简介

公共场所空气中一氧化碳测定方法(1 范围)

第一法不分光红外线气体分析法(2 原理 3 试剂和材料 4 仪器和设备 5 采样 6 分析步骤 7 结果计算 8 测量范围、精密度和准确度)

第二法气相色谱法(9 原理 10 试剂 11 仪器与设备 12 采样 13 分析步骤 14结果计算 15 测量范围、精密度和准确度)

第三法汞置换法(16 原理 17试剂 18 仪器 19 采样 20 操作步骤 21 结果计算 22 测式范围、精密度和准确度)

简介

本标准规定了公共场所空气中一氧化碳浓度的测定方法。

本标准适用于公共场所空气中一氧化碳浓度测定。

中华人民共和国国家标准

公共场所空气中一氧化碳测定方法

GB/T 18204.23-2000

Methods for determination of carbon monoxide

in air of public places

1 范围

本标准规定了公共场所空气中一氧化碳浓度的测定方法。

本标准适用于公共场所空气中一氧化碳浓度测定。

第一法不分光红外线气体分析法

2 原理

一氧化碳对不分光红外线具有选择性的吸收。在一定范围内吸收值与一氧化碳浓度呈线性关系，

根据吸收值确定样品中一氧化碳的浓度。

3 试剂和材料

3.1变色硅胶：于120℃下干燥2 h

3.2无水氯钙：分析纯。

3.3高纯氮气：纯度99.99%

3.4霍加拉特（Hopcalite )氧化剂：10^-20目颗粒。霍加拉特氧化剂主要成分为氧化锰（MnO）和氧化铜（CUO)，它的作用是将空气中的一氧化碳氧化成二氧化碳，用于仪器调零。此氧化剂在100℃以下的氧化效率应达到100%。为保证其氧化效率，在使用存放过程中应保持干燥。

3.5 一氧化碳标准气体：贮于铝合金瓶中。

4 仪器和设备

4.1 一氧化碳不分光红外线气体分析仪

4.1.1 仪器主要性能指标如下：

测 量 范 围：0-30ppm(0-37.5mg/m3);0-100ppm(0-125mg/m3）两档

重 现 性 ：≤±0.5%（满刻度）；

零 点 漂 移：≤±2％满刻度/4h ;

跨 度 漂 移：≤±2％满刻度/4h ;

线 性 偏 差：≤±1.5％满刻度；

启动 时 间 ：30min-1h ;

抽气 流 量 ：0.5 L/min;

响 应 时 间：指针指示或数字显示到满刻度的90％的时间＜15s ;

4.2 记录仪0-10 mV ;

5 采样

用聚乙烯薄膜采气袋，抽取现场空气冲洗3-4次，采气0.5L或1.O L ，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，或连续测定空气中一氧化碳浓度。

6 分析步骤

6.1 仪器的启动和校准

6.111 启动和零点校准：仪器接通电源稳定30 min-1 h后，用高纯氮气或空气经霍加拉特氧化管和干燥管进入仪器进气口，进行零点校准。

6.1.2 终点校准：用一氧化碳标准气（如30 ppm）进入仪器进样口，进行终点刻度校准。

6.1.3 零点与终点校准重复2^-3次，使仪器处在正常工作状态。

6.2 样品测定

将 空 气 样品的聚乙烯薄膜采气袋接在仪器的进气口，样品被自动抽到气室中，表头指出一氧化碳的浓度（ppm)。如果仪器带到现场使用，可直接测定现场空气中一氧化碳的浓度。仪器接上记录仪表，可长期监测空气中一氧化碳浓度。

7 结果计算

一氧化碳体积浓度（ppm)，可按公式（1)换算成标准状态下质量浓度（mg/m3).

C1=C2/B*28…………………（1）

式中：C1— 标准状态下质量浓度，mg/m3i

C2— 一氧化碳体积浓度，mL/m3;

B— 标准状态下的气体摩尔体积，当0℃ ,101k Pa时，B=22.41，当25℃,101k Pa时，B=24.46 ；

28 — 一氧化碳分子量。

8 测量范围、精密度和准确度

8.1 测量范围

0-30 ppm(0-37.5mg/m3);0-100 ppm(0-125 g/m3）两档。

8.2 检出下限

最低检出浓度为0.1 ppm(0.125mg/m3).

8.3 干扰和排除

环境空气中非待测组分，如甲烷，二氧化碳，水蒸汽等能影响测定结果。但是采用串联式红外线检测器，可以大部分消除以上非待测组分的干扰。

8.4 重现性小于loot漂移4h小于4f a

8.5 准确度取决于标准气的不确定度（小于2%）和仪器的稳定性误差（小于4%)。

第二法气相色谱法

9 原理

一氧化碳在色谱柱中与空气的其他成分完全分离后，进人转化炉，在3600C镍触媒催化作用下，与氢气反应，生成甲烷，用氢火焰离子化检测器测定。

10 试剂

10.1 碳分子筛:TDX-O1,60 目一80目，作为固定相。

10.2 纯空气：不含一氧化碳或一氧化碳含量低于本方法检出下限。

10.3 镍触媒：30^40目，当一氧化碳<180m g/m3，二氧化碳<0.4 ％时，转化率＞950o.

10.4 一氧化碳标准气：一氧化碳含量10^40 ppm（铝合金钢瓶装）以氮气为本底气。

11 仪器与设备

11.1 气相色谱仪：配备氢火焰离子化检测器的气相色谱仪。

11.2 转化炉：可控温360℃士1`C.

11.3 注射器：2 mL,5 mL,10 mL,100 mL，体积误差＜士l%.

11.4 塑料铝箔复合膜采样袋：容积400-600 mL.

11.5 色谱柱：长2m内径2 mm不锈钢管内填充TDX-01碳分子筛，柱管两端填充玻璃棉。新装的色谱柱在使用前，应在柱温150'C、检测器温度180'C、通氢气60 mL/min条件下，老化处理10 h.

11.6 转化柱：长15 cm、内径4 mm不锈钢管内，填充镍触媒（30-40目），柱管两端塞玻璃棉。转化柱装在转化炉内，一端与色谱柱连通，另一端与检测器相连。使用前，转化柱应在炉温360`C，通氢气60 mL/min条件下，活化10h。转化柱老化与色谱柱老化同步进行。当一氧化碳<180 mg/m3时，转化率＞95％。

12 采样

用 橡 胶 二连球，将现场空气打入采样袋内，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。

13 分析步骤

13.1 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，制定能分析一氧化碳的最佳的色谱分析条件。附录A所列举色谱分析条件是一个实例。

13.2 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。

13.2.1 配制标准气

在 5 支 100m L注射器中，用纯空气将已知浓度的一氧化碳标准气体，稀释成0.4 -40p pm(0.5 -50 mg/m3）范围的4个浓度点的气体。另取纯空气作为零浓度气体。

13-2.2 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1mL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。以峰高（mm）作纵坐标，浓度（PPM）为横坐标，绘制标准曲线，并计算回归线的斜率，以斜率倒数B：作样品测定的计算因子。

13-2.3 测定校正因子

用 单 点 校正法求校正因子。取与样品空气中含一氧化碳浓度相接近的标准气体。按6.2 .2 项操作，测量色谱峰的平均峰高（cm）和保留时间。用公式（(2）计算校正因子（f>:

f=h0/c0（2）

式中：f— 校正因子；

c0— 标准气体浓度，PPM;

h0— 平 均 峰高，mm o

13.3 样品分析

通过色谱仪六通进样阀，进样品空气1m L，按6.2.2项操作，以保留时间定性，测量一氧化碳的峰高。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，应用清洁空气稀释至小于40 ppm(50 mg/m3)，再分析。

14结果计算

14.1用标准曲线法查标准曲线定量，或用公式（3)计算空气中一氧化碳浓度。

C＝ h * Bg, …………………（3 ）

式中

c— 样品空气中一氧化碳浓度，PPM;

h— 样品峰高的平均值，MM;

Bg— 由6.2.2项得到的计算因子，ppm/mm o

14.2用 校正因子按公式（4)计算浓度：

C＝ h*f ……………………（4 ）

式中

c。— 样品空气中一氧化碳浓度，ppm ;

h— 样品峰高的平均值，MM;

f— 由6.2.3项得到的校正因子，ppm/mm o

14.3一氧 化碳体积浓度PPM可按公式（5)换算成标准状态下的质量浓度mg/m3

c1＝c2/B…………………… (5 )

式中

c1— 标准状态下的质量浓度，mg/m3

c2— 一氧化碳体积浓度，ppm;

B— 标准状态下气体摩尔体积，当0℃时，101k Pa时，B为22.41，当250℃，101kPa时，B为24.46。

15 测量范围、精密度和准确度

15.1 测定范围

进样 1m L时，测定浓度范围是0.50-50.0 m g/m3.

15.2 检出下限

进样1m L时，最低检出浓度为0.50 m g/m3.

15.3 干扰和排除

由于采用了气相色谱分离技术，空气、甲烷、二氧化碳及其他有机物均不干扰测定。

15.4 重现性：一氧化碳浓度在6 mg/m3时，10次进样分析，变异系数为20%

15.5 回收率：一氧化碳浓度在3-25 mg/m3时，回收率为94%- 104%

第三法汞置换法

16 原理

经净化后的含一氧化碳的空气样品与氧化汞在180-200℃下反应，置换出汞蒸气。根据汞吸收波长2537 nm紫外线的特点，利用光电转换检测器测出汞蒸气含量，再将其换算成一氧化碳浓度。

17试剂

17.1 变色硅胶：于120'C下干燥2 h

17.2 活性炭：20-40目颗粒状，于120'C烘干4 h

17.3 5A分子筛和13X分子筛：球状，于350--400`C下活化4 h

17.4 氧化汞（黄色）：直径为0. 3-0.8 mm颗粒。

黄色氧化汞的制备：

称 10g二氯化汞（HgC12) ，在加热下溶于100m L水中。再称取6g氢氧化钠溶于100m L水中。待两液冷却到30℃后，取65 mL氢氧化钠溶液，在搅拌下加入到100 mL二氯化汞溶液中（不要反过来加）。生成氧化汞沉淀放置室温下约1h，中间搅拌两次，然后用去离子水洗涤至无氯离子为止（用1％硝酸银溶液检验）。抽滤，将沉淀于40℃下干燥，干燥后在暗处切成直径为0. 3-0.8 mm颗粒，于棕色瓶中密封保存备用。

17.5 霍加拉特氧化剂：10-20目颗粒。

17.6 碘活性炭：称1份碘，2份碘化钾和20份重量水配成溶液，然后，加入约10份活性炭，用力搅拌至溶液脱色后，用布把溶液滤去，取出活性炭，然后在110℃下烘1-2 h，取出于棕色瓶中密封保存备用。

17.7 一氧化碳标准气（贮于铝合金钢瓶中）：不确定度小于2%。浓度为l.25 m g/m3,12.5 m g/m3,

31.3 mg/m3和62. 5 mg/m3（相当于1,10,25和50 ppm)，或用动态方法配制所需浓度的一氧化碳标准气体。

18 仪器

18.1 一氧化碳测定仪

18.1.1 仪器气路流程如图1所示。

1一进气口；z一分子筛过滤管；3一活性炭过滤管;4一硅胶过滤管；5-霍加拉特氧化管；6一气体流量计刃一六通阀;8一进样口；9一出·样口；10一定量管；11一分子筛小管；12-三通转换阀；13一反应炉;14-氧化汞反应室；15一吸收池；16一碘活性炭管;17- 流量调 节 阀 ；18 一毛细孔 ； 19 一 真空表；20一真空泵；21一出气口

18.1.2 氧化汞反应室结构如图2所示。

1一玻璃毛；2-挡板；3一氧化汞；4-滤膜；5一密封圈；

6一反应室上部；7一反应室下部

18-1.3 取样塑料袋：用聚乙烯塑料薄膜制成容积500 mL气袋。

19 采样

用聚乙烯塑料袋,抽取现场空气冲洗3-4次,采气500mL,密封进气口,带回实验室在24h内进行测定。

20 操作步骤

20.1 仪器的安装与检漏

20. 1.1 安装：正确连接气路，电源开关置“关”的位置，量程选择置“断”档位置，将仪器三通阀旋至“测量”位置。

20.1. 2 检漏：仪器进气口与空气钢瓶相连接，仪器出气口封死。打开钢瓶阀门开关，调节减压阀使压力为0.2 MPa，此时仪器应无流量指示，30min内压力下降不得超过0.0 2Mpa.

20.2 仪器的启动：将仪器进气口与净化系统相连接，出气口与抽气泵相连接。接通电源，打开温度开关，启动抽气泵，调节流量为1.5L/min。旋动温控粗调钮和温控细调钮，使温度升至180摄氏度士0. 3℃，预热1-2 h，待仪器稳定后进行校准。

20.3 仪器的校准

20.3.1 调零和调满度：接通记录仪电源，将仪器“量程选择”置所需量程档，调“零点调节”电位器，使电表和记录仪指示零点，调“记录满度”电位器，使电表和记录仪指示满度。

20-3.2 量程标定：取与所用量程范围相应浓度的一氧化碳标准气体，经六通阀定量管进样。标准气体的响应值应落在50%-90％量程范围内，进标准气体三次，测得标准气体响应（峰高或毫伏）平均值。

20.4 样品测定

将采集在聚乙烯塑料袋中的现场空气样品，同样经六通阀定量管进样三次，测得空气样品的响应（峰高或毫伏）平均值。

21 结果计算

21.1 空气中一氧化碳浓度按公式（6）计算。

C=c0/h0*h…………………（6）

式中:

c— 样品空气中一氧化碳浓度，PPM;

c0一一氧化碳标准气体浓度，PPM;

h— 样品气中一氧化碳平均响应值，mm或mV;

ho— 一氧化碳标准气体平均响应值，mm或mv o

21.2

用 公式（7)将一氧化碳体积浓度为c(ppm)，换算成标准状态下浓度

式中

：B— 标准状态下的气体摩尔体积，当0℃ ,101 kPa时，B=22. 41；当25℃,101.3kPa时，B=24.46 ；

.01— 一氧化碳分子量。

22 测式范围、精密度和准确度

22.1 灵敏度

使用一氧化碳测定仪时，0.05mg/m3一氧化碳可产生0.5 mv输出电压。

22.2 检出下限

进样 量 为 50m L空气时，最低检出浓度为0.0 2mg/m3。

22.3 测量范围

进样量 50mL时为0.02 ^1.25mg/m3;

进样量 10mL时为0.02 ^12.5mg/m3;

进样量 5mL时为0.0 2^31.3mg/m3;

进样量 2mL时为0.02^62.5Mg/M3.

22.4 干扰及排除

空气中丙酮、甲醛、乙烯、乙炔、二氧化碳对测定有影响，因此对载气和样品气需经净化系统净化后，再进行测定。水蒸气是影响灵敏度及稳定性的一个重要因素，故对载气和样品气需用分子筛及变色硅胶严格干燥。

22.5 精密度：在0. 02-30 mg/m3范围内重复测定相对标准差小于1.5%

22.6 准确度：取决于标准气的不确定度（小于2%）及仪器的稳定性（小于3%)，总不确定度为5%.