TCQEEMA 3-2021 固定污染源废气 氯化氢的测定 傅立叶变换红外分光光度法.pdf

ICS 13.040.40 CCS Z.15团体标准 T/CQEEMA 32021 固定污染源废气 氯化氢的测定 傅立叶变换红外分光光度法 Stationary sources emission Determination of hydrogen chlorideFourier transform infrared spectrophotometry 2021-3-29 发布2021-3-31 实施重庆市生态环境监测协会发 布 全国团体标准信息平台T/CQEEMA 32021 I 目 次 前言.II 引言.III 1 范围.4 2 规范性引用文件.4 3 术语和定义.4 4 方法原理.4 5 干扰及消除.5 6 试剂和材料.5 7 仪器与设备.5 8 分析步骤.6 9 结果计算与表示.6 10 精密度和准确度.6 11 质量保证和质量控制.7 全国团体标准信息平台T/CQEEMA 32021 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由重庆市生态环境监测协会提出并归口。本文件起草单位：重庆市生态环境监测中心。本文件验证单位：重庆市合川区生态环境监测站、重庆市大足区生态环境监测站、重庆市黔江区生态环境监测站、重庆市涪陵区生态环境监测站、重庆市长寿区生态环境监测站、重庆市永川区生态环境监测站。本文件主要起草人：邓力、陈飞、金典、赵让平、王海波、喻航、胡勇、陈骁、谭天勇、张信伟。本文件在执行过程中的意见或建议反馈至重庆市生态环境监测协会质量标准工作委员会。本文件为首次发布。全国团体标准信息平台T/CQEEMA 32021 III 引言 傅立叶变换红外分光光度法作为一种测试氯化氢废气的成熟方法，在国际上已受到广泛认可并在实际工作中使用。国际标准化组织（ISO）、英国环保署（UK Environmental Agency）和美国环保署（EPA）均已制定了使用傅立叶变换红外分光光度法测定固定污染源废气中氯化氢的标准或规范。该方法可在现场直接测试废气中所氯化氢并显示测试结果，不需要样品运输，不需要实验室分析，从根本上避免了采样及样品运输过程中的氯离子污染，数据质量高，与采取现场采样实验室分析模式的氯化氢监测方法相比，具有快速、简便、高效的优势，是固定污染源废气中氯化氢监测的一个新的方法选择。但是，截止目前，还没有以傅立叶变换红外分光光度法为原理测定固定污染源废气中氯化氢的国家标准方法，这对生态环境监测部门相关工作的开展有束缚，也不能充分满足生态环境主管部门对固定污染源废气的管理要求。因此，制定以傅立叶变换红外分光光度法为原理的测定固定污染源废气中氯化氢的监测方法显得非常必要和迫切，对加强固定污染源废气排放管理具有十分重要的意义。全国团体标准信息平台T/CQEEMA 32021 4 固定污染源废气 氯化氢的测定 傅立叶变换红外分光光度法 1 范围 本方法规定了测定固定污染源废气中氯化氢的傅立叶变换红外分光光度法。本方法适用于固定污染源废气中氯化氢的测定。本方法测定氯化氢的检出限为 1mg/m3，测定下限为 4mg/m3。2 规范性引用文件 本方法内容引用了下列文件中的条款，凡是不注明日期的引用文件，其有效版本适用于本方法。GB/T16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法 HJ397 固定源废气监测技术规范 HJ549-2016 环境空气和废气 氯化氢的测定 离子色谱法 3 术语和定义 3.1 氯化氢 hydrogen chloride 本方法测定的氯化氢指以气态形式存在的氯化氢。3.2 傅立叶变换红外光谱仪 fourier transform infrared spectrometer 傅立叶变换红外（Fourier Transform Infrared，FTIR）光谱仪主要由红外光源、分束器、干涉仪、样品池、探测器、计算机数据处理系统、记录系统等组成，它利用迈克尔逊干涉仪获得入射光的干涉图，然后通过傅立叶数学变换，形成普通的红外光谱图。3.3 校准量程 calibration span 仪器的校准上限，为校准所用的标准气体的浓度值（进行多点校准时，为校准所用的标准气体的最高浓度值），校准量程应小于或等于仪器的满量程。4 方法原理 用波长连续变换的红外光照射氯化氢分子时，与氯化氢分子固有振动频率相同的特定波长的红外光被吸收，并在检测器上得到干涉图，经过计算机傅立叶变换形成红外光谱图，红外光谱图中会显示该频全国团体标准信息平台T/CQEEMA 32021 5 率的吸收峰，根据吸收峰的数目、位置、形状等可对被测样品中的氯化氢进行定性分析，根据吸收峰的峰高、峰面积可对被测样品中的氯化氢进行定量分析。5 干扰及消除 当污染源废气中含湿量较大时，氯化氢吸湿以盐酸雾形式存在，对分析结果产生干扰。为避免干扰，采样分析全过程需保持加热（180），保证氯化氢全部以气态形式存在。当待测污染源废气中含尘量较大时，会污染仪器的采样管路和分析单元，对分析结果产生干扰，为防止干扰，须在采样管前安装防尘滤芯。氯化氢具有强腐蚀性，采样及分析单元受腐蚀影响仪器灵敏性和精度，采样及分析单元需配备具有防腐蚀作用的防护层。6 试剂和材料 6.1 氯化氢标准气体：市售有证氯化氢标准气体，不确定度2%。6.2 零气：纯度99.99%的氮气。7 仪器与设备 7.1 便携式傅立叶红外气体分析仪 便携式傅立叶红外气体分析仪包括：便携式采样系统（包括采样枪、导气管、尘过滤器、采样泵、全程加热控制系统等），分析单元（包括红外光源、干涉仪、样气室、检测器、信号处理电子组件等），计算机工作站（包括便携式计算机、分析测试操作软件、出厂标定光谱库等）。要求可加热并保持采样枪、导气管、尘过滤器、采样泵和样气室温度达到 180以上，采样泵要求有足够抽气能力，能克服烟道负压，保障采样流量准确可靠，相对稳定，红外光波长范围 900-4200cm-1，光程长度达到 5m 以上。仪器结构如下图：全国团体标准信息平台T/CQEEMA 32021 6 7.2 辅助设备 便携式氮气瓶：内装氮气，纯度大于 99.99%8 分析步骤 8.1 采样前准备 将便携式采样系统、分析单元、计算机工作站连接，然后启动仪器并进行相应设定，待采样枪温度、导气管温度、采样泵温度、样气室温度、光源强度、干涉图高度达到要求。8.2 分析过程 参照 GB/T16157、HJ397 进行布点。用零气对仪器进行零点校准，绘制背景谱图，具体操作步骤见仪器操作说明。将采样枪插入烟道采样点位，进行连续自动采样及分析，待仪器读数稳定之后，即可记录数据，每个数据的分析时间选择 1 分钟，测试时长根据需要而定。测试完成后，将采样枪取出烟道，抽取清洁空气，对仪器进行清洗，时间不少于 15min。在使用清洁空气进行清洗之后，再通入零气 35min 进行彻底清洗，直至谱图中无所测氯化氢废气的残留吸收峰。9 结果计算与表示 9.1 结果计算 结果以标准状态下氯化氢的质量浓度表示，当仪器显示单位为 mol/mol 时，按公式（1）换算成标准状态（273.15K，101.325kPa）下的质量浓度 63.1=（1）式中：氯化氢的质量浓度，单位为 mg/m3 氯化氢体积比浓度，单位为 mol/mol 9.2 结果表示 当测定结果小于 100mg/m3时，保留至整数位；大于等于 100mg/m3时，取三位有效数字。10 精密度和准确度 10.1 精密度 六个实验室分别对浓度水平为 200 mg/m3、100mg/m3、30mg/m3、10mg/m3的氯化氢标准样品进行测定：实验室内相对标准偏差：0.08%0.70%、0.15%0.75%、0.49%1.17%、0.93%4.40%实验室间相对标准偏差：0.79%、1.07%、0.38%、10.79%重复性分别为：0.80mg/m3、0.46mg/m3、0.25mg/m3、0.24mg/m3 全国团体标准信息平台T/CQEEMA 32021 7 再现性分别为：1.77mg/m3、1.09mg/m3、0.26mg/m3、1.15mg/m3 10.2 准确度六个实验室分别对浓度水平为 200mg/m3、100mg/m3、30mg/m3、10mg/m3的氯化氢标准样品进行测定：相对误差分别为：2.13%4.39%、-4.85%-2.25%、-1.97%-3.02%、-10.81%14.53%相对误差最终值分别为：3.37%1.63%、-3.65%2.06%、-2.68%0.75%、4.94%22.6%11 质量保证和质量控制 11.1 零点校准采样分析前，必须用零气对仪器进行零点校准，绘制背景谱图。11.2 为了保证测定结果的准确性，每次测试前后，须使用与样品气浓度接近的氯化氢标准气体对仪器进行测试误差检查：要求当标准气体浓度大于 20mg/m3时，示值误差应不大于 5%；当标准气体浓度小于等于 20mg/m3时，示值误差应不大于 10%。若不能达到上述要求，须对仪器设备进行量程校准。11.3 每次测试，应保证样品浓度测定结果处于仪器校准量程的 20%100%之间。否则，应选择合适浓度的标准气体重新进行量程校准。全国团体标准信息平台