環(huán)境空氣和廢氣 硫化氫等氣態(tài)污染物的測定開放光程紫外吸收光譜法

環(huán)境空氣和廢氣硫化氫等氣態(tài)污染物的測定開放光程紫外吸收光譜法范圍本文件規(guī)定了測定環(huán)境空氣和廢氣中硫化氫、氨、甲胺、二甲胺、三甲胺、二甲二硫醚、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、苯乙烯、甲醛、苯、甲苯、二甲苯、苯酚、苯胺、硝基苯、1,3-丁二烯、異戊二烯等19種氣態(tài)污染物的開放光程紫外吸收光譜法，其他氣態(tài)污染物若通過驗證也可用本方法測定。當(dāng)測量光程為200m時，本標準上述氣態(tài)污染物的檢出限為3μg/m3～6μg/m3，測定下限為12μg/m3～24μg/m3，詳見附錄A。規(guī)范性引用文件本標準引用了下列文件或其中的條款。凡是不注日期的引用文件，其有效版本適用于本標準。HJ/T55大氣污染物無組織排放監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則HJ194環(huán)境空氣質(zhì)量手工監(jiān)測技術(shù)規(guī)范HJ/T397固定源廢氣監(jiān)測技術(shù)規(guī)范HJ589突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)規(guī)范術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1測量光程MeasuringOpticalPath由光源發(fā)射端到接收端所經(jīng)過的路徑長度。3.2開放光程OpenOpticalPath儀器測量污染物的光程處在開放的環(huán)境中。3.3開放光程分析儀器openopticalanalyzers采用發(fā)射端發(fā)射光束經(jīng)開放環(huán)境到接收端的方法來測定該開放光程上氣態(tài)污染物平均濃度的儀器。3.4背景光譜BackgroundSpectra開放光程分析儀器經(jīng)過零氣取得的光譜。3.5測量光譜MeasurementSpectra開放光程分析儀器經(jīng)過待測目標物取得的光譜。3.6標準光譜StandardSpectrum從化學(xué)庫或標準文獻中獲得的單一氣體的標準吸收光譜。3.7等效濃度EquivalentConcentration在開放光程分析儀器測量光路中放置校準池，通入標準氣體，根據(jù)測量光程與校準池長度的比例將標準氣體濃度值轉(zhuǎn)化為實際校準濃度值。方法原理開放光程分析儀器（以下簡稱：分析儀器）發(fā)出連續(xù)變化的紫外光照射到氣態(tài)污染物，與之對應(yīng)特征吸收峰的紫外光被吸收。通過比對該吸收光譜與分析儀器中標準物質(zhì)的標準光譜，由朗伯-比爾（Lambert-Beer）定律進行定量分析，得出氣態(tài)污染物的濃度。干擾與消除5.1兩種或多種氣態(tài)污染物紫外光譜吸收峰重疊時，影響測定結(jié)果，應(yīng)內(nèi)置相關(guān)污染物標準光譜，通過選取不同波段光譜或者多元分析等方式去除干擾。5.2空氣中大氣分子、氣溶膠粒子等影響測定結(jié)果，應(yīng)通過濾波等方式去除干擾。試劑和材料6.1氮氣（N2）：純度≥99.99%；6.2標準氣體：標定、校準分析儀器的有證標準氣體，不確定度≤5%，氮氣做平衡氣。儀器和設(shè)備7.1設(shè)備組成開放光程分析儀器由主機、全反鏡組、等效氣體校準器組成。儀器主要配件：控制載氣的壓力表，流量計，聚四氟乙烯導(dǎo)氣管。7.2氣體監(jiān)測系統(tǒng)配置圖1和圖2給出了一個開放光程氣體分析儀的兩種基本配置。其中：1－光譜儀；2－收集望遠鏡；3－環(huán)境空氣；4－監(jiān)測路徑；5－光源與準直系統(tǒng)圖1光源和探測器在同一光學(xué)測量路徑兩端的結(jié)構(gòu)示意圖其中：3－環(huán)境空氣；4－監(jiān)測路徑；6－包括發(fā)射光源的光譜儀；7－收發(fā)望遠鏡；8－反射鏡圖2光源和探測器在同一光學(xué)測量路徑一端的結(jié)構(gòu)示意圖7.3輔助設(shè)備7.3.1溫度計：測量環(huán)境溫度，測量范圍（-30～50）℃,精度±0.5℃。7.3.2大氣壓計：測量環(huán)境大氣壓，測量范圍（50～107）kPa，精度±0.1kPa。7.3.3濕度計：測量環(huán)境濕度，測量范圍（0～100）%RH，精度±5%。測量步驟8.1按照HJ/T55、HJ194、HJ/T397、HJ589相關(guān)要求選擇測量位置。8.2啟動分析儀器，按照分析儀器使用說明進行光路調(diào)節(jié)。8.3測量分析路徑的光程，精確到測量光程的1%。8.4用氮氣（6.1）或按照儀器使用說明進行系統(tǒng)調(diào)零。8.5開始測量，測量結(jié)果應(yīng)至少保留1min的平均值。結(jié)果計算與表示定性結(jié)果通過工作軟件對氣體中目標化合物和標準譜圖庫中的定量標準物質(zhì)吸收光譜圖進行自動匹配，根據(jù)匹配結(jié)果擬合度的高低，進一步進行人工譜圖分析比對，最終得出定性分析結(jié)果。硫化氫等19種氣態(tài)污染物的特征吸收波段見附錄B，特征吸收光譜見附錄C。定量結(jié)果根據(jù)樣品譜圖定性分析結(jié)果，可通過工作軟件自動計算目標化合物的定量結(jié)果。分析儀器測量結(jié)果以參比狀態(tài)下的質(zhì)量濃度表示。當(dāng)分析儀器顯示單位為nmol/mol時，按式（9.1）換算成參比狀態(tài)（298.15K，101.325kPa）下的質(zhì)量濃度。（9.1）式中：――目標化合物質(zhì)量濃度，mg/m3；――目標化合物體積比濃度，nmol/mol；M――目標化合物的分子量，g/mol；24.5――參比狀態(tài)(298.15K，101.325kPa)下，氣態(tài)污染物的摩爾體積，L/mol。結(jié)果表示氣態(tài)污染物監(jiān)測結(jié)果應(yīng)保留整數(shù)位，最多保留3位有效數(shù)字。精密度與準確度精密度準確度質(zhì)量控制和質(zhì)量保證零點校準采樣分析前必須進行使用氮氣(6.1)進行零點校準，得出并保持背景光譜圖，空白樣的譜圖中待測物不得檢出。氣體分析儀的量值溯源和維護注意事項12.1測量路徑內(nèi)不得存在障礙物，當(dāng)障礙物不可避免時，其遮擋光束的能量損失不能超過10%。12.2測量時應(yīng)保證分析儀器的供電、光譜強度等參數(shù)穩(wěn)定，同時確認環(huán)境的濕度、雨霧、沙塵等條件是否符合要求。12.3本標準用于應(yīng)急監(jiān)測時，監(jiān)測人員應(yīng)采取必要的防護措施。12.4測量結(jié)果應(yīng)處于測量光程量程內(nèi)，超過測量光程量程時，應(yīng)重新選擇適當(dāng)?shù)臏y量光程。12.5測量時分析儀器的光學(xué)接收系統(tǒng)應(yīng)背對或側(cè)對太陽。12.6測量時應(yīng)避免光學(xué)收發(fā)系統(tǒng)震動，以免影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。

附錄A（規(guī)范性附錄）方法檢出限和測定下限A.1檢出限和測定下限本方法的檢出限和測定下限如表A.1所示。表A.1方法檢出限和測定下限（200m光程）化合物名稱檢出限單位：（μg/m3）測定下限單位：（μg/m3）硫化氫氨氣甲胺二甲胺二甲二硫醚甲硫醇甲硫醚二硫化碳苯乙烯甲醛苯對二甲苯苯酚苯胺硝基苯1,3-丁二烯異戊二烯附錄B（資料性附錄）19種氣態(tài)污染物的特征吸收波段表B.1中給出了19種氣態(tài)污染物的特征吸收波段。表B.119種氣態(tài)污染物的特征吸收波段化合物名稱吸收波段硫化氫（H2S）（185-230）nm氨（NH3）（185-220）nm甲胺（CH3NH2）（190-230）nm二甲胺（(CH3)2NH）（190-210）nm三甲胺（(CH3)3N）（185-280）nm二甲二硫（CH3SSCH3）（185-230）nm甲硫醇（CH3SH）（180-240）nm甲硫醚（CH3SCH3）（185-270）nm二硫化碳（CS2）（185-220）nm，（310-350）nm苯乙烯（C8H8）（185-280）nm甲醛（CH2O）（260-340）nm苯（C6H6）（185-210）nm，（240-280）nm甲苯（C6H5CH3）（240-280）nm對二甲苯（CH3C6H5CH3）（200-270）nm苯酚（C6H50H）（200-280）nm苯胺（C6H5NH2）（205-295）nm硝基苯（C6H5NO2）（190-210）nm1,3-丁二烯（C4H6）（190-220）nm異戊二烯（C5H8）（190-220）nm附錄C（資料性附錄）19種氣態(tài)污染物的特征吸收光譜圖C1-C19中給出了19種氣態(tài)污染物的特征吸收光譜。高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜圖C-1不同濃度標準物質(zhì)硫化氫的特征吸收光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜圖C-2不同濃度標準物質(zhì)氨的特征吸收光譜低濃度標準物質(zhì)光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜高濃度標準物質(zhì)光譜圖C-3不同濃度標準物質(zhì)甲胺的特征吸收光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜圖C-4不同濃度標準物質(zhì)二甲胺的特征吸收光譜低濃度標準物質(zhì)光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜高濃度標準物質(zhì)光譜圖C-5不同濃度標準物質(zhì)三甲胺的特征吸收光譜低濃度標準物質(zhì)光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜高濃度標準物質(zhì)光譜圖C-6不同濃度標準物質(zhì)二甲二硫的特征吸收光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜圖C-7不同濃度標準物質(zhì)甲硫醇的特征吸收光譜低濃度標準物質(zhì)光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜高濃度標準物質(zhì)光譜圖C-8不同濃度標準物質(zhì)甲硫醚的特征吸收光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜圖C-9不同濃度標準物質(zhì)二硫化碳的特征吸收光譜低濃度標準物質(zhì)光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜高濃度標準物質(zhì)光譜圖C-10不同濃度標準物質(zhì)苯乙烯的特征吸收光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜圖C-11不同濃度標準物質(zhì)甲醛的特征吸收光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜圖C-12不同濃度標準物質(zhì)苯的特征吸收光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜圖C-13不同濃度標準物質(zhì)甲苯的特征吸收光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜高濃度標準物質(zhì)光譜低濃度標準物質(zhì)光譜圖C-14不同濃