徐健健，翁咪娜，譚　俊，吳　越（浙江中一檢測研究院股份有限公司，寧波315040）

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空氣中氨現(xiàn)場快速檢測方法研究

徐健健，翁咪娜，譚俊，吳越
（浙江中一檢測研究院股份有限公司，寧波315040）

摘要：基于光離子化檢測技術(shù)原理（PID），研究了空氣中NH3的快速檢測方法。使用動態(tài)配氣法配制氨標(biāo)準(zhǔn)氣體系列，以儀器響應(yīng)值對NH3濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，經(jīng)回歸分析標(biāo)準(zhǔn)曲線為：Y=1.002X+0.039，R2= 0.9992。對不同濃度的氨標(biāo)氣分別進(jìn)行6次平行測定，相對偏差為2.8%～5.6%，回收率為96.8%～103.8%。為了驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確性，同時使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)法和PID法對實(shí)際樣品進(jìn)行分析，兩種方法的相對偏差為0.6%～4.0%，t值檢驗(yàn)法也說明兩種方法之間無顯著差異。本研究表明，PID法可用于空氣中NH3的現(xiàn)場快速測定。

關(guān)鍵詞：氨；PID；現(xiàn)場檢測

NH3常溫下為無色有惡臭氣味的氣體，對人體的皮膚組織和呼吸系統(tǒng)具有很強(qiáng)的腐蝕和刺激作用，嚴(yán)重會引起氨中毒。我國已經(jīng)將NH3的濃度水平作為評價環(huán)境空氣質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB14554-1993）》對排放尾氣中NH3的濃度進(jìn)行了規(guī)定。在職業(yè)衛(wèi)生防護(hù)方面，《工業(yè)場所有害因素職業(yè)接觸限值（GBZ2.1-2007）》對工作場所空氣中氨的接觸容許濃度做了規(guī)定。目前，空氣中NH3的分析方法包括分光光度法［1，2］和離子色譜法［3-5］，這兩種方法準(zhǔn)確、穩(wěn)定，但測定周期較長，采樣介質(zhì)常用稀H2SO4溶液，樣品的運(yùn)輸和保存比較麻煩。一些學(xué)者研究開發(fā)了試劑盒用作現(xiàn)場快速測定方法［6］，但是測定結(jié)果且容易受到人為因素的影響。光離子化檢測技術(shù)是一種常用的氣體快速測定方法。NH3的離子化能量為10.18eV，采用10.60eV的紫外燈激發(fā)，就能輕易的檢測到它。由于PID響應(yīng)時間快（約2s），可以獲得氨氣的瞬時濃度，因而在檢測氨氣濃度的時間加權(quán)平均值（TWA）和短期暴露極限值（STEL）方面有相當(dāng)大的優(yōu)勢。本問研究使用PID檢測空氣中氨的現(xiàn)場快速方法。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要儀器與設(shè)備

光離子化檢測器（ppbRAE 3000,美國RAE公司），配10.6eV紫外燈,其測定范圍為1×10-9～10000× 10-6，分辨率為1×10-9；可見分光光度計；氨標(biāo)準(zhǔn)氣體（50.12×10-9）；ZC-Q型便攜大氣采樣器（浙江恒達(dá)儀器儀表公司）。

1.2測定過程

現(xiàn)場測定過程如下，開機(jī)后預(yù)熱120s，根據(jù)二點(diǎn)標(biāo)定法使用零氣和標(biāo)氣進(jìn)行校正，之后將感應(yīng)頭對準(zhǔn)被測點(diǎn)，采集氣體，記錄測定結(jié)果。測定結(jié)束后，關(guān)閉儀器。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)法測定過程主要參考文獻(xiàn)［7，8］，分別使用50和10mL吸收管，以0.5L·min-1的流量采集15min，然后封口運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。

2　結(jié)果與討論

2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線

本研究使用動態(tài)配氣法配制濃度為0、5.0、10.0、15.0、20.0、30.0×10-6的氨標(biāo)氣，每個濃度平行測定3次，同時將儀器平均讀數(shù)乘以氨的校正系數(shù)8.5，作為儀器響應(yīng)值。以氨標(biāo)氣濃度（單位為10-6，標(biāo)況下1×10-6=0.759mg·m-3）為X坐標(biāo)，儀器響應(yīng)值為Y坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，經(jīng)最小二乘法可得標(biāo)準(zhǔn)曲線為Y=1.002X+0.039, R2=0.9992?？梢?，儀器響應(yīng)值與NH3濃度之間具有很好的線性。

2.2精密度、準(zhǔn)確度和檢出限

配制氨標(biāo)氣應(yīng)用PID平行測定6次，研究方法的精密度和準(zhǔn)確度，結(jié)果見表1?？梢姡C合高、中、低3種濃度氨標(biāo)氣的測定結(jié)果，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.8%～5.6%，回收率為96.8%～103.8%，精密度和準(zhǔn)確度結(jié)果良好。

表1　方法的精密度和準(zhǔn)確度（N=6）Tab.1 Precision and accuracy of the method

PID對不同氣體的靈敏度差別較大，儀器一般使用異丁烯標(biāo)氣校正，測定其它氣體需要乘以校正因子，NH3的校正因子為8.5。本研究中使用的型號的分辨率為1ppb，乘以校正因子可知NH3的分辨率8.5×10-9（標(biāo)況下等于0.006mg·m-3），低于文獻(xiàn)的檢出限（0.25mg·m-3，采樣體積為10L），能夠滿足檢測工作的需要。

2.3方法比對

為了驗(yàn)證方法的有效性，對PID法和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法［7，8］進(jìn)行了比對。在某鑄造廠搪殼車間以0.01mol· L-1稀硫酸為吸收液采集了6個樣品，其中JC-1，JC-2，JC-3為車間空氣樣品，F(xiàn)Q-1、FQ-2、FQ-3為車間有組織排放口出口樣品。同時，使用PID在吸收管進(jìn)氣口附近測定氨的濃度，并計算CTWA（時間加權(quán)平均濃度）。結(jié)果如表2所示，相對偏差為0.60%～4.03%，使用配對t檢驗(yàn)法對兩組測定結(jié)果進(jìn)行了檢驗(yàn)，t=1.2781＜t0.05（5），說明PID法與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)法無顯著性差異。

表2　PID法與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法的比對Tab.2 Comparison of the industry standard method and PID method

3　結(jié)論

PID法具有快速簡便、精密度高、準(zhǔn)確度好的優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于NH3的現(xiàn)場檢測工作中。以NH3為主要污染物的空氣而言，PID法和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)法兩種方法的測定結(jié)果具有很好的可比性。但對于組分復(fù)雜的氣體樣品，由于PID對多種成分均有響應(yīng)，因此，其它成分會干擾NH3的準(zhǔn)確測定。此時，PID讀數(shù)不能直接作為測定結(jié)果使用，但可以作為采樣位置或采樣時段篩選的依據(jù)，以獲取更具代表性的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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［8］中華人民共和國衛(wèi)生部. GBZ/T 160.29-2004工作場所空氣中含氮化合物的測定方法［S］.

Study on method of quick determination of ammonia in air

XU Jian-jian，WENG Mi-na，TAN Jun，WU Yue
（Zhejiang Zhongyi Testing Institute Company Limited, Ningbo 315040，China）

Abstract：A rapid method for detection of ammonia in the air was studied based on the principle of photoionization detection（PID）. Using dynamic volumetric method to configure ammonia standard gas series, we drawed calibration curve with instrumental response value and ammonia concentration. The standard curve was Y=1.002X+ 0.039, R2=0.9992 by regression analysis. According to the parallel determination（N=6）of the ammonia standard gas with different concentrations, the relative standard deviation was 2.8%～5.6%and the recovery was 96.8%～103.8%. In order to verify the accuracy of the method, several practical samples were analyzed by industry standard method and PID at the same time. The relative deviation of two methods was 0.6%～4.0%, and t-value test method also showed no significant difference between two methods. PID method can be used for rapid determination of ammonia in air for field measurement.

Key words：ammonia；PID；field determination

中圖分類號：O657.7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.16247/j.cnki.23-1171/tq. 20160427

收稿日期：2016-01-22

作者簡介：徐健?。?986-），男，助理工程師，2007年畢業(yè)于浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院環(huán)境保護(hù)與治理專業(yè)，至今一直從事環(huán)境監(jiān)測工作。