GB/T18204.23-2000規定了公共場所空氣中一氧化碳濃度的測定方法。本標準適用於公共場所空氣中一氧化碳濃度測定。中華人民共和國國家標準。
基本介紹
- 中文名：GB/T18204.23-2000
- 性質：一氧化碳濃度標準
- 依據 ：對紅外線具有選擇性的吸收
- 啟動時間：30min-1h
- 檔位數：2
- 採氣量：0.5L或1.O L
測定方法,氣體分析法,原理,試劑和材料,儀器和設備,採樣,分析步驟,結果計算,色譜法,原理,試劑,儀器與設備,採樣,分析步驟,結果計算,汞置換法,原理,17試劑,儀器,採樣,操作步驟,結果計算,
測定方法
GB/T 18204.23-2000
Methods for determination of carbon monoxide
in air of public places
1 範圍
本標準規定了公共場所空氣中一氧化碳濃度的測定方法。
本標準適用於公共場所空氣中一氧化碳濃度測定。
氣體分析法
原理
一氧化碳對不分光紅外線具有選擇性的吸收。在一定範圍內吸收值與一氧化碳濃度呈線性關係，
根據吸收值確定樣品中一氧化碳的濃度。
試劑和材料
3.1變色矽膠：於120℃下乾燥2 h
3.2無水氯鈣：分析純。
3.3高純氮氣：純度99.99%
3.4霍加拉特（Hopcalite )氧化劑：10^-20目顆粒。霍加拉特氧化劑主要成分為氧化錳（MnO）和氧化銅（CUO)，它的作用是將空氣中的一氧化碳氧化成二氧化碳，用於儀器調零。此氧化劑在100℃以下的氧化效率應達到100%。為保證其氧化效率，在使用存放過程中應保持乾燥。
3.5 一氧化碳標準氣體：貯於鋁合金瓶中。
儀器和設備
4.1 一氧化碳不分光紅外線氣體分析儀
4.1.1 儀器主要性能指標如下：
測 量 范 圍：0-30ppm(0-37.5mg/m3);0-100ppm(0-125mg/m3）兩檔
重 現 性 ：≤±0.5%（滿刻度）；
零 點 漂 移：≤±2%滿刻度/4h ;
跨 度 漂 移：≤±2%滿刻度/4h ;
線 性 偏 差：≤±1.5%滿刻度；
啟動 時 間 ：30min-1h ;
抽氣 流 量 ：0.5 L/min;
響 應 時 間：指針指示或數字顯示到滿刻度的90%的時間<15s ;
4.2 記錄儀0-10 mV ;
採樣
用聚乙烯薄膜採氣袋，抽取現場空氣沖洗3-4次，採氣0.5L或1.O L ，密封進氣口，帶回實驗室分析。也可以將儀器帶到現場間歇進樣，或連續測定空氣中一氧化碳濃度。
分析步驟
6.1 儀器的啟動和校準
6.111 啟動和零點校準：儀器接通電源穩定30 min-1 h後，用高純氮氣或空氣經霍加拉特氧化管和乾燥管進入儀器進氣口，進行零點校準。
6.1.2 終點校準：用一氧化碳標準氣（如30 ppm）進入儀器進樣口，進行終點刻度校準。
6.1.3 零點與終點校準重複2^-3次，使儀器處在正常工作狀態。
6.2 樣品測定
將 空 氣 樣品的聚乙烯薄膜採氣袋接在儀器的進氣口，樣品被自動抽到氣室中，表頭指出一氧化碳的濃度（ppm)。如果儀器帶到現場使用，可直接測定現場空氣中一氧化碳的濃度。儀器接上記錄儀表，可長期監測空氣中一氧化碳濃度。
結果計算
一氧化碳體積濃度（ppm)，可按公式（1)換算成標準狀態下質量濃度（mg/m3).
C1=C2/B*28…………………（1）
式中：C1— 標準狀態下質量濃度，mg/m3i
C2— 一氧化碳體積濃度，mL/m3;
B— 標準狀態下的氣體摩爾體積，當0℃ ,101k Pa時，B=22.41，當25℃,101k Pa時，B=24.46 ；
28 — 一氧化碳分子量。
測量範圍、精密度和準確度
8.1 測量範圍
0-30 ppm(0-37.5mg/m3);0-100 ppm(0-125 g/m3）兩檔。
8.2 檢出下限
最低檢出濃度為0.1 ppm(0.125mg/m3).
8.3 干擾和排除
環境空氣中非待測組分，如甲烷，二氧化碳，水蒸汽等能影響測定結果。但是採用串聯式紅外線檢測器，可以大部分消除以上非待測組分的干擾。
8.4 重現性小於loot漂移4h小於4f a
8.5 準確度取決於標準氣的不確定度（小於2%）和儀器的穩定性誤差（小於4%)。
色譜法
原理
一氧化碳在色譜柱中與空氣的其他成分完全分離後，進人轉化爐，在3600C鎳觸媒催化作用下，與氫氣反應，生成甲烷，用氫火焰離子化檢測器測定。
試劑
10.1 碳分子篩:TDX-O1,60 目一80目，作為固定相。
10.2 純空氣：不含一氧化碳或一氧化碳含量低於本方法檢出下限。
10.3 鎳觸媒：30^40目，當一氧化碳<180m g/m3，二氧化碳<0.4 %時，轉化率>950o.
10.4 一氧化碳標準氣：一氧化碳含量10^40 ppm（鋁合金鋼瓶裝）以氮氣為本底氣。
儀器與設備
11.1 氣相色譜儀：配備氫火焰離子化檢測器的氣相色譜儀。
11.2 轉化爐：可控溫360℃士1`C.
11.3 注射器：2 mL,5 mL,10 mL,100 mL，體積誤差<士l%.
11.4 塑膠鋁箔複合膜採樣袋：容積400-600 mL.
11.5 色譜柱：長2m內徑2 mm不鏽鋼管內填充TDX-01碳分子篩，柱管兩端填充玻璃棉。新裝的色譜柱在使用前，應在柱溫150'C、檢測器溫度180'C、通氫氣60 mL/min條件下，老化處理10 h.
11.6 轉化柱：長15 cm、內徑4 mm不鏽鋼管內，填充鎳觸媒（30-40目），柱管兩端塞玻璃棉。轉化柱裝在轉化爐內，一端與色譜柱連通，另一端與檢測器相連。使用前，轉化柱應在爐溫360`C，通氫氣60 mL/min條件下，活化10h。轉化柱老化與色譜柱老化同步進行。當一氧化碳<180 mg/m3時，轉化率>95%。
採樣
用 橡 膠 二連球，將現場空氣打入採樣袋內，使之脹滿後放掉。如此反覆四次，最後一次打滿後，密封進樣口，並寫上標籤，註明採樣地點和時間等。
分析步驟
13.1 色譜分析條件
由於色譜分析條件常因實驗條件不同而有差異，所以應根據所用氣相色譜儀的型號和性能，制定能分析一氧化碳的最佳的色譜分析條件。附錄A所列舉色譜分析條件是一個實例。
13.2 繪製標準曲線和測定校正因子
在 作 樣 品分析時的相同條件下，繪製標準曲線或測定校正因子。
13.2.1 配製標準氣
在 5 支 100m L注射器中，用純空氣將已知濃度的一氧化碳標準氣體，稀釋成0.4 -40p pm(0.5 -50 mg/m3）範圍的4個濃度點的氣體。另取純空氣作為零濃度氣體。
13-2.2 繪製標準曲線
每 個 濃 度的標準氣體，分別通過色譜儀的六通進樣閥，量取1mL進樣，得到各個濃度的色譜峰和保留時間。每個濃度作三次，測量色譜峰高的平均值。以峰高（mm）作縱坐標，濃度（PPM）為橫坐標，繪製標準曲線，並計算回歸線的斜率，以斜率倒數B：作樣品測定的計算因子。
13-2.3 測定校正因子
用 單 點 校正法求校正因子。取與樣品空氣中含一氧化碳濃度相接近的標準氣體。按6.2 .2 項操作，測量色譜峰的平均峰高（cm）和保留時間。用公式（(2）計算校正因子（f>:
f=h0/c0（2）
式中：f— 校正因子；
c0— 標準氣體濃度，PPM;
h0— 平 均 峰高，mm o
13.3 樣品分析
通過色譜儀六通進樣閥，進樣品空氣1m L，按6.2.2項操作，以保留時間定性，測量一氧化碳的峰高。每個樣品作三次分析，求峰高的平均值。並記錄分析時的氣溫和大氣壓力。高濃度樣品，套用清潔空氣稀釋至小於40 ppm(50 mg/m3)，再分析。
結果計算
14.1用標準曲線法查標準曲線定量，或用公式（3)計算空氣中一氧化碳濃度。
C= h * Bg, …………………（3 ）
式中
c— 樣品空氣中一氧化碳濃度，PPM;
h— 樣品峰高的平均值，MM;
Bg— 由6.2.2項得到的計算因子，ppm/mm o
14.2用 校正因子按公式（4)計算濃度：
C= h*f ……………………（4 ）
式中
c。— 樣品空氣中一氧化碳濃度，ppm ;
h— 樣品峰高的平均值，MM;
f— 由6.2.3項得到的校正因子，ppm/mm o
14.3一氧 化碳體積濃度PPM可按公式（5)換算成標準狀態下的質量濃度mg/m3
c1=c2/B…………………… (5 )
式中
c1— 標準狀態下的質量濃度，mg/m3
c2— 一氧化碳體積濃度，ppm;
B— 標準狀態下氣體摩爾體積，當0℃時，101k Pa時，B為22.41，當250℃，101kPa時，B為24.46。
測量範圍、精密度和準確度
15.1 測定範圍
進樣 1m L時，測定濃度範圍是0.50-50.0 m g/m3.
15.2 檢出下限
進樣1m L時，最低檢出濃度為0.50 m g/m3.
15.3 干擾和排除
由於採用了氣相色譜分離技術，空氣、甲烷、二氧化碳及其他有機物均不干擾測定。
15.4 重現性：一氧化碳濃度在6 mg/m3時，10次進樣分析，變異係數為20%
15.5 回收率：一氧化碳濃度在3-25 mg/m3時，回收率為94%- 104%
汞置換法
原理
經淨化後的含一氧化碳的空氣樣品與氧化汞在180-200℃下反應，置換出汞蒸氣。根據汞吸收波長2537 nm紫外線的特點，利用光電轉換檢測器測出汞蒸氣含量，再將其換算成一氧化碳濃度。
17試劑
17.1 變色矽膠：於120'C下乾燥2 h
17.2 活性炭：20-40目顆粒狀，於120'C烘乾4 h
17.3 5A分子篩和13X分子篩：球狀，於350--400`C下活化4 h
17.4 氧化汞（黃色）：直徑為0. 3-0.8 mm顆粒。
黃色氧化汞的製備：
稱 10g二氯化汞（HgC12) ，在加熱下溶於100m L水中。再稱取6g氫氧化鈉溶於100m L水中。待兩液冷卻到30℃後，取65 mL氫氧化鈉溶液，在攪拌下加入到100 mL二氯化汞溶液中（不要反過來加）。生成氧化汞沉澱放置室溫下約1h，中間攪拌兩次，然後用去離子水洗滌至無氯離子為止（用1%硝酸銀溶液檢驗）。抽濾，將沉澱於40℃下乾燥，乾燥後在暗處切成直徑為0. 3-0.8 mm顆粒，於棕色瓶中密封保存備用。
17.5 霍加拉特氧化劑：10-20目顆粒。
17.6 碘活性炭：稱1份碘，2份碘化鉀和20份重量水配成溶液，然後，加入約10份活性炭，用力攪拌至溶液脫色後，用布把溶液濾去，取出活性炭，然後在110℃下烘1-2 h，取出於棕色瓶中密封保存備用。
17.7 一氧化碳標準氣（貯於鋁合金鋼瓶中）：不確定度小於2%。濃度為l.25 m g/m3,12.5 m g/m3,
31.3 mg/m3和62. 5 mg/m3（相當於1,10,25和50 ppm)，或用動態方法配製所需濃度的一氧化碳標準氣體。
儀器
18.1 一氧化碳測定儀
18.1.1 儀器氣路流程如圖1所示。
1一進氣口；z一分子篩過濾管；3一活性炭過濾管;4一矽膠過濾管；5-霍加拉特氧化管；6一氣體流量計刃一六通閥;8一進樣口；9一出·樣口；10一定量管；11一分子篩小管；12-三通轉換閥；13一反應爐;14-氧化汞反應室；15一吸收池；16一碘活性炭管;17- 流量調 節 閥 ；18 一毛細孔 ； 19 一 真空表；20一真空泵；21一出氣口
18.1.2 氧化汞反應室結構如圖2所示。
1一玻璃毛；2-擋板；3一氧化汞；4-濾膜；5一密封圈；
6一反應室上部；7一反應室下部
18-1.3 取樣塑膠袋：用聚乙烯塑膠薄膜製成容積500 mL氣袋。
採樣
用聚乙烯塑膠袋,抽取現場空氣沖洗3-4次,採氣500mL,密封進氣口,帶回實驗室在24h內進行測定。
操作步驟
20.1 儀器的安裝與檢漏
20. 1.1 安裝：正確連線氣路，電源開關置“關”的位置，量程選擇置“斷”檔位置，將儀器三通閥旋至“測量”位置。
20.1. 2 檢漏：儀器進氣口與空氣鋼瓶相連線，儀器出氣口封死。打開鋼瓶閥門開關，調節減壓閥使壓力為0.2 MPa，此時儀器應無流量指示，30min內壓力下降不得超過0.0 2Mpa.
20.2 儀器的啟動：將儀器進氣口與淨化系統相連線，出氣口與抽氣泵相連線。接通電源，打開溫度開關，啟動抽氣泵，調節流量為1.5L/min。旋動溫控粗調鈕和溫控細調鈕，使溫度升至180攝氏度士0. 3℃，預熱1-2 h，待儀器穩定後進行校準。
20.3 儀器的校準
20.3.1 調零和調滿度：接通記錄儀電源，將儀器“量程選擇”置所需量程檔，調“零點調節”電位器，使電錶和記錄儀指示零點，調“記錄滿度”電位器，使電錶和記錄儀指示滿度。
20-3.2 量程標定：取與所用量程範圍相應濃度的一氧化碳標準氣體，經六通閥定量管進樣。標準氣體的回響值應落在50%-90%量程範圍內，進標準氣體三次，測得標準氣體回響（峰高或毫伏）平均值。
20.4 樣品測定
將採集在聚乙烯塑膠袋中的現場空氣樣品，同樣經六通閥定量管進樣三次，測得空氣樣品的回響（峰高或毫伏）平均值。
結果計算
21.1 空氣中一氧化碳濃度按公式（6）計算。
C=c0/h0*h…………………（6）
式中:
c— 樣品空氣中一氧化碳濃度，PPM;
c0一一氧化碳標準氣體濃度，PPM;
h— 樣品氣中一氧化碳平均回響值，mm或mV;
ho— 一氧化碳標準氣體平均回響值，mm或mv o
21.2
用 公式（7)將一氧化碳體積濃度為c(ppm)，換算成標準狀態下濃度
式中
：B— 標準狀態下的氣體摩爾體積，當0℃ ,101 kPa時，B=22. 41；當25℃,101.3kPa時，B=24.46 ；
.01— 一氧化碳分子量。
測式範圍、精密度和準確度
22.1 靈敏度
使用一氧化碳測定儀時，0.05mg/m3一氧化碳可產生0.5 mv輸出電壓。
22.2 檢出下限
進樣 量 為 50m L空氣時，最低檢出濃度為0.0 2mg/m3。
22.3 測量範圍
進樣量 50mL時為0.02 ^1.25mg/m3;
進樣量 10mL時為0.02 ^12.5mg/m3;
進樣量 5mL時為0.0 2^31.3mg/m3;
進樣量 2mL時為0.02^62.5Mg/M3.
22.4 干擾及排除
空氣中丙酮、甲醛、乙烯、乙炔、二氧化碳對測定有影響，因此對載氣和樣品氣需經淨化系統淨化後，再進行測定。水蒸氣是影響靈敏度及穩定性的一個重要因素，故對載氣和樣品氣需用分子篩及變色矽膠嚴格乾燥。
22.5 精密度：在0. 02-30 mg/m3範圍內重複測定相對標準差小於1.5%
22.6 準確度：取決於標準氣的不確定度（小於2%）及儀器的穩定性（小於3%)，總不確定度為5%.
