环境空气一氧化碳的测定非分散红外法

中华人民共和国国家环境保护标准HJ□□□-20□□环境空气一氧化碳的测定非分散红外法Ambientair—Determinationofcarbonmonoxide—Non-disperisiveinfraredspectrometrymethod（征求意见稿）201□-□□-□□发布201□-□□-□□实施生态环境部发布附件2i目次前言.................................................................................................................................................ii1适用范围.......................................................................................................................................12规范性引用文件...........................................................................................................................13术语和定义...................................................................................................................................14方法原理.......................................................................................................................................15干扰和消除...................................................................................................................................16试剂和材料...................................................................................................................................27仪器和设备...................................................................................................................................28分析步骤.......................................................................................................................................39结果计算与表示...........................................................................................................................310精密度和准确度.........................................................................................................................311质量保证和质量控制.................................................................................................................412注意事项.....................................................................................................................................6ii前言为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，保护生态环境，保障人体健康，规范环境空气中一氧化碳的连续自动测定方法，制定本标准。本标准规定了测定环境空气中一氧化碳的非分散红外法。本标准为首次发布。本标准由环境监测司、科技标准司组织制订。本标准起草单位：大连市环境监测中心。本标准验证单位：哈尔滨市环境监测中心站、杭州市环境监测中心站、鞍山市环境监测中心站、广州市环境监测中心站、沈阳市环境监测中心站和青岛市环境监测中心站。本标准生态环境部20□□年□□月□□日批准。本标准自20□□年□□月□□日起实施。本标准由生态环境部解释。1环境空气一氧化碳的测定非分散红外法1适用范围本标准规定了测定环境空气中一氧化碳的非分散红外法。本标准适用于环境空气中一氧化碳的连续自动测定。当使用仪器量程为（0～50）μmol/mol时，本方法仪器检出限为0.06μmol/mol，测定下限为0.24μmol/mol。2规范性引用文件本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是不注日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。HJ193环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统安装验收技术规范HJ654环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统技术要求及检测方法HJXX环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统运行与质控技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1量程span当测量仪器或测量系统调节到特定位置时获得并用于指明该位置的、化整或近似的极限示值所界定的一组量值。4方法原理样品空气以恒定的流量通过颗粒物过滤器进入仪器反应室，一氧化碳对红外光源产生4.7μm波长的红外光具有特征吸收，样品空气中一氧化碳浓度与红外光衰减量成正比。5干扰和消除5.1水蒸气会对测定产生干扰，可通过冷却或窄带滤光器去除干扰。5.2当环境空气中二氧化碳浓度为340μmol/mol时，产生的干扰相当于0.2μmol/mol一氧化碳。5.3环境空气中正常浓度的碳氢化合物对一氧化碳测定无干扰。当环境空气中甲烷浓度为2500μmol/mol时，产生的干扰相当于0.5μmol/mol一氧化碳。6试剂和材料6.1零气：零气由零气发生装置产生，也可由零气钢瓶提供，零气的性能指标应符合HJ654附录A的要求。如果使用合成空气，其中氧的浓度应为合成空气的（20.9±2）%。6.2标准气体：标准气体为国家有证标准物质，应在有效期内使用。6.3颗粒物滤膜：颗粒物滤膜为孔径≤5μm的聚四氟乙烯滤膜。7仪器和设备7.1采样系统：采样系统应包括进样口、颗粒物过滤器和抽气泵。7.1.1进样口：进样口为聚四氟乙烯、氟化聚乙烯丙烯、不锈钢或硼硅酸盐玻璃等材质，不与一氧化碳发生化学反应，对被测一氧化碳浓度影响应小于2.0%。7.1.2颗粒物过滤器：颗粒物过滤器安装在采样管与仪器进样口之间。过滤器除滤膜外的其他部分为聚四氟乙烯、不锈钢或硼硅酸盐玻璃等材质，不与一氧化碳发生化学反应。仪器如有内置颗粒物过滤器，则不需要外置颗粒物过滤器。7.2非分散红外法一氧化碳仪器组成见图1，其性能指标应符合HJ654的要求。1——红外光源；2——滤波器；3——斩波器；4——参比室；5——气体出口；6——样气室；7——气体出口；8——第一反应室；9——微流量传感器；10——第二反应室；Y1——第一反应室内光吸收；Y2——第二反应室内光吸收；λ——波长。图1非分散红外法一氧化碳仪器示意图38分析步骤8.1仪器的安装调试按照HJ193的要求安装调试仪器，依据操作手册设置各项参数。8.2校准8.2.1确定仪器量程仪器量程应根据当地不同季节一氧化碳实际浓度水平来确定。当一氧化碳浓度低于量程的20%时，应选择更低的量程。8.2.2校准步骤8.2.2.1将零气通入仪器，读数稳定后，调整仪器输出值等于零。8.2.2.2将浓度为量程80%的标准气体通入仪器，读数稳定后，调整仪器输出值等于标准气体浓度值。8.3样品的测定将样品空气通入仪器，记录一氧化碳浓度。9结果计算与表示9.1结果计算一氧化碳的质量浓度按照公式（1）进行计算：C5.2428（1）式中：ρ——一氧化碳质量浓度，mg/m3；28——一氧化碳摩尔质量，g/mol；24.5——参考状态（298.15K，101.325kPa）下一氧化碳摩尔体积，L/mol；C——一氧化碳浓度，μmol/mol。9.2结果表示当测定结果小于100mg/m3时，保留至小数点后一位；当测定结果大于等于100mg/m3时，保留三位有效数字。10精密度和准确度10.1精密度六家实验室对浓度为0.20μmol/mol、8.00μmol/mol和45.00μmol/mol的一氧化碳标准4气体进行了6次重复测定：实验室内相对标准偏差分别为0.3%～7.6%、0.0%～1.8%和0.0%～1.3%；实验室间相对标准偏差分别为6.0%、1.2%和1.5%；重复性限为0.03μmol/mol、0.31μmol/mol和0.89μmol/mol；再现性限为0.04μmol/mol、0.40μmol/mol和2.05μmol/mol。10.2准确度六家实验室对浓度为0.20μmol/mol、8.00μmol/mol和45.00μmol/mol的一氧化碳标准气体进行了6次重复测定：相对误差分别为1.0%～18%、0.3%～4.3%和-2.2%～1.7%；相对误差最终值为8.6%±12%、2.0%±3.0%和1.4%±9.2%。11质量保证和质量控制11.1零点和量程的检查与校准11.1.1向监测仪器通入零气，待稳定后，记录仪器响应值ZD，即零点漂移量。11.1.2向监测仪器通入满量程80%浓度的标气（标气浓度也可以根据不同地区、不同季节环境中污染物实际浓度水平来确定，但应高于相应污染物小时浓度的最高值）。用公式（2）计算跨度漂移量。100/%SSZDSSD（2）式中：SD——跨度漂移量，%；S′——监测仪器不做零调节对该标气的响应值，μmol/mol；ZD——零点漂移量，μmol/mol；S——通入标气的浓度值，μmol/mol。11.1.3当监测仪器零点漂移超过调节控制限，需要对仪器进行重新调零时，调零后的跨度漂移计算公式可以简化为公式（3）。100/%SSSSD（3）式中：SD——跨度漂移量，%；S′——监测仪器对标气的响应值，μmol/mol；S——规定检查用标气的浓度值，μmol/mol。11.1.4当确认零气源和标气源（或动态校准仪）正常，|ZD|≤1μmol/mol时，不需对仪器进行零点校准；1μmol/mol＜|ZD|≤2.5μmol/mol时，需对仪器进行检查并进行零点校准；|ZD|＞2.5μmol/mol时，数据无效，需对仪器进行维修并重新进行零点校准。11.1.5当确认零气源和标气源（或动态校准仪）正常，|SD|≤5%时，不需对仪器进行量程校准；5%＜|SD|≤10%时，需对仪器进行检查并进行量程校准；|SD|＞10%时，数据无效，需对仪器进行维修并重新进行量程校准。11.2线性检查511.2.1在确保气体动态校准仪经检验仪器性能完全符合要求的情况下，向监测仪器分别通入该仪器满量程0%、10%、20%、40%、60%和80%浓度的标气，待各