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紫外光度法测臭氧标准

紫外光度法测臭氧标准
FHZHJDQ0127 环境空气臭氧的测定紫外光度法
F-HZ-HJ-DQ-0127
环境空气—臭氧的测定—紫外光度法
1 范围
本方法规定了测定环境空气中臭氧的紫外光度法。
本方法规定了在测定条件25℃和101.325kPa 时，臭氧的测定范围为2.14μg/m3
（0.001ppmV/V）至2mg/m3（1ppmV/V）。
本方法不受常见气体的干扰，但少数有机物如苯及苯胺等（见附录A），在254nm 处吸
收紫外光，对臭氧的测定产生正干扰。除此之外，当被测环境空气中颗粒物浓度超过100μg/m3
时也对臭氧的测定产生影响。
零空气：不含能使臭氧分析仪产生可检测响应的空气，也不含与臭氧发生反应的一氧化
碳、乙烯等物质。
传递标准：一个仪器及相关的操作程序或一个方法，能准确测量并重现与**标准有定
量相关性的臭氧浓度标准。
2紫外光度法测臭氧标准原理
当空气样品以恒定的流速进入仪器的气路系统，样品空气交替地或直接进入吸收池或经
过臭氧涤去器再进入吸收池，臭氧对254nm 波长的紫外光有特征吸收，零空气样品，通过吸
收池时被光检测器检测的光强度为I0，臭氧样品通过吸收池时被光检测器检测的光强度为I，
I/I0 为透光率。每经过一个循环周期，仪器的微处理系统根据朗伯—比耳定律求出臭氧的浓度。
这些量之间的关系由下式表示：
I I = e − acl 0 /
3紫外光度法测臭氧标准试剂
3.1 采样管线：采用玻璃、聚四氟乙烯等不与臭氧起化学反应的惰性材料。
3.2 颗粒物滤膜：滤膜及其支撑物应由聚四氟乙烯等不与臭氧起化学反应的惰性材料制成。
应能脱除可改变分析器性能、影响臭氧测定的所有颗粒物。
注： ① 滤膜孔径为5μm；
② 通常，新滤膜需要在工作环境中适应5~15min 后再使用。
3.3 零空气：来源不同的零空气可能含有不同的残余物质，因此，在测定I0 时，向光度计提
供零气的气源与发生臭氧所用的气源相同。
4 紫外光度法测臭氧标准仪器
4.1紫外臭氧分析仪
图1 为紫外臭氧分析仪的示意图。
4.1.1 紫外吸收池：紫外吸收池应用不与臭氧起化学反应的惰性材料制成，并具良好的机械
稳定性。吸收池的臭氧损失不能大于5％。光路长度为已知值的99.5％。
4.1.2 紫外灯：所产生的紫外光被检测器接受的254nm 的辐射至少占99.5％。
4.1.3 光检测器：光检测器能满足在254nm波长下测量的灵敏度要求。浓度测量标准偏差不
超过0.01mg/m3（0℃，101.325kPa）或浓度的3％。
4.1.4 臭氧涤去器：空气样品经过臭氧涤去器以后进入吸收池由光检测器测出I0，臭氧涤去
器的平均寿命由生产厂家给出。然而实际寿命由采样环境而定。当臭氧涤去器对环境中的臭
氧反应明显降低时线性检验精度>1％时则应更换臭氧涤去器。
4.1.5 采样泵：采样泵安装在气路的末端，抽吸空气流过臭氧分析仪，并能在仪器所需的流
量和压力条件下运转。
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图1 UV臭氧分析仪示意图
4.1.6 流量控制器：控制流过臭氧分析仪的空气流量恒定在选定流量值的±2％以内。
4.1.7 流量计：流量计的流量值在要求值的±2％范围以内。
4.1.8 温度指示器：温度指示器能测量紫外吸收池的温度，准确度为±0.1％℃。
4.1.9 压力指示器：压力指示器能测量紫外吸收池的压力，准确度为±0.1kPa。
4.2 校准用主要设备
图2 为臭氧校准系统的示意图。
图2 臭氧校准系统示意图
4.2.1 **紫外臭氧校准仪
**紫外臭氧校准仪仅用于**校准用。只能通入清洁、干燥、过滤过的气体，而不可
以直接采集环境大气。只能放在干净的专用的试验室内，必须固定避免震动。可将紫外臭氧
校准仪通过传递标准作为现场校准的共同标准。
**紫外臭氧校准仪其吸收池要能通过254nm 波长的紫外光，通过吸收池的254nm 波长
的紫外光至少要有99.5％被检测器所检测。吸收池的长度，不应大于已知长度的±0.5％。臭
氧在气路中的损失不能大于5％。
4.2.2 臭氧发生器：能在仪器的量程范围内发生稳定浓度的臭氧。在整个校准周期内臭氧的
流量要保持均匀。
4.2.3 输出多支管
输出多支管应用不与臭氧起化学反应的惰性材料，如玻璃、聚四氟乙烯塑料等。直径要
保证与仪器连接处及其他输出口压力降可忽略不计。系统必须有排出口，以保证多支管内压
力为大气压，防止环境空气倒流。
3
5 操作步骤
5.1 紫外臭氧分析仪的校准
5.1.1 **标准校准
5.1.1.1 原理
用臭氧发生器制备不同浓度的臭氧，将**紫外臭氧校准仪和臭氧分析仪连接在输出多
支管上同时进行测定。将臭氧分析仪测定的臭氧浓度值对**紫外臭氧校准仪的测定值做图，
即得出臭氧分析仪的校准曲线。
5.1.1.2 臭氧分析仪的校准步骤
a. 按图2 连接臭氧分析仪的校准系统，通电使整个校准系统预热和稳定48h。
b. 零点校准。调节零空气的流量，使零空气流量必须超过接在输出多支管上的校准仪与
分析仪的总需要量，以保证无环境大气抽入多支管的排出口。让分析仪和校准仪同时采集零
空气直至获得稳定的响应值（零空气需稳定输出15min）。然后调节校准仪的零点电位器至零。
同时调节分析仪的零点电位器（把分析仪的零点调至计录纸量程标度5％的位置上，以便于
观察零点的负飘移）。分别记录臭氧校准仪和臭氧分析仪对零空气的稳定响应值。
c. 调节臭氧发生器，发生臭氧分析仪满量程80％的臭氧浓度。
d. 跨度调节。让分析仪和校准仪同时采集臭氧，直至获得稳定的响应值（臭氧需稳定输
出15min）。调节分析仪的跨度电位器，使之与校准仪的浓度指示值一致。分别记录臭氧校准
仪与臭氧分析仪臭氧标气的稳定响应值。
如果满量程跨度调节作了大幅度的调节，则应重复步骤c~d 再检验零点和跨度。
e. 多点校准。调节臭氧发生器，在臭氧分析仪满量程标度范围内。至少发生5 个��氧浓
度，对每个发生的臭氧浓度分别测定其稳定的输出值，并分别记录臭氧校准仪与臭氧校准仪
对每个浓度的稳定响应值。
f. 绘制标准曲线。以臭氧分析仪的响应值（mg/m3）为Y 轴，以臭氧浓度（臭氧校准仪
的响应值）为X 轴作校准曲线。所得的校准曲线应符合下式的线性方程。
O3（mg/m3）＝b×[臭氧分析仪的响应值]+a
g. 用*小二乘法公式计算校准曲线的b、a 和γ 值。a 值应小于满量程浓度值的1％.
b 值应在0.99～1.01 之间，γ 值应大于0.9999。
5.1.2 传递标准校准
在不具备**校准仪和不方便使用**标准的情况下，可以用传递标准校准。传递校准
可采用紫外臭氧校准仪和靛蓝三磺酸钠分光光度法。用于传递校准的紫外臭氧校准仪不可以
用于环境测定。只能用于校准。传递标准校准原理同5.1.1.1。
5.2 臭氧分析仪的操作。
接通电源，打开仪器主点源开关，仪器至少预热一小时。待仪器稳定后连接气体采样管
线进行现场测定。可将臭氧分析仪与记录仪、数据记录器和计算机等适当的记录装置连接，
记录臭氧的浓度。
在仪器运转期间，至少每周检查一次仪器的零点/跨度和各项操作参数。每季度进行一次
多点校正。
6 结果计算
6.1 臭氧浓度的计算
报告结果时使用mg/m3。仪器参数以ppm 计时换算成mg/m3。臭氧ppm 与mg/m3 的换算
关系如下：
在0℃，101.3kPa 条件下：1ppm＝2.141mg/m3
在25℃，101.3kPa 条件下；1ppm=1.962mg/m3
7 精密度
五个实验室重复测定浓度在0.014～1.198mg/m3 的臭氧，浓度在0.014～0.020mg/m3 之间
时重复性变异系数小于9.0％；浓度在0.020～1.198mg/m3 之间其变异系数小于5.0％。相对标
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准偏差小于1.0％。
8 参考文献
GB/T 15438-1995
附录 A
对紫外臭氧测定仪产生干扰的某些化学物质
干扰物质（1ppm 计）响应（以％浓度计）
苯乙烯 20
反式－甲基苯＝乙烯 >100
苯甲醛 5
o—甲氧甲酚 12
硝基甲酚 100
苯
苯胺
下列物质在浓度低于1ppm 时不产生反应：甲苯、过氧硝酸乙酰酯、丁二酮－（2，3）、
过氧硝酸苯酰酯、硝酸甲酯、硝酸正丙酯、硝酸正丁酯。

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