分析。

另取试剂空白溶液作零浓度点的测定。

测定时，每个浓度点测定三次，测定苯并[a]芘的保留时间；测定苯并[a]芘的峰高或峰面积，计算均值。作峰高或峰面积（均值)对苯并[a]芘含量的标准曲线。

（4)样品分析：在标准溶液测定的相同条件下，取1～20 µl样品待测液进样测定，重复三次，计算峰面积或峰高的平均值。

在样品测定的同时，用空白溶液，按相同的操作步骤作空白测定。

根据样品测定溶液苯并[a]芘的峰高或峰面积，从标准曲线中查得苯并[a]芘的量。按照下式进行计算空气中苯并[a]芘的量。

五、计算

1．单点比较法

式中，c为空气中苯并[a]芘的浓度，ng/m³；A为待测样品溶液的峰面积或峰高；

A₀ 为试剂空白溶液的峰面积或峰高；A_s为苯并[a]芘标准溶液的峰面积或峰高；c_s 为苯并[a]芘标准溶液的浓度，ng/µl；V_s 为苯并[a]芘标准溶液的进样体积，µl；V为待测样品溶液的进样体积，µl；V₁ 为待测样品溶液的最后定容体积，ml；V₀ 为换算成标准状况的采样体积，m³。

2．标准曲线法

式中，c，V，V₁，V₀的意义同上；m为进样体积中待测样品溶液的苯并[a]芘的含量，ng；m₀为进样体积中试剂空白溶液的苯并[a]芘的含量，ng。

六、注意事项

1．本法的检出限为0.1 ng（荧光检测器)、10 ng（紫外检测器)。用荧光检测器测定范围为0.2～20 ng苯并[a]芘。如采样体积为1440 m³，取1/5滤纸样品，制成溶液总体积为1 ml，进样量为10 µl，则可测浓度范围为0.007～0.7 µg/100 m³。

2．样品经过预处理以及色谱柱分离，消除了大部分有机物的干扰。

3．试验证明，这两种方法提取颗粒物中苯并[a]芘的回收率都很高，加入5 µg苯并[a]芘，真空升华回收率为95%～100%，索氏提取法为96%～108%。

4．苯并[a]芘是致癌性物质，操作人员特别注意防护，防止污染。不允许人体与苯并[a]芘（包括多环芳烃的)固体物质、液体溶液、溶剂萃取物及标准品接触。苯并[a]芘（包括多环芳烃)可随溶剂一起挥发而粘附于具塞瓶子的外部，因此处理与之有关的容器及实验操作过程必须使用抗溶剂的手套，并在专用实验台上操作，标准溶液要注意保管。被苯并[a]芘（包括多环芳烃)污染的容器可用紫外灯在365 nm波长照射下检查，并用铬酸洗液浸泡4 h以上，最好浸泡过夜后用水洗净。测定后的苯并[a]芘废液应集中起来，统一处理。

5．本实验所用的甲醇等有机溶剂均为易燃物质，应在通风柜中操作。

6．本实验均应在避开阳光直接照射下进行。

实验十二 室内空气中臭氧的测定方法

（靛蓝二磺酸钠分光光度法)

一、实验目的

掌握靛蓝二磺酸钠分光光度法测定空气中臭氧的方法原理；掌握多孔玻板吸收管采集空气样品的操作方法。

二、实验原理

在磷酸盐缓冲溶液存在下，空气中的臭氧与吸收液中的靛蓝二磺酸钠（IDS)等摩尔反应，生成无色的靛红磺酸钠，使溶液褪色,

溶液褪色程度与臭氧的浓度成正比。在610 nm处测定溶液的吸光度值，根据蓝色减褪的程度，定量分析空气中臭氧的浓度。

三、仪器和试剂

空气采样器；分光光度计；聚四氟乙烯采样导管；多孔玻板吸收管；恒温水浴箱或保温瓶；水银温度计；双球玻璃管。

溴酸钾标准贮备溶液（)：称取1.3918 g溴酸钾（GR. 180℃烘2h)，用水溶解后，定量转移至500ml容量瓶中，用水稀释至刻度。

溴酸钾-溴化钾标准溶液（)：移取10.00 ml溴酸钾标准贮备液于100 ml容量瓶中，加入1.0 g溴化钾，溶解后，用水稀释至刻度。

磷酸盐缓冲溶液（0.050mol/L)：称取6.8 g磷酸二氢钾和7.1 g磷酸氢二钠，用水溶解后，稀释到1000 ml。

硫代硫酸钠标准溶液（0.005000 mol/L)：配制浓度为0.1000 mol/L的贮备液，临用时用水稀释20倍。

硫酸溶液（1+6)；

淀粉溶液（2.0 g/L)：称取0.20 g可溶性淀粉，用少量的水调成糊状，缓慢倒入100 ml的沸水中，煮沸至溶液澄清。

靛蓝二磺酸钠贮备液：称取0.25 g靛蓝二磺酸钠，用水溶解，转入500 ml棕色容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，24 h后标定。该溶液在20℃以下、暗处保存可稳定两周。

标定方法：取20.00 ml IDS贮备液于250 ml碘量瓶中，加入20.00 ml溴酸钾-溴化钾标准溶液，加入50 ml水，加盖。放入(16±1)℃的水浴箱或保温瓶中，待溶液的温度平衡后，加入1+6硫酸溶液5.0 ml，加盖，摇匀并开始计时，在(16±1)℃水浴或保温瓶中，暗处放置(35± 1) min。加入1.0 gKI，加盖并摇匀至完全溶解，暗处放置5 min，用硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入5 ml淀粉溶液，继续滴定至溶液蓝色恰好褪去，溶液呈亮黄色。平行滴定所用硫代硫酸钠标准溶液的体积之差不应大于0.5 ml。按下式计算IDS相当于臭氧的质量浓度：

式中，c为IDS相当于臭氧的浓度，mg/ml；c₁为溴酸钾-溴化钾标准溶液的浓度，mol/L；V₁为溴酸钾-溴化钾标准溶液的体积，ml；c₂为硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；V₂为滴定所用硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml；V为IDS贮备液的体积，ml；12.00为臭氧的摩尔质量（1/4 O₃)，g/mol。

（1)IDS标准溶液：将标定后的IDS贮备液，用磷酸盐缓冲溶液稀释成每毫升相当于1.00 mg臭氧的IDS标准溶液。

（2)IDS吸收液：将标定后的IDS贮备液，用磷酸盐缓冲溶液稀释成每毫升相当于2.5或5.0 mg臭氧的IDS吸收液。

四、实验步骤

1．样品的采集和处理　用硅胶管连接两个内装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的流量采样5~20 L；当第一支吸收管中的吸收液蓝色明显减退时，立即停止采样；如吸收液不褪色，采气量应不少于20 L。

采样后的样品20℃以下暗处保存至少可稳定1周。记录采样时的气温、气压。

采样后，将两支吸收管中的样品溶液分别移入10 ml比色管中，用少量水洗涤吸收管，使总体积分别为10 ml，作为样品溶液。

同时另取未采样的吸收液，作试剂空白测定。

2．样品测定　按表9-12配制标准系列

表9-12  IDS标准系列

用20 mm比色皿，以水为参比，分别在610 nm处测定标准系列溶液、样品溶液和空白溶液的吸光度。以标准系列中零浓度管与各标准管吸光度值之差对臭氧含量（µg)进行线性回归，建立回归方程

以斜率的倒数作为样品测定的计算因子（B_S)。

3．计算 按如下公式计算空气中臭氧浓度：

式中，c为空气中臭氧的浓度，mg/m³；A₀为试剂空白溶液的吸光度；A₁为第一支样品管溶液的吸光度值；A₂为第二支样品管溶液的吸光度值； B_S为计算因子，µg /ml；V₀为换算为标准状态的采样体积，L。

五、注意事项

1．本方法干扰多，空气中的氯气、二氧化氮产生正干扰；一般情况下，它们的浓度很低，不会造成显著的误差。当二氧化硫、硫化氢、过氧乙酰硝酸酯（PAN)和氟化氢等的浓度高于750、110、1800和2.5 mg/m³时，产生负干扰。本法适合于测定高含量的臭氧。

2．空气采样器在使用前后，都应用皂膜流量计校准，误差应小于±5%。

实验十三  空气中汞、二氧化硫的快速测定

一、汞的快速测定（碘化亚铜试纸法)

（一)原理

在滤纸上涂一层白色碘化亚铜，当遇到汞蒸气时，变成玫瑰色的碘化汞和碘化亚铜的复合物（CuI·HgI)。根据试纸变色时间估计汞蒸气的浓度。

本方法的灵敏度：0.01 mg/m³。

（二)试剂

100 g/L碘化钾溶液；100 g/L硫酸铜溶液；100 g/L亚硫酸钠溶液，临用时配制；25％硝酸溶液；95％乙醇；碘化亚铜试纸：

试纸制备方法：将100 g/L碘化钾溶液和100 g/L硫酸铜溶液等体积混合，待沉淀后，将上层液体倒出，然后将沉淀移入布氏漏斗内，小心用水洗涤，边洗边抽滤，并用100 g/L亚硫酸钠溶液洗至无色，再用水洗若干次。最后将水滤净，将沉淀移至小烧杯内。用少量95％乙醇将沉淀调成糊状，用25％硝酸溶液酸化糊状物（每50 ml加一滴酸)。混匀后，用毛笔将糊状物均匀地涂在滤纸条上，于60℃烘干，保存于磨口塞玻瓶内，备用。

（三)测定方法

把干燥的碘化亚铜试纸放在被测空气中，观察试纸开始显玫瑰色的时间，从表9-13查出汞蒸气的大概浓度。如果干燥的碘化亚铜试纸放置在被测空气中长时间（约24 h)不显玫瑰色，一般可认为汞蒸气浓度在0.01mg/m³以下。 

表9-13  碘化亚铜试纸显色时间和空气中汞蒸气浓度关系

（四)注意事项

1．因现场条件（如温度、湿度等)差别较大，表9-13中的数据仅作为估计汞蒸气浓度的参考。最好在作完一批试纸后，在现场先用试纸法和其他测定方法比较，进一步确定在该条件下汞蒸气浓度与显色时间的关系。

2．碘化亚铜试纸具有经济、简便、容易掌握等优点，能反映出空气被污染的程度，以便及时采取预防措施。

二、二氧化硫的快速测定(碘淀粉法)

（一)原理

碘遇淀粉变蓝色，当二氧化硫存在时，能将碘还原成碘离子，使蓝色消失。根据碘的消耗量，即可测定空气中二氧化硫的含量。

本方法灵敏度：3mg /ml。

（二)仪器与试剂

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：于一小烧杯中，加入约1 g碘化钾和1~2滴蒸馏水，于分析天平上称重，并向其中加入碘；当加入0.127 g碘后，取出烧杯，加入少量蒸馏水，用玻棒搅拌使碘完全溶解。将溶解完全的碘溶液转入100 ml容量瓶中，用蒸馏水冲洗烧杯几次，洗液一并转入容量瓶中，用蒸馏水定容。

30 g/L淀粉溶液：称取可溶性淀粉3 g，加入蒸馏水10 ml调成糊状，再加入煮沸的蒸馏水80 ml，继续煮沸2～3 min直至溶液透明。再加入氯化钠18 g，溶解后，加蒸馏水至100 ml，混匀。

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，用蒸馏水定容。溶液呈蓝色。此溶液的浓度为0.00005 mol/L含有淀粉的碘溶液；此溶液1 ml相当于0.0032 mg二氧化硫。

（三)测定方法

吸取1.0 ml吸收液，注入微量吸收管内，将其与100 ml注射器的三通活塞连接，在现场以10 ml/min的速度抽气，直至溶液恰到无色为止，记录采气体积，由表9-14可立即查出空气二氧化硫的浓度（mg/m³)。

表9-14  二氧化硫浓度表

（四)注意事项

1．碘溶液的浓度应准确，否则影响测定结果。

2．其它能与碘反应的物质干扰测定。