空氣中氨氣之檢測方法-靛酚/分光光度計法

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  • 時間:2009/7/31 下午 04:03:00
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空氣中氨氣之檢測方法-靛酚/分光光度計法

 

一、方法概要

  大氣及周界空氣中的氨氣經稀硫酸溶液吸收後,形成硫酸銨溶液,與酚及次氯酸鈉鹼溶液(alkaline-sodium hypochlorite)反應生成靛酚(indophenol),並以亞硝醯鐵氰化鈉溶液(sodium nitroprusside)為催化劑可加速呈色。使用分光光度計於波長 630 nm 處進行比色分析,定量樣品中氨氣濃度。

二、適用範圍

  本方法適用檢測大氣及周界空氣中氨氣,採樣流率為1至2 L/min 及採樣時間為1小時,其濃度範圍可介於 25 至 500 &mug/N m3(0.036 至0.72 ppm)之間。於採樣体積為120 L下,本方法偵測極限為 7.1 &mug/Nm3

三、干擾

(一)懸浮微粒上之銨化合物若不先用預過濾方式除去,將被檢測出。

(二)預過濾器會濾除部份氣態氨,參閱六(一)2。

(三)當亞鐵、亞鉻和亞錳離子存在之含量達到毫克量時,會因沈澱,而產生正干擾。銅離子之遮光效應甚鉅,易造成負干擾。加入乙二胺四乙酸(Ethylen diamine tetraacetic acid,EDTA)可以防止這些干擾。亞硝酸鹽和亞硫酸鹽含量超過100倍時也會造成干擾。根據以溶液進行測試的結果顯示,甲醛會造成負干擾,當甲醛存在濃度為0.003&mug/mL,負干擾將達到50%。空氣樣品中干擾之粒狀物質可用過濾方式去除。

四、設備

(一)採樣泵:採用可以維持 60kpa真空壓力,且空氣流量為 5L/min之任何採樣泵均可。

(二)流量測定裝置:使用校正過之流量計或標準銳孔測定或控制介於1 至 2L/min間之空氣流量。流量計要在同使用時之狀況下進行校正。

(三)吸收瓶:設計流率為 1 至 2 L/min 之多孔微泡式吸收瓶、小型吸收器或其他氣體吸收瓶,使用吸收液容量為10mL或更多。

(四)預過濾器固定支座:使用一寬面鐵氟龍,聚碳酸酯或其他類似之過濾器固定座,安裝在吸收瓶前端;若某些金屬或塑膠製品確知其不會吸收氨氣者,亦可以使用。

(五)預過濾器:不含有機物之玻璃纖維濾紙,用來捕集空氣中懸浮微粒,濾紙使用前要用蒸餾水洗淨,並乾燥之。

(六)分光光度計:波長可設定於 630 nm。

(七)玻璃器皿:必須使用褐色玻璃器皿或容器進行分析工作。此玻璃器皿用1.2NHCl沖洗,使用之前再用試劑水沖洗6次以上。

(八)溫度計

(九)大氣壓力計

五、試劑

(一)所有化學藥品或試劑須為試藥級或同級品。

(二)試劑水:二次蒸餾水,不含氨者。

(三)吸收液(0.1 N硫酸):以試劑水稀釋3.0mL濃硫酸(18 M)至1L,配製成 0.1 N硫酸。

(四)亞硝醯鐵氰化鈉溶液:溶解 2 g 亞硝醯鐵氰化鈉於100 mL試劑水中,此溶液置於冰箱中可以保存二個月。

(五)6.75 M 氫氧化鈉溶液:溶解 270 g NaOH 於約 1 L 試劑水中,煮沸到剩下 600mL,以去除試劑水中之氨。冷卻之後再加試劑水到1L。用聚乙烯瓶貯存。注意:此溶液極具腐蝕性,避免與皮膚或眼睛接觸。

(六)次氯酸鈉溶液:5 至 6%分析級次氯酸鈉用試劑水稀釋成 0.1 N 溶液(3.7%),其強度在稀釋之前用碘滴定法或適當稀釋以後以比色法標定。此溶液置於冰箱中可保存二個月。

(七)酚溶液,45% v/v:在 60℃ 水浴內將裝有酚之瓶子浸入水中,使酚塊溶化。取 45 mL(50 g)倒入100 mL經溫熱之量瓶內,再加入甲醇直到標線為止。此溶液在冰箱中可保存二個月。

(八)緩衝液:溶解 50 g Na3PO4?12H2O 和 74 mL 6.75 MNaOH 於 1L 試劑水中。

(九)次氯酸鹽溶液:混合 30 mL 0.1 N 次氯酸鈉溶液與30 mL 6.75 M 之 NaOH 溶液,加試劑水稀釋到100 mL,每天重新配製之。

(十)酚操作溶液:混合 20 mL 45% 酚溶液與1 mL 2%亞硝醯鐵氰化鈉溶液,用試劑水稀釋到 100 mL。每 4 個小時後重新配製。

(十一)氨儲備標準溶液:溶解 3.18 g NH4Cl 或 3.88 g (NH4)2SO4於1 L 試劑水中(1 mL 相當於 1 mg NH3),加一滴 CHCl3 以利儲存。此溶液置於 4℃ 冷藏可儲存六個月。

(十二)氨標準溶液:於量瓶內用吸收液稀釋 10 mL 氨儲備標準溶液至 1L(1mL相當於10&mug NH3)。每天配製之。

(十三)玻璃器皿清洗液:用試劑水稀釋 10 mL 之濃鹽酸(12 M)至 100 mL (濃度約 1.2 M)。

六、採樣與保存

(一)樣品收集

1.各取 10 mL 吸收液加至樣品及現場空白之吸收瓶中。密封吸收瓶以利搬運。依下列順序組合之:預過濾器、固定支座、吸收瓶、除濕瓶及採樣泵,如圖一所示。採樣流率為 1至 2 L/min 之間。採樣時間應適當,方能收集適量之樣品,通常為一小時。記錄採樣時間、流率、氣溫及大氣壓力,採樣結束後再蓋好吸收瓶。

2.預過濾器:如果不使用預過濾器,本分析法將測出氣態氨與粒狀物質之銨化合物。在高濕度下,酸性氣體會在預過濾器上促進反應造成氨氣之損失。如沒有酸性氣體存在,採樣時間較短時,則即使在高濕度下,也只有少量氨氣損失。預過濾器必須避免被雨淋濕。

(二)粒狀物樣品在不受污染狀況下,可長時間貯存。

(三)採樣体積可依現場濃度之高低而做調整。

(四)吸收液樣品須冷藏在 4℃ 中,保存期限可達 14 天。

七、步驟

(一)檢量線製備

1.分別精取0.5、1.0、1.5、2.0、2.5及3.0 mL氨標準溶液至25mL附有鐵氟龍瓶塞之量瓶中,這些標準液相當於含有5,10,15,20,25 及30&mug NH3/25mL溶液。然後再添加吸收液至10mL標線。同時應準備含10mL吸收液之試劑空白。每個量瓶內均須按分析步驟之要求加入所須之試劑,以試劑空白為基準,讀取標準液之吸光值。

2.以吸光值為縱座標,濃度為橫座標,繪出檢量線。

(二)分析

1.如果吸收瓶刻有 25.0 mL 標線,則可以在瓶子內呈色。否則應將樣品移到有玻璃塞之 25 mL 量瓶中,此時應確實將殘留在吸收瓶中之樣品移出。

2.所有溶液和樣品保持於25℃。加2 mL緩衝液及5 mL酚操作溶液,混合之,以試劑水加到約 22 mL,接著加入2.5mL次氯酸鹽溶液並迅速混合,再以試劑水定容到25 mL。

3.混合並在 25℃ 暗處呈色 30 分鐘。

4.使用1 cm 樣品槽,以試劑空白為對照液在630 nm 波長下測定其吸光值。

5.當樣品濃度超過檢量線時,可用吸收液做適當的稀釋,再進行分析。

八、結果處理

  由檢量線求得氨濃度,依下式計算大氣中氨之濃度。

C = (W/Vn)

其中:

    C=大氣氨之濃度,&mug /Nm3.NH3

    W=由檢量線所得 25 mL 樣品中 NH3 之重量,&mug

    Vn=0℃,101.3 kpa 下採樣之空氣體積,Nm3

    Vn= Vn公式
其中:

    F = 採樣流率 (L/min)

    t = 採樣時間 (min)

    Ps = 採樣點之大氣壓 (kpa)

    Ts = 採樣點之氣溫 (℃)

九、品質管制

(一)空白分析:每十個樣品或每批次樣品至少執行一次空白分析,空白分析值應小於方法偵測極限之二倍。

(二)野外空白:現場至少要帶一個裝有吸收液之吸收瓶,不經採樣步驟,但與樣品一樣地處理。野外空白所得數值與試劑空白比較,以確定採樣之玻璃器皿是否受到污染。

(三)重覆分析:每十個樣品或每批次樣品至少執行一次重覆分析,其差異百分比應在其 15% 以內。

(四)查核樣品分析:每十個樣品或每批次樣品至少執行一次查核樣品分析,其回收率應在 70 至 130% 範圍內。

(五)添加標準品分析:每十個樣品或每批次樣品至少執行一次添加標準品分析,其回收率應在 70 至 130% 範圍內。

十、精密度與準確度

  單一實驗室於三家不同的電子廠以1.5 L/min之採樣速率,採得92.5L的樣品,並添加 20 &mug/25 mL 濃度於每一家電子廠的三個不同的樣品中,再以本方法進行真實樣品及樣品添加分析,而真實樣品中氨之檢測濃度皆低於方法偵測極限,表一為樣品添加之分析結果。

十一、參考資料

(一)行政院環境保護署,〝空氣污染物檢測方法建立與驗證-空氣中氨及氯標準檢驗方法之驗證〞, EPA-85-3305-09-02,中華民國85年6月。

(二) American Public Health Associntion,Method 401,"Determination of Ammonia in the Atmosphere(Indophenol method)",3rd edition,379,1989.

(三)行政院環境保護署環境檢驗所,環境檢測方法彙編,中華民國83年12月。

 

表一 單一實驗室於真實樣品中添加分析之結果

表一 單一實驗室於真實樣品中添加分析之結果

圖一採樣裝置圖

圖一採樣裝置圖

 

本文取自行政院環保署檢測方法公告事項
中華民國85年3月19日(85)環署檢字第12635號公告
中華民國86年7月28日(86)環署檢字第39454號修訂
NIEA A426.71B

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