公共场所空气中二氧化碳检验方法..doc

公共场所空气中二氧化碳检验方法一、不分光红外线气体分析法1 原理二氧化碳对红外线具有选择性的吸收在一定范围内，吸收值与二氧化碳浓度呈线性关系根据吸收值确定样品中二氧化碳的浓度2 试剂和材料2.1变色硅胶：于120℃下干燥2小时2.2无水氯化钙：分析纯2.3高纯氮气：纯度99.99%2.4烧碱石棉：分析纯2.5塑料铝箔复合薄膜采气袋0.5L或1.0L2.6二氧化碳标准气体（0.5%）：贮于铝合金钢瓶中（参照GB 5274-85气体分析-标准用混合气体的制备一称重法）3 仪器和设备3.1二氧化碳不分光红外线气体分析仪3.1.1仪器主要性能指标如下：测量范围：0～0.5%；0～1.5%两档重现性：≤±1%满刻度零点漂移：≤±3%满刻度/4h跨度漂移：≤±3%满刻度/4h温度附加误差：（在10-80℃）≤±2%满刻度/10℃一氧化碳干扰：1000ppmCO≤±10%～15%≤±2%满刻度/30min启动时间：30min抽气流量：>0.5L/min响应时间：指针指示到满刻度的90%<15s3.2记录仪0～10mV4 采样用塑料铝箔复合薄膜采气袋，投抽以现场空气冲洗3～4次，采气0.5L或0.1L，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，或连续测定空气中二氧化碳浓度5 分析步骤5.1仪器的启动和校准5.1.1启动和零点校准：仪器接通电源后，稳定30分钟～1小时，将高纯氮气或空气经干燥管和烧碱石棉过滤管后，进行零点校准5.1.2终点校准：用二氧化碳标准气（如0.50%）连接在仪器进样口，进行终点刻度校准5.1.3零点与终点校准重复2～3次，使仪器处在正常工作状态5.2样品测定将内装空气样品的塑料铝箔复合薄膜采气袋接在装有变色硅胶或无水氯化钙的过滤器和仪器的进气口相连接，样品被自动抽到气室中，表头指出二氧化碳的浓度（%）如果将仪器带到现场，可间歇进样测定仪器接上记录仪表，可长期监测空气中二氧化碳浓度6 结果计算仪器的刻度指示经过标准气体校准过的，样品中二氧化碳的浓度，由表头直接读出7 测量范围、精密度和准确度7.1 测量范围 0～0.5%；0～1.5%两档7.2检出下限最低检出浓度为0.01%7.3干扰和排除环境空气中非待测组份，如甲烷，一氧化碳，水蒸汽等能影响测定结果由于在透过红外线的窗口，安装了红外线滤光片，它的波长426μm，二氧化碳对该滤长有强烈的吸收；而一氧化碳和甲烷等气体不吸收因此，一氧化碳和甲烷的干扰可能忽略不计。

但水蒸汽对测定二氧化碳有干扰，它可以使气室反射率下降，从而使仪器灵敏度降低，影响测定结果的准确性，因此，必须使空气样品经干燥后，再进入仪器7.4重现性小于2%，漂移小时小于6%7.5准确度取决于标准气的不确定度（小于2%）和仪器的确定性误差（小于6%）二、气相色谱法1 原理二氧化碳在色谱柱中与空气的其它成分完全分离后，进入热导检测器的工作臂，使该臂电阻值的变化与参与臂电阻值变化不相等，惠斯登电桥失去平衡而产生信号输出性范围内，信号大小与进入检测器的二氧化碳浓度成正比从而进行定性与定量测定2 试剂2.1二氧化碳标准气；浓度1%（铝合金钢瓶装），以氮气作本底气2.2高分子多孔聚合物：GDX-102，60-80目，作色谱固定相2.3纯氮气：纯度99.99%3 仪器与设备 3.1气相色谱仪配备有热导检测器的气相色谱仪3.2注射器：2ml，5ml，10ml，20ml，50ml，100ml，体积误差<±1%3.3塑料铝箔复合膜采样袋容积：400～600ml3.4色谱柱：长3m内径4mm不锈钢管内填充GDX-102高分子多孔聚合物，柱管两端填充玻璃棉新装的色谱柱在使用前，应在柱温180℃，通氮气70ml/min条件下，老化12小时，直至基线稳定为止。

4 采样用橡胶二连球将现场空气打入塑铝复合膜采气袋，使之胀满后放掉如此反复四次，最后一次打满后，密封进样口，并写上标签，注明采样地点和时间等5 分析步骤5.1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，制定能分析二氧化碳的最佳的色谱分析条件附录所列举色谱分析条件是一个实例5.2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5.2.1配制标准气在5支100ml注射器内，分别注入1%二氧化碳标准气体，2、4、8、16、32ml，再用纯氮气稀释至100ml，即得浓度为0.02、0.04、0.08、0.16和0.32%的气体另取纯氮气作为零浓度气体5.2.2绘制标准曲线每个浓度的标准气体，分别通过色谱仪的六通进样阀，量取3ml进样，得到各个浓度的色谱峰和保留时间每个浓度作三次，测量色谱峰高的平均值以一氧化碳的浓度（%）对平均峰高（mm）绘制标准曲线，并计算回归线的斜率，以斜率的倒数Bg（%/mm）作样品测定的计算因子5.2.3测定校正因子用单点校正法求校正因子取与样品空气含一氧化碳浓度相接近的标准气体按5.2.2项操作，测量色谱峰的平均峰高（mm）和保留时间。

用公式（1）计算校正因子f=C0/h0……………………………………（1）式中：f――校正因子，%/mmC0――标准气体浓度，%h0――平均峰高，mm5.3样品分析通过色谱仪六通进样阀进样品空气3ml，按5.2.2项操作，以保留时间定性，测量二氧化碳的峰高每个样品作三次分析，求峰高的平均值并记录分析时的气温和大气压力高浓度样品用纯氮气稀释至小于0.3%再分析6 结果计算6.1用标准曲线法查标准曲线定量，或用公式（2）计算浓度C=h×Bg…………………………………………（2）式中：C――样品空气中二氧化碳浓度，%h――样品峰高的平均值，mmBg――由5.2.2项得到的计算因子，mm6.2用校正因子按公式（3）计算浓度：C=h×f……………………………………（3）式中：C――样品的空气中二氧化碳浓度，%；h――样品峰高的平均值，mm；f――由5.2.3项得到的校正因子，%/mm7 测量范围、精密度和准确度7.1测定范围进样3ml时，测定浓度范围是0.02～0.6%7.2检出下限进样3ml时,最低检出浓度为0.014%7.3干扰和排除由于采用了气相色谱分离技术，空气、甲烷、氨、水和二氧化碳等均不干扰测定。

7.4重现性二氧化碳浓度在0.1～0.2%时，重复测定的变异系数为5～3%7.5回收率二氧化碳浓度在0.02～0.4%，回收率为95～105%，平均回收收率为99%　附录气相色谱分析空气中二氧化碳的实例A.1色谱分析条件柱箱温度一室温（10～35℃）；检测室温度一室温（10～35℃）；汽化室温度一室温（10～35℃）；载气一氢，50ml/min；记录仪一满量程5mV，纸速5mm/min；进样量一用六通进样阀进样3mlA.2按A.1色谱分析条件所得到的色谱图图1 标准气和样品气色谱图三、容量滴定法1 原理用过量的氢氧化钡溶液与空气中二氧化碳作用生成碳酸钡沉淀，采样后剩余的氢氧化钡用标准草酸溶液滴至酚酞试剂红色刚褪由容量法滴定结果和所采集的空气体积，即可测得空气中二氧化碳的浓度2 试剂和材料2.1吸收液2.1.1稀吸收液（用于空气二氧化碳浓度低于0.15%时采样）：称取1.4g氢氧化钡（Ba（OH）2·8H2O）和0.08g氯化钡（Bscl2·2H2O）溶于800ml水中，加入3ml正丁醇，摇匀，用水稀释至1000ml2.1.2浓吸收液（用于空气二氧化碳浓度在0.15～0.5%时采样）：称取2.8g氢氧化钡（Ba（OH）2·8H2O）和0.16g氢化钡（BaCl2·2Ho）溶于800ml水中，加入3ml正丁醇，摇匀，用水稀释1000ml。

2.2草酸标准溶液：称取0.5637g草酸，（H2C2O4·2H2O），用水溶解并稀释至1000ml，此溶液1ml相当于标准状况（0℃，101.325kPa）下0.1ml二氧化碳2.3酚酞指示剂2.4正丁醇2.5纯氮气（纯度99.99%）或经碱石灰管除去二氧化碳后的空气3 仪器和设备3.1恒流采样器：流量范围0～1L/min，流量稳定、可调恒流误差小于2%；采样前和采样后用皂膜流量计校准采样系统的流量，误差不大于5%3.2吸收管吸收液为50ml，当流量为0.3L/min时，吸收管多乳板阻力为40～50mmH2O3.3酸式滴定管：50ml3.4碘量瓶：125ml4 采样取一个吸收管（事先应充氮或充入经钠石灰处理的空气）加入50ml氢氧化钡吸收液，以0.3L/min流量，采样5～10min采样前后，吸收管的进、出气口均用乳胶管连接以免空气进入5分析步骤采样后，吸收管送实验室，取出中间砂蕊管，加塞静置3小时，使碳酸钡沉淀完全，吸取上清液25ml于碘量瓶中（碘量瓶事先应充氮或充入经碱石灰处理的空气），加入2滴酚酞指示剂，用草酸标准液滴定至溶液的着色由红色变为无色，记录所消耗的草酸标准溶液的体积，ml。

同时吸取25ml未采样的氢氧化钡吸收液作空白滴定，记录所消耗的草酸标准溶液的体积，ml6 结果计算6.1将采样体积按公式换算成标准状态下采样体积V0=Vt×T0/（273+t）×P/P0……………………………（1）式中：V0――标准状态下的采样体积L；Vt――采样体积，L=采样流量（L/min）×采样时间（min）；ｔ――采样点的气温，℃；T0――标准状态下的绝对温度，273K；P――采样点的大气压力，kPa；P0――标准状态下的大气压力101kPa6.2空气中二氧化碳浓度按公式（2）计算：C=20×（b-a）/V0…………………………………………（2）式中：C――空气中二氧化碳浓度，%；a――样品滴定所用草酸标准溶液体积，ml；b――空白滴定所用草酸标准溶液体积，ml；V0――换算成标准状况下的采样体积，L7 测量范围、精密度和准确度7.1测定范围当采样体积为5L时，可测浓度范围0.001%～0.5%7.2灵敏度样品溶液每消耗1ml标准草酸溶液，相当于0.1ml二氧化碳（标准状况0℃，101.325kPa）7.3检出下限当采样体积为5L时，检出浓度为下限0.001%7.4干扰及排除空气中二氧化硫、氮氧化物及醋酸等酸性气体对本法的吸收液产生中和反应，但一般环境空气中二氧化碳浓度在500mg/m3以上，相比之下，空气中上述酸性气体浓度要低得多。

即使空气中二氧化硫浓度超过0.15mg/m3的100倍，并假设它全部转变为硫酸，对本法所牙起的干扰不到5%7.5精密度和准确度对含二氧化碳0.04～0.27%的标准气体的回收率为97～98%，重复测定的变异数为2～4%中国预防医学科学院环境卫生监测所信息室。