臭氧的测定知识点.docx

《环境监测》电子教材

臭氧的测定

一、空气中臭氧的现状来源及危害

1、空气中臭氧的来源

臭氧（O3），相对分子质量为48，密度是2.14g/L(0°C，0.1MP)，沸点是-111°C，熔点是-192°C。臭氧分子结构是不稳定的，在常温下可自行分解为氧气。在常温

下，它是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。在常温、常态、常压下，较低浓度的臭氧是无色气体，当浓度达到15%时，呈现出淡蓝色。臭氧可溶于水，在常温常态常压下臭氧在水中的溶解度比氧高约13倍，比空气高25倍。

在地球的高层大气层——平流层中，存在着天然的低浓度臭氧。在这一高层大气中，来自太阳的紫外线将氧分子（O2）分解为两个单独的氧原子。每个单独

的氧原子又与一个氧分子相结合，从而形成臭氧。平流层臭氧被称为“有益的”

臭氧，因为它可以保护地球表面免受有害紫外线的照射。

臭氧也会出现在对流层，即大气层的最底层。对流层臭氧（通常被称为“有害”臭氧）是人为产物，它是内燃机和发电厂造成的空气污染所引起的。汽车废气和工业排放物会释放出一系列氮氧化物气体（NOx）和挥发性有机化合物（VOC），这些都是燃烧汽油和煤的副产物。在春末、夏季和初秋阳光灿烂的高温天气条件下，NOx和VOC与氧发生化学反应，形成臭氧。高浓度的臭氧一般形成于炎热的下午和傍晚，并在较为凉爽的夜晚消散。

2、空气中臭氧的危害

臭氧属于有害气体，浓度为6.25×10-6mol/L(0.3mg/m3)时，对眼、鼻、喉有刺激的感觉；浓度(6.25-62.5)×10-5mol/L(3～30mg/m3)时，出现头疼及呼吸器

官局部麻痹等症；臭氧浓度为3.125×10-4～1.25×10-3mol/L(15～60mg/m3)时，则对人体有危害。此外，臭氧是光化学烟雾的主要成分之一，它不是直接被排放的，而是转化而成的，比如汽车排放的氮氧化物，只要在阳光辐射及适合的气象条件下就可以生成臭氧。

二、空气环境标准中臭氧的浓度限值及空气环境质量评价

GB3095-2012中规定空气环境标准中臭氧的浓度限值见下表。

表1二氧化硫浓度限值

序号

污染项目

平均时间

一级

浓度限值

二级

单位

1

臭氧（O）

3

日最大8h平均

100

160

μg/m3

1小时平均

160

200

三、测定方法

常用于测定环境空气中臭氧的国标方法有靛蓝二磺酸钠分光光度法和紫外光度法。

1、紫外光度法

原理：当样品空气以恒定的流速通过除湿器和颗粒物过滤器进入仪器的气路系统时分成两路，一路为样品空气，一路通过选择性臭氧洗涤器成为零空气，样品空气和零空气在电磁阀的控制下交替进入样品吸收池（或分别进入样品吸收池和参比池）。臭氧对253.7nm波长的紫外光有特征吸收。设零空气通过吸收池时检测的光强度为I0，样品空气通过吸收池时检测的光强度为I，则I/I0为透光率。仪器的微处理系统根据朗格比尔定律公式，由透光率计算臭氧浓度。该方法在此处不做详细说明。

2、靛蓝二磺酸钠分光光度法

原理：空气中的臭氧在磷酸盐缓冲剂存在下，与吸收液中蓝色的靛蓝二磺酸钠等摩尔反应，褪色生成靛红二磺酸钠，在610nm处测量吸光度。

当采样体积为30L时，本标准测定空气中臭氧的检出限为0.010mg/m3，测定下限为0.040mg/m3。当采样体积为30L时，吸收液浓度为2.5μg/L或5.0μg/L时，测定上限分别为0.50mg/m3或1.00mg/m3。当空气中臭氧浓度超过该上限浓度时，可适当减少采样体积。

四、实验操作方法

1、校准曲线的绘制

取6支10mL具塞比色管，按表3-15制备IDS标准溶液系列：

管 号123456

管 号

1

2

3

4

5

6

IDS标准溶液（mL）

10.0

0

0.00

8.00

6.00

4.00

2.00

0.00

磷酸盐缓冲溶液（mL）

2.00

4.00

6.00

8.00

10.0

臭氧浓度（μg/mL）0.000.200.400.600.801.00各管摇匀，用20mm比色皿，以水作参比，在波长610nm下测量吸光度，以校准系列中零浓度管的吸光度（A0

臭氧浓度（μg/mL）

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

坐标，臭氧浓度为横坐标，用最小二乘法计算标准曲线的回归方程。

y=bx＋a

式中：y——（A0－A），空白样品的吸光度与各标准色列管的吸光度之差；

x——臭氧浓度，μg/mL；a——回归方程式的截距；

b——回归方程式的斜率,吸光度·mL/μg/2.0cm；相关系数r≥0.999。

2、样品采集与测定

样品采集与保存

A、用内装10.00mL±0.02mLIDS吸收液的多孔玻板吸