空气中氨（精选三篇）
空气中氨 篇1
1 比色法
比色法测定空气中氨,不需要昂贵的仪器,只需具备分光光度计即可,操作上亦无太大难度。因而对大多数基层实验室是很好的选择,但在测定过程中,也发现不同的比色法也各有利弊,需要根据实际情况选择合适的方法。
空气中氨的测定一般采用靛粉蓝[1]和纳氏试剂比色法[2]。公共场所和室内空气卫生标准值为0.2 mg/m3,靛粉蓝比色法比纳氏试剂比色法灵敏度高,所以一般采用靛粉蓝比色法。陈旭东等[3]等对靛粉蓝比色法和纳氏试剂比色法进行了深入研究。关于靛粉蓝比色法,氨含量在0.5～10 μg之间线性良好,r在0.995 8～0.999 7之间;按采样5 L计,检测下限为0.1 mg/m3;加标回收率为 94%～100.2%。纳氏试剂比色法的线性范围在2～20 μg之间,r在0.998 0～0.999 8之间;检测下限为0.4 mg/m3;加标回收率为 95.5%～102.6%。两法比较,靛粉蓝比色法灵敏度高,但操作繁琐、容易污染,要求所用试剂当天配制、当天使用。纳氏试剂比色法操作简便、快速,但要注意纳氏试剂含汞废液的处理,防止造成环境污染。
由于纳氏试剂比色法的显色剂有毒,对环境污染严重,且试剂配制时间长,不适合应急检测;而靛粉蓝比色法稳定性差,干扰因素多,操作条件要求严格。并且当空气中含甲醛或硫化氢时,两种方法均需经过特殊的前处理,比较麻烦。刘汉方等[4]探索了乙酰丙酮甲醛分光光度法测定车间空气中氨,试剂价廉易购、操作简便,不受甲醛、硫化氢的干扰,尤其适用于含有甲醛、硫化氢的空气和污水中氨的测定。该方法线性范围为0.20～10.00 μg/ml,相关系数r=0.999 5,最低检出浓度为0.13 mg/ m3,相对标准偏差为1.40%～5.07%,加标回收率为 95.3%～104.5%,并且经配对检验,结果与纳氏试剂比色法差异无统计学意义。此方法简便、快速、环保,值得推广。另外,郭虹等[5]采用水杨酸盐作为显色剂,并对显色剂的用量、共存离子的干扰以及pH值对显色反应的影响等主要因素进行了探讨,取得了满意的结果。方法具有较好的精密度和可靠的准确度,选择性好、干扰因素小、避免了有毒试剂的使用。该法的检测限为0.02 μg/mL,加标回收率在96.0%～103.0%之间,相对标准偏差为0.5%～2.1%,具有良好的选择性和重现性,适合在基层推广应用。李阳等[6]建立了茚三酮光度法测定室内空气中微量氨的新方法,线性范围为0～8 μg/10mL,最低检出浓度为0.06 mg/m3,相对标准偏差为2.8%～6.8%,加标回收率为96.2%～102.3%,该法简便、快速、干扰少,测定结果满意。
针对靛粉蓝比色法显色时间长(常温下至少1 h),试剂稳定性差等缺点,刘卫艳等[7]进行了反应温度和反应时间试验,经过实验证明,完全反应所需时间随温度的升高而减少,反应完全时校准曲线的相关系数均在0.999以上。当温度在低温时,偏低且不稳定,当温度大于30 ℃时,稳定性才较好。选择在40 ℃,时间在30 min时最佳,反应完全,线性良好。不仅提高了分析结果准确度,还缩短了反应时间,提高了工作效率。
对于传统的纳氏试剂比色法,王余萍等[8]建立了与生活饮用水氨氮测定相匹配的方法来检测空气中的氨,经过选择合适的纳氏试剂加入量,降低了检出限,达到0.12 μg/mL,线性范围扩大为0.12～2.4 μg/mL之间,相关系数为r=0.999 6, RSD在1.86%～3.63%之间。使方法检出限、灵敏度及线性范围都优于空气氨国标法,并且所用试剂与测定生活饮用水中氨氮相同,减少了工作量及试剂损耗,降低了对环境造成的污染,值得借鉴。针对国标方法中氨的吸收液的浓度,董建波等[9]进行了多次实验分析,结果证明GB/T 160.29-2004中测定氨的吸收液的浓度是不合实验分析的,无法显示颜色,导致实验结果无法判定。应更改为0.01 mol/L,其他条件不变,能满足实验要求。
随着工业的发展,许多企业中存在氨,准确测定空气中氨含量,对保障劳动者健康有着重要意义。测量不确定度可以客观地描述实验的有效性、可靠性,还可以定量地说明实验技术水平以及管理水平的高低。陈福尊等[10]分析了工作场所空气中氨含量测定过程的不确定度,明确了实验中对结果准确性影响较大的环节。得出结论,要选择合格的标准物质,恰当选择样品溶液定容器皿以减少不确定度。朱姝婧等[11]采用纳氏分光光度法对某工作场所空气中的氨浓度进行了测定,分析影响测定结果的各不确定度来源。发现影响氨浓度不确定性的主要因素是样品采集时引入的不确定度,提示应尽量提高现场采样仪器的稳定性,以减少由此带来的不确定度。
测定空气中的氨,首先要进行采样,目前用于比色法的采样方法主要有液体吸收法和被动式个体采样器法[12]。液体吸收法因现场使用玻璃器皿,易于破碎,给采样带来诸多不便。被动式个体采样器因采样时间长,增加了现场工作难度。宋钰等[13]研制了一种用于室内空气中氨采样测定的固体吸附气体采样管,采用靛粉蓝比色法测定,评价其性能,采样效率、洗脱效率分别为(97.96±0.49)%和(97.96±0.49)%,采样精密度为3.72%,加标回收率为 95.84%～103.28%,将该法与国标气泡吸收法的测定结果比较,差异无统计学意义,有较好的稳定性和准确性,可代替气泡吸收法用于大规模室内空气中氨的监测。
2 离子色谱法
随着分析检测技术的不断进步,一些分析工作者开始尝试采用先进的离子色谱技术进行定量分析,获得了满意的结果。应波等[14]将空气中的氨吸收在稀硫酸中,采用阳离子分析柱分离,抑制型电导检测离子色谱仪检测,选择性好、无干扰。铵离子在1～100 μg/mL范围内线性良好,相关系数r=0.999 0,检出限0.1 μg/mL,并且用离子色谱法和纳氏试剂比色法分别测定空气中氨,结果一致。张红辉等[15]也建立了离子色谱法测定空气中氨的方法,检出限达到0.02 μg/mL,氨的质量浓度在20.0 μg/mL以内呈线性,并与纳氏试剂比色法作了比较,差异无统计学意义。张健等[16]亦采用离子色谱法测定空气中氨,方法的加标回收率为97.6%～99.8%,RSD为1.08%～2.93%之间,检出限为0.05 μg/mL,且与纳氏试剂比色法的测定结果差异无统计学意义。离子色谱法测定氨操作简便,灵敏度高,数据重现性好,无干扰离子影响,不会对环境造成污染。为工作场所和室内空气中氨的测定提供了新的监测手段。
空气中氨 篇2
随着国家标准《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325-2001的制订与实施, 对室内有害气体氡 (Rn222) 、甲醛、氨、苯和总挥发性有机化合 (TVOC) , 的浓度均规定了测定方法, 其中靛酚蓝分光光度法是测定室内空气中氨浓度的仲裁方法。对靛酚蓝分光光度法测定室内空气中氨浓度的实验条件进行了比较全面的分析, 研究了显色温度、显色时间、吸收波长和显色剂用量等对分析结果的影响, 对检出限等有关指标进行了探讨。并提出了个人观点
2 实验
2.1 实验仪器和试剂:
7230G型可见分光光度计, ;实验中所用水杨酸、次氯酸钠、亚硝基铁氢化钠、柠檬酸钠、氢氧化钠、氯化铵、硫酸等试剂均为分析纯, 硫代硫酸钠为色谱纯、水为无氨蒸馏水。
2.2 实验方法:
实验方法参照国家标准《公共场所空气中氨测定方法》GB/T18204.25-2000规定的“靛酚蓝分光光度法”进行, 在此方法的基础上进行各种条件实验。
3 实验结果与讨论
3.1 分析方法的影响因素
分光光度法分析理论基础是光吸收的基本定律即朗伯-比耳定律。它的数学表达式为A=Kc L表示当一束平行单色光通过均匀、非散射的稀溶液时, 溶液对光的吸收程度 (A) 与溶液的浓度 (c) 及液层厚度 (L) 的乘积成正比。式中吸光系数K与吸光物质的性质、入射光的波长、显色时间和显色剂用量等因素有关, 同时还受到干扰吸光物质、酸度等因素的干扰。本文将研究显色温度、显色时间、入射光波长和显色剂用量对氨浓度检测的影响。
3.1.1 显色温度的影响。
分别取不同浓度的氨工作液5组加入试剂后分别置于不同温度 (5℃~30℃) 下进行1h显色反应, 其他实验条件按标准规定执行, 其检测结果见表1。从表中可以看出, 样品吸光度受温度的影响不大。因此, 该方法对实验室温度要求不高, 在一般室内环境下检测均适用。
3.1.2 显色时间的影响。
分别取不同浓度的氨工作液5组, 在不同的显色时间内检测样品吸光度, 其他实验条件按标准规定执行, 检测结果见图1。可以看出, 显色30min (后吸光度基本稳定不变。因此, 有条件将显色时间从标准规定的1h缩短为30min, 如果标准修订缩短显色时间, 有利于快速检测。另外, 由于各种原因没有在标准规定的显色1h进行比色分析实验的话, 至少显色2h内的比色分析实验结果可以参考采用, 避免错过时间样品无检测结果的情况发生。
3.1.3 入射光波长的影响。
取氨含量分别为1.0ug/m1, 3.0ug/m1, 7.0ug/ml标准液, 按标准规定配样, 显色1h, 然后在分光光度计上用不同波长的光依次通过三个不同浓度的溶液, 可测得它的相应吸光度, 绘出的三条吸收光谱曲线见图2。从吸收曲线可以看出, 氨溶液对不同波长的光吸收情况不同, 在697.5nm的光吸收最大。吸收曲线可以反应物质对光的选择性吸收, 三条曲线说明溶液浓度不同, 但光的选择性吸收是相同的, 其λmax也相同, 只是浓度大, 对光的吸收也相应增大。
3.1.4 显色剂用量影响。
为了保证显色反应尽可能地进行完全, 一般都要加入过量的显色剂, 但不是显色剂越多越好。在1.0ug/ml的氨溶液中加入不同量的水杨酸溶液显色剂, 其他实验条件按标准规定执行, 分别检测吸光度, 其结果见曲线图3。可以看出, 当水杨酸溶液用量增大时, 吸光度也增大, 增大到0.45~0.55m1时曲线变平;当水杨酸溶液用量大于0.55m I后, 吸光度反而下降。因此应控制水杨酸溶液的用量在0.45~0.55m1, 最佳用量为标准规定的0.50ml (在实际工作中如果保证专管专用也能保证系统误差减少) 。如果样品溶液吸光度超过标准曲线范围, 要用加有显色剂的未采样吸收液稀释样品, 保证稀释后样品显色剂量基本小变, 30min后再检测吸光度。
3.2 氨浓度影响
在实际工作中检测一个氨刺激性很强的工程, 发现按标准规定的方法采样10min, 在实验室加显色剂后不显色, 用加有显色剂的未采样吸收液稀释仍然不显色。后来, 我们配制0~80ug/ml不同浓度的氨标准溶液进行试验 (见图4) 时, 发现氨浓度大于50ug/ml时, 颜色反而变浅, 且吸光度开始下降。我们还对20~50ug/ml的氨溶液按标准规定的方法稀释至溶液浓度不大于10ug/ml, 检测结果见表2。由表中可以看出, 稀释后通过标准曲线计算出的氨溶液浓度都小于其配制浓度, 氨浓度越高, 稀释后计算的误差越大;同浓度的氨溶液稀释倍数越高, 计算后的误差也越大。因此, 可以认为用该方法检测氨溶液浓度不宜大于30ug/ml稀释倍数不宜大于2倍, 否则偏差会很大。对于氨浓度较高的环境, 最好采用适当缩短采样时间的方一法来采样。
4 结论
4.1 用靛酚蓝分光光度法测定室内环境中的氨浓度时, 显色温度对吸光度影响小大;显色时间30min后吸光度基本稳定不变;最大吸收波长是697.5nm;最佳显色剂用量为0.50m1。
空气中氨 篇3
1 材料与方法
1.1 主要仪器与试剂
30 m3环境实验舱(北京新兴赛克医疗科技有限公司),WFJ 2100型可见分光光度计(上海尤尼克仪器有限公司),QC-2型大气采样仪(北京市劳动保护科学研究所),大型气泡吸收管,皂膜流量计,具塞比色管。
氨—氮标准溶液:100μg/ml(GBW(E)080220,中国计量科学研究院),硫酸(优级纯),纳氏试剂(美国HACH公司),去离子水(18.2 MΩ)。
1.2 内容与方法
在30 m3舱内发生一定浓度的氨气,采用工作场所国标(GBZ 160.29)的方法,选择配套和不配套管的大泡吸收管采样,比较2种大泡吸收管的采样效率和结果准确度;并且采用公共场所空气中氨气国标(GB/T 18204.25)的测定方法对同一空气中的氨气进行测定并分析结果的一致性。本实验采样流速0.5 L/min,采样时间10 min。
GBZ 160.29工作曲线:取标准物质稀释成浓度20.0μg/ml的标准溶液,分别取该标准溶液0.1~1.2 ml配制标准曲线,以零管为对照管,在420 nm得比色。GB/T 18204.25工作曲线:取标准物质稀释成浓度10.0μg/ml的标准溶液,分别取该标准溶液该标准溶液。0.1~2.5 ml配制标准曲线,以蒸馏水为对照管,在425 nm处比色。
1.3 计算空气中氨的浓度
式中:C—空气中氨的浓度,mg/m3;m1,m2—测得前后样品管中氨的含量,μg;v—标准采样体积,L。
2 结果
2.1 2种大泡吸收管采集同一空气样品的分析结果
常用的大泡吸收管由上下两部分组成,标准检测方法中规定了出气口内径和至管底的距离,并未对吸收管的上下连接的口径提出要求,因此,目前许多实验室在采样过程中往往忽略大泡吸收管的配套使用,造成管子的气密性降低,影响了大泡吸收管的采样效率和结果准确度。本实验选择配套和不配套管的2种大泡吸收管采样,计算采样效率。配套的大泡吸收管按照GB 12373-93标准对采样系统流量进行了校准[4]。不是配套的大泡吸收管(或使用过程中已造成不配套)则未按标准校准。采样时按照工作场所空气有毒物质测定方法(GBZ160.29)串联了2支采样管。第1次预试验采集了2组样品,但检测结果误差较大。第2次采样为观察2种管批内重复性,采集了6组样品,按照GBZ 160.29方法进行了测定与计算,同时用公共场所国标(GB/T 18204.25)的方法也进行了分析,结果如下。
2.1.1 GBZ 160.29工作曲线
在2.0~24μg范围内,曲线回归方程为Y=0.015 1X+0.000 36,相关系数r=0.9996。
2.1.2 GB/T 18204.25工作曲线
在1.0~25μg范围内,曲线回归方程为Y=0.0151X+0.0279,相关系数r=0.999 6。
2.1.3 2种大泡吸收管采样效率及准确度预试验结果
本实验采样流速0.5 L/min,采样时间10 min。样品采集后,采样管1-前、1-后、2-前、2-后按方法要求(GBZ 160.29)分别从前后管中各取1.0 ml样品稀释10倍后进行了分析,采样管1-1、1-2、2-1、2-2分别直接测定了前后管中的质量(参照GB/T 18204.25),结果显示2种采样管采样效率均为100%,但测定结果的相对偏差为64.7%。误差来源分析:按照GBZ 160.29方法稀释后的前管吸光度值接近于标准曲线最低点,且计算过程乘以5倍,从而造成误差,见表1。而后管稀释10倍后,吸光度值已低于曲线最低点,误判其结果<1.0μg,造成采样效率100%的假象。
2.1.4 2种大泡吸收管准确度及采样效率试验结果
考虑到第1次试验结果有可能是稀释造成的误差,本次采集后的样品直接加入纳氏试剂显色,结果见表2。
结果表明,配套管分析结果的相对偏差(3.17%)小于不配套管的分析结果(15.2%),配套管的采样效率大于不配套管的采样效率,2种检测结果相对偏差为13.6%。因此建议样品中浓度未高于标准曲线最高点时,不易直接取1.0 ml稀释10后再显色。
2.2 配套大泡吸收管3种检测方法比对试验结果
为观察不同采样方法对同一浓度的氨气检测结果是否一致,本试验选择配套管的单管(GB 18204.25)和双管串联(GBZ 160.29)2种方法采样,采样后分别用GB/T18204.25和GBZ 160.29及现场比色法的纳氏试剂显色,每种方法进行6次采样,并按各自方法要求比色与计算,结果见表3。
3种检测结果的相对标准偏为2.1%,结果一致性较好,表明大泡吸收管气密性对检测结果的准确度影响至关重要。
注:1-1和1-2、2-1和2-2为配套管;1-前和1-后、2-前和2-后为不配套管。
3 讨论
3.1 GBZ 1 60.29-2007方法
GBZ 160.29-2007 4.5.1条款规定,采样后,从串联前后2支吸收管直接取出1.0 ml吸收液稀释至10 ml后测定,我们认为如工作场所空气中的氨气浓度很高,样品可直接稀释分析。但对于场所空气中氨气含量不高直接稀释10倍分析,易造成很大误差。这主要是因为样品本身含量不高,取出1.0 ml稀释10倍,计算公式又要乘以5倍,从而引起很大误差。如本文2.1.3预试验结果,稀释的前管吸光度为0.035,接近于工作曲线第1点,结果乘以5,从而造成误差倍数放大。第2支管稀释10倍后吸光度值低于工作曲线第1点,而方法本身要求前管采样效率>80%,所以直接稀释采样后的吸收液显然更易造成误差。
3.2 大泡吸收管气密性对采样效率的影响
目前很多实验室在使用大泡吸收管时往往忽略上下管的配套性,甚至有的实验室将不是同批次购买的管子混合使用,从而造成很多大泡吸收管的气密性不严,不能保证采样时的采样效率。但由于目前我国缺少对空气采样准确度的考核与评价,往往此误差不易被发现。本实验采用30 m3实验舱发生一定浓度的氨气,使用同批次购买的上下管配套的大泡吸收管,按照GB 12373-90校准方法进行了采样系统流量校准和不是配套的大泡吸收管同时采样,结果发现配套的大泡吸收管前管采样效率远远大于不配套的前管采样效率,且检测结果远高于不配套管的检测结果(mg/m3)。因此,应注意大泡吸收管上下管的气密性对采样效率和结果准确度的影响,否则易造成检测结果负误差。建议实验室购买大泡吸收管时,数量应保证在一段时间内足够用,最好批内的上下部分是标准口配套,以便上下部分在不同时间破碎后,可在该批管内重新配套,但配套后的管子流量应重新校准。一旦发现一批内购买的气泡吸收管不是标准口,应即刻将上下部分编号,以免在清洗采样管时混乱每支管的上下部分,造成采样管不配套。
作者声明 本文无实际或潜在的利益冲突
摘要：目的 探讨大泡吸收管气密性对空气中氨检测结果准确度的影响。方法 在30 m3密闭舱内发生一定浓度的氨气,采用工作场所国标(GBZ 160.29)的方法,选择配套和不配套管的大泡吸收管采样,比较2种大泡吸收管的采样效率和结果准确度;同时采用公共场所空气中氨气国标(GB/T 18204.25)的测定方法对同一空气中的氨气进行测定,并分析结果的一致性。结果 配套管检测结果(1.57 mg/m3)大于不配套管的检测结果(1.37 mg/m3),配套管检测结果相对标准偏差(3.17%)小于不配套管检测结果相对标准偏差(15.2%),且配套管的采样效率大于不配套管的采样效率;配套大泡吸收管3种检测方法比对试验,结果一致性较好,相对标准偏为2.1%。结论 大泡吸收管气密性对空气中氨检测结果准确度的影响至关重要。
关键词：空气,氨,采样效率
参考文献
[1]国家质量技术监督局.公共场所空气中氨测定方法:GB/T 18204.25-2000[S].北京:中国标准出版社,2000:1-7.
[2]中华人民共和国环境保护部.环境空气和废气氨的测定纳氏试剂分光光度法:HJ 533-2009[S].北京:中国环境科学出版社,2010.
[3]中华人民共和国卫生部.工作场所空气有毒物质测定无机含氮化合物:GBZ/T 160.29-2007[S].北京:人民卫生出版社,2007.
[4]中华人民共和国卫生部.居住区大气中气态污染物液体吸收法的标准采样装置:GB 12373-90[S].北京:中国标准出版社,1991.
[5]赵祥梅,卢任远.工作场所中空气氨的测定方法的探讨[J].中国卫生检验杂志,2012,22(11):2582-2583.
[6]牛春燕,张锐,于慧芳.空气中硫化氢现场比色法的研究[J].卫生研究,2011,40(6):787-788.
[7]谢星云,高忠.作业场所低浓度氨的纳氏试剂比色法的测定[J].海峡预防医学杂志,2001,7(1):48-49.