环境空气和废气 硫化氢等气态污染物的测定开放光程紫外吸收光谱法

环境空气和废气硫化氢等气态污染物的测定开放光程紫外吸收光谱法范围本文件规定了测定环境空气和废气中硫化氢、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、异戊二烯等19种气态污染物的开放光程紫外吸收光谱法，其他气态污染物若通过验证也可用本方法测定。当测量光程为200m时，本标准上述气态污染物的检出限为3μg/m3～6μg/m3，测定下限为12μg/m3～24μg/m3，详见附录A。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。HJ/T55大气污染物无组织排放监测技术导则HJ194环境空气质量手工监测技术规范HJ/T397固定源废气监测技术规范HJ589突发环境事件应急监测技术规范术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1测量光程MeasuringOpticalPath由光源发射端到接收端所经过的路径长度。3.2开放光程OpenOpticalPath仪器测量污染物的光程处在开放的环境中。3.3开放光程分析仪器openopticalanalyzers采用发射端发射光束经开放环境到接收端的方法来测定该开放光程上气态污染物平均浓度的仪器。3.4背景光谱BackgroundSpectra开放光程分析仪器经过零气取得的光谱。3.5测量光谱MeasurementSpectra开放光程分析仪器经过待测目标物取得的光谱。3.6标准光谱StandardSpectrum从化学库或标准文献中获得的单一气体的标准吸收光谱。3.7等效浓度EquivalentConcentration在开放光程分析仪器测量光路中放置校准池，通入标准气体，根据测量光程与校准池长度的比例将标准气体浓度值转化为实际校准浓度值。方法原理开放光程分析仪器（以下简称：分析仪器）发出连续变化的紫外光照射到气态污染物，与之对应特征吸收峰的紫外光被吸收。通过比对该吸收光谱与分析仪器中标准物质的标准光谱，由朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律进行定量分析，得出气态污染物的浓度。干扰与消除5.1两种或多种气态污染物紫外光谱吸收峰重叠时，影响测定结果，应内置相关污染物标准光谱，通过选取不同波段光谱或者多元分析等方式去除干扰。5.2空气中大气分子、气溶胶粒子等影响测定结果，应通过滤波等方式去除干扰。试剂和材料6.1氮气（N2）：纯度≥99.99%；6.2标准气体：标定、校准分析仪器的有证标准气体，不确定度≤5%，氮气做平衡气。仪器和设备7.1设备组成开放光程分析仪器由主机、全反镜组、等效气体校准器组成。仪器主要配件：控制载气的压力表，流量计，聚四氟乙烯导气管。7.2气体监测系统配置图1和图2给出了一个开放光程气体分析仪的两种基本配置。其中：1－光谱仪；2－收集望远镜；3－环境空气；4－监测路径；5－光源与准直系统图1光源和探测器在同一光学测量路径两端的结构示意图其中：3－环境空气；4－监测路径；6－包括发射光源的光谱仪；7－收发望远镜；8－反射镜图2光源和探测器在同一光学测量路径一端的结构示意图7.3辅助设备7.3.1温度计：测量环境温度，测量范围（-30～50）℃,精度±0.5℃。7.3.2大气压计：测量环境大气压，测量范围（50～107）kPa，精度±0.1kPa。7.3.3湿度计：测量环境湿度，测量范围（0～100）%RH，精度±5%。测量步骤8.1按照HJ/T55、HJ194、HJ/T397、HJ589相关要求选择测量位置。8.2启动分析仪器，按照分析仪器使用说明进行光路调节。8.3测量分析路径的光程，精确到测量光程的1%。8.4用氮气（6.1）或按照仪器使用说明进行系统调零。8.5开始测量，测量结果应至少保留1min的平均值。结果计算与表示定性结果通过工作软件对气体中目标化合物和标准谱图库中的定量标准物质吸收光谱图进行自动匹配，根据匹配结果拟合度的高低，进一步进行人工谱图分析比对，最终得出定性分析结果。硫化氢等19种气态污染物的特征吸收波段见附录B，特征吸收光谱见附录C。定量结果根据样品谱图定性分析结果，可通过工作软件自动计算目标化合物的定量结果。分析仪器测量结果以参比状态下的质量浓度表示。当分析仪器显示单位为nmol/mol时，按式（9.1）换算成参比状态（298.15K，101.325kPa）下的质量浓度。（9.1）式中：――目标化合物质量浓度，mg/m3；――目标化合物体积比浓度，nmol/mol；M――目标化合物的分子量，g/mol；24.5――参比状态(298.15K，101.325kPa)下，气态污染物的摩尔体积，L/mol。结果表示气态污染物监测结果应保留整数位，最多保留3位有效数字。精密度与准确度精密度准确度质量控制和质量保证零点校准采样分析前必须进行使用氮气(6.1)进行零点校准，得出并保持背景光谱图，空白样的谱图中待测物不得检出。气体分析仪的量值溯源和维护注意事项12.1测量路径内不得存在障碍物，当障碍物不可避免时，其遮挡光束的能量损失不能超过10%。12.2测量时应保证分析仪器的供电、光谱强度等参数稳定，同时确认环境的湿度、雨雾、沙尘等条件是否符合要求。12.3本标准用于应急监测时，监测人员应采取必要的防护措施。12.4测量结果应处于测量光程量程内，超过测量光程量程时，应重新选择适当的测量光程。12.5测量时分析仪器的光学接收系统应背对或侧对太阳。12.6测量时应避免光学收发系统震动，以免影响系统稳定性。

附录A（规范性附录）方法检出限和测定下限A.1检出限和测定下限本方法的检出限和测定下限如表A.1所示。表A.1方法检出限和测定下限（200m光程）化合物名称检出限单位：（μg/m3）测定下限单位：（μg/m3）硫化氢氨气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对二甲苯苯酚苯胺硝基苯1,3-丁二烯异戊二烯附录B（资料性附录）19种气态污染物的特征吸收波段表B.1中给出了19种气态污染物的特征吸收波段。表B.119种气态污染物的特征吸收波段化合物名称吸收波段硫化氢（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对二甲苯（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异戊二烯（C5H8）（190-220）nm附录C（资料性附录）19种气态污染物的特征吸收光谱图C1-C19中给出了19种气态污染物的特征吸收光谱。高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱图C-1不同浓度标准物质硫化氢的特征吸收光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱图C-2不同浓度标准物质氨的特征吸收光谱低浓度标准物质光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱高浓度标准物质光谱图C-3不同浓度标准物质甲胺的特征吸收光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱图C-4不同浓度标准物质二甲胺的特征吸收光谱低浓度标准物质光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱高浓度标准物质光谱图C-5不同浓度标准物质三甲胺的特征吸收光谱低浓度标准物质光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱高浓度标准物质光谱图C-6不同浓度标准物质二甲二硫的特征吸收光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱图C-7不同浓度标准物质甲硫醇的特征吸收光谱低浓度标准物质光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱高浓度标准物质光谱图C-8不同浓度标准物质甲硫醚的特征吸收光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱图C-9不同浓度标准物质二硫化碳的特征吸收光谱低浓度标准物质光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱高浓度标准物质光谱图C-10不同浓度标准物质苯乙烯的特征吸收光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱图C-11不同浓度标准物质甲醛的特征吸收光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱图C-12不同浓度标准物质苯的特征吸收光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱图C-13不同浓度标准物质甲苯的特征吸收光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱高浓度标准物质光谱低浓度标准物质光谱图C-14不同浓