排放管道中甲醛標準檢測方法—4-胺基-3-胼基-5-硫醇基-1,2,4-三唑比色法

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排放管道中甲醛標準檢測方法&mdash4-胺基-3-胼基-5-硫醇基-1,2,4-三唑比色法

 

一、方法概要

  利用硼酸溶液吸收排放管道中的甲醛,鹼化溶液後加入4-胺基-3-胼基-5-硫醇基-1,2,4-三唑( 4-amino-3-hydrazino-5-mercapto-1, 2, 4-triazol, AHMT)試劑,反應顯色,在波長554 nm處測其吸收強度,以測定排放管道中甲醛含量。

二、適用範圍

  本方法適用於檢測排放管道中甲醛的含量,測量範圍所取樣品氣體體積為10L時,偵測範圍為0.2至75ppm(v/v)

三、干擾

  亞硫酸根離子或亞硝酸根離子共存時,不會造成干擾。除甲醛以外的醛類,如乙醛、丙醛、丁醛或苯醛在甲醛濃度的兩倍量以上,與甲醛共存時,才會造成干擾。

四、設備

(一)採樣及前處理設備

1.吸收瓶:使用兩個容積約100mL之吸收瓶,每個內裝40mL吸收液,使用時必須串聯使用。

2.氣體採樣裝置:裝置構造如圖 1所示,且需包含下列幾點。

(1)製造採樣管的材質必須不和排氣中之甲醛起化學反應,且不吸附甲醛,並能承受排氣之溫度,如玻璃管,石英管,不銹鋼管等及相等材質。

(2)為了避免樣品氣體與塵粒混合,必須在採樣管的前端,加上合適的過濾裝置,例如:石英棉。

(3)樣品氣體中有水氣凝結,可從採樣管末端至吸收瓶加熱至100℃以上,連接部份以磨砂玻璃管,矽膠管,或含氟橡膠管等連接。

(二)儀器設備

1.分光光度計:使用波長範圍為554nm。

2.石英樣品槽:光徑1.00cm,石英材質。

五、試劑

(一)藥品

所有化學藥品均為ACS分析試藥級或同級品。

(二)試劑水

經離子交換及活性炭過濾純化過或蒸餾之水。

(三)吸收液

溶解5 g硼酸溶於一升試劑水中,於使用前製備此溶液。

(四)分析試劑

1.碘溶液,0.1N:

秤取40g碘化鉀(Potassium iodide,KI)置於250mL燒杯,加入25mL試劑水和13g碘(Iodine,I2),攪拌使其溶解後,用試劑水稀釋至1L,加入3滴濃鹽酸(HCl),置於棕色玻璃瓶並貯存於冷暗處。

2. 0.1N硫代硫酸鈉溶液之配製與標定:

配製:溶解25g硫代硫酸鈉(Sodium thiosulfate,Na2S2O3)於新配製經煮沸且放冷後之試劑水1 L中,加入0.1 g碳酸鈉(Sodium carbonate,Na2CO3),放置一天後再行標定。

標定:精確秤取已經180℃烘乾2小時之碘酸鉀(Potassium iodate,KIO3)1.5g溶於試劑水,稀釋至500 mL標線。量取此碘酸鉀溶液50.0 mL,置於500 mL有蓋燒瓶,加入2 g 碘化鉀(KI)和10 mL之(1+10)濃鹽酸稀釋液,立刻加蓋,放置於冷暗處靜置10分鐘後,使用已配置之0.1N硫代硫酸鈉標準液滴定,直至呈淡黃色時,加入5 mL澱粉指示液,繼續滴定至藍色消失時為終點。

硫代硫酸鈉之濃度係數:

f=【KIO3 之重量(g)×1000×0.1】/【硫代硫酸鈉滴定量(mL)×35.67×0.1】

3.澱粉指示液:

秤取0.4g可溶性澱粉,加入少量試劑水,調成均勻糊狀,此糊狀物小心地倒入200mL沸水中,繼續煮沸直至澄清,冷卻後,置於有蓋之玻璃瓶。

4.氫氧化鉀溶液,1N:

取氫氧化鉀28.05g溶於試劑水中配成500mL。

5.氫氧化鉀溶液,1﹪:

取氫氧化鉀1g溶於試劑水中配成100mL。

6.氫氧化鈉溶液,20﹪:

取20g氫氧化鈉,置於量瓶中,加入約50mL試劑水,充分搖晃至溶解並以水流冷卻,稀釋至100mL。

7.AHMT溶液,0.5﹪:

取0.5g之4-氨基-3-胼基-5-硫醇基-1,2,4-三唑(4-amino-3-hydrazino-5-mercapto-1,2,4-triazol,AHMT)於100mL鹽酸溶液(5+95)中,存於棕色瓶中,並放置於陰冷處,配製後有效期限為一週。

8.過碘酸鉀,0.75﹪:

取0.75g過碘酸鉀(potassium periodate)置於燒杯,加1﹪氫氧化鉀溶液100mL,利用水浴法加熱溶解;冷卻後倒入棕色瓶中,放置於陰冷處保存,配製後有效期限為一週。

(五)甲醛參考儲備溶液(20mg HCHO/mL)

  在100mL量瓶中加入約10mL試劑水後,精確稱取特殊字g甲醛溶液(須精稱至1mg)加入量瓶中並稀釋至標線,使用前才配製。

甲醛水溶液Q%,根據下列方法求得:

在100mL量瓶中先放約試劑水,再加入約1g甲醛溶液(精稱至1mg),加試劑水稀釋至標線。取已稀釋之甲醛水溶液10.0mL,放入錐底燒杯,加50.0mL 0.1N之碘溶液及20mL氫氧化鉀溶液(1N),在室溫靜置15分鐘。加15mL硫酸溶液(1+9)幫助碘的分離,立即以已標定之0.1 N硫代硫酸鈉(sodium thiosulfate)溶液滴定,當溶液變為淡黃色時,加入1mL澱粉溶液當作指示劑,繼續滴定至終點。另外以10.0mL試劑水做空白滴定,依據下列公式計算甲醛之濃度。

化學計算式

其中,

Q:甲醛溶液中之甲醛濃度(%)
v :樣品滴定所需0.1N硫代硫酸鈉溶液之體積(mL)
v0:空白滴定所需0.1N硫代硫酸鈉溶液之體積(mL)
f :0.1N硫代硫酸鈉溶液之係數
W:甲醛溶液之重量(g)
0.001501:1mL 0.1N 硫代硫酸鈉相當於甲醛(HCHO)
     之克數(g)。

(六)甲醛標準溶液(2&mug HCHO/mL)

以吸收液精確稀釋甲醛參考儲備溶液200倍,再以吸收液精確稀釋此溶液50倍,使用時配製。

六、採樣與保存

(一)樣品取樣

1.選擇煙道排氣中氣體流速變化不顯著之位置作為採樣點,採樣管需插入煙道橫截面1/3至1/2位置,或距離煙道內壁1公尺以上,以採集到具代表性氣體。

2.準備2個吸收瓶,各裝入40mL 吸收液並適當冰浴,連結氣體採樣裝置,如圖1所示。

3.將三通活栓轉至旁路,並調整抽氣流率為 1 L / min。

4.採樣開始前,進行測漏後才準備開始採氣。

5.打開三通活栓的同時讀取流量計之數值,並記錄至0.01L之精確度。

6.記錄大氣壓力、流量計氣體溫度及錶壓。

7.採樣結束後關掉三通活栓,並同時讀取流量計之數值,記錄至0.01L。

8.取樣品氣體約10L,採集量可視排氣中濃度適當增減。

9.以吸收液清洗前後吸收瓶並分別裝於試藥瓶中攜回實驗室分別分析。

(二)樣品保存

採樣完成後,樣品應於4℃下保存,並應在一星期內完成待測物之分析工作。

七、步驟

(一)樣品分析

1.取回之樣品以吸收液稀釋至100mL量瓶標線,搖勻後取5.0 mL,放入15.0mL共栓試管中。

2.加入氫氧化鈉溶液及AHMT溶液各2.0mL,蓋上塞子使其在試管中緩慢混合。

3.在室溫靜置20分鐘,取下塞子,加2.0mL過碘酸鉀溶液,將塞子蓋上(不可太緊),緩慢搖晃至無氣泡發生。

4.取硼酸吸收液定量至共栓試管標線。

5.以水為參考溶液,試樣置於分光儀樣品槽中,在波長554 nm下,測量其吸收度。

6.取吸收液5.0 mL依七、(一)、2~5步驟做空白分析。

(二)檢量線製備

分別量取0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL之甲醛標準溶液分別放入六個15.0mL共栓試管中,依需七、(一)、2至5步驟,以吸光度對甲醛含量(&mug)作圖製備檢量線。

八、結果處理

(一)計算樣品氣體體積

乾式在760mmHg,0℃之體積

1.使用濕式氣體流量計

濕式氣體流量計算式

2.使用乾式氣體流量計

乾式氣體流量計算式

VSD:在0℃、760mmHg下之乾式氣體體積(L)
VW:濕式氣體流量計測得之氣體體積(L)
VD:乾式氣體流量計測得之氣體體積(L)
T :流經氣體流量計之氣體溫度(℃)
Pa:採樣時之壓力(mmHg)
Pm:氣體流量計所顯示之壓差(mmHg)
Pv:氣體溫度T時之飽和蒸氣壓(mmHg)

(二)計算濃度

甲醛之含量可由檢量線求得,帶入下列公式計算煙道氣體樣品中甲醛濃度。

化學計算式

C:甲醛濃度 [ppm(v/v)]
VSD:乾式氣體之體積(L)
0.746:1&mug甲醛(HCHO)相當之氣態體積(&muL)(0℃,760mmHg)
a:由檢量線所得甲醛含量(&mug)
b:空白實驗所得甲醛含量(&mug)

九、品質管制

(一)每批次應製作檢量線,其線性相關係數不得小於0.995

(二)每批次應測試試劑空白、運送空白及野外空白,了解試劑受污染之狀況。

(三)每10個或每批次樣品應做重複、添加及品管查核樣品分析,回收率偏差應在±15%以內。

(四)每批次應以不同來源之中間濃度標準品進行檢量線確認,其偏差在±15%以內,否則需重新建立檢量線。

(五)吸收液後瓶之測值不得大於前瓶之十分之一,否則視為採樣失敗

十、精密度及準確度

  添加一定濃度之甲醛標準品於煙道氣體樣品中,進行重複分析,所得的準確度X(﹪)和精密度RSD(﹪)如下表所示。

物質名稱

回收率(%)

平均百分回收率

準確度

精密度

 

1

2

3

±標準偏差

(%)

(%)

甲醛

98.76

96.98

98.76

98.17±1.03

100.2~96.1

1.05

十一、參考資料

(一)日本工業標準協會JIS K0303(1993),Methods for determination of formaldehyde in flue gas。

(二)行政院環境保護署,(83)環署檢字00543號,排放管道中粒狀污染物採樣及其濃度之測定方法。

 

註:作業方法

1.本方法所使用之化學藥品部份具有高毒性、致癌性與惡臭,對人體健康有害,進行分析工作者應儘可能避免曝露。

2.在樣品前處理與配製標準品時,操作人員應穿著實驗衣、帶防毒口罩、安全眼鏡及手套,並在排煙櫃中進行操作。

3.一切樣品,儲放時應完全密封並放置於陰涼處,以避免外洩或汙染。

 

煙道中採樣樣品氣體設備之圖例

 

A:過濾材質

G1:第一吸收瓶

L:採樣泵

B:採樣管

G2:第二吸收瓶

M:氣體流量計

C:保溫材料

H:玻璃過濾器

N:溫度計

D:含氟橡膠管

I:沖洗瓶

O:壓力計

E:熱電偶溫度計

J1,J2:氣體通道之活栓開關

P1,P2:調整流速用活栓

F:加熱器

K:乾燥管(矽膠)

 

 

圖 1、煙道中採樣樣品氣體設備之圖例

 


本文取自行政院環保署檢測方法公告事項
中華民國88年12月31日(88)環署檢字第85576號公告
自中華民國89年3月31日起實施
NIEA A724.72B

 

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