[发明专利]基于被动采样的空气中微量臭氧浓度的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境中臭氧气体浓度的检测方法。本发明属于环境空气中低浓度污染气体检测领域，具体的说是一种基于被动采样的空气中微量臭氧气体浓度的检测方法。

背景技术

臭氧通常在室温下呈浅蓝色，具有特殊的刺激性气味，浓度在10～20μg/m³下人鼻就可以明显闻到它的存在。臭氧对紫外到微波范围内的光辐射都会有吸收，但主要还是发生在220～300nm的波段内。地球上空约10～50公里处的臭氧层，就是利用这一特性来拦截来自太阳的大部分紫外线。由于臭氧具有强氧化性，当它与人体表面的细胞接触时，会加速细胞的氧化过程，人体吸入高浓度的臭氧后，会产生一系列的健康危害，比如粘膜组织的疼痛和头疼等症状。光化学烟雾也会带来上述的不适症状。因此，研究近地层臭氧浓度的方法是更好地控制臭氧含量，避免光化学烟雾发生的必然要求，也是建立有效的臭氧污染预警机制，以降低臭氧超标引起的对人体及其它生命造成损害的基本前提。对改善城市空气质量，提高人民居住水平，促进社会的和谐发展具有重要的实际意义和应用价值。

目前，空气中臭氧含量的常用检测方法有碘量法、分光光度法、化学发光法、电化学法等。但是这些方法由于存在干扰或操作复杂等原因，或多或少存在一些缺陷。如碘量法显色直观，无需贵重仪器，但易受到其它氧化剂如NO等物质的干扰，在需要精确检测时应扣除其它氧化物质的影响。应用广泛的分光光度法对大气中臭氧测定的方法已引起了学术界的争议，因为在大气中的其它化合物(气溶胶)也会吸收紫外可见光区的波，从而对结果会造成一定程度的影响。而用化学发光法(CL)采用的分析器(气体压缩泵)的重量很大，而且所用气体(乙烯或NO)本身就有很大潜在的危险。Schiavon er al(Schiavon G，et al. Electroanalyticalsensors for nonconducting media based on electrodes supported on perfluorinated ion-exchange membranes.Electroanalysis.1997，9(6)：433-443)设计电流法气体传感器对测臭氧含量进行测定，这种传感器的对电极有多孔结构的金金属单质组成，而工作电极和采样器的气体充分接触。电极固载在阳离子交换薄膜(Nafion 417)的表面层上，膜的另外一面和内部的电解质溶液(1M高氯酸水溶液)相互充分接触，对电极和参比电极全部固定在上述电解质溶液中，在外界0.5V的外界电压下，进行电流依靠性测试(vs.饱和甘汞电极SCE，1M HClO₄)。上述检测臭氧的方法的检测限(LOD)为224ppbv，但是这个对于大气环境和室内环境中的臭氧检测室是不适合的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于被动采样的空气中微量臭氧气体浓度的检测方法，适于检测大气环境和室内环境中的微量臭氧的检测，可表征一段时间内的臭氧浓度的累积量和平均浓度。

本发明的基于被动采样的空气中微量臭氧气体浓度的检测方法，包括以下步骤：

a)、采用无动力扩散采样器被动采集臭氧；

b)、采用超纯水提取待检测物硝酸根；

c)、采用离子色谱系统检测，根据转换公式计算臭氧气体浓度。

根据本发明，所述步骤a的采集时间为1～10天。

优选的，所述步骤a的采集时间为3～8天。当采集时间为5天时，可检测环境中臭氧浓度范围为0.0015～0.59mg/M³，检测限为1.2×10^-4mg/M³。

根据本发明，所述无动力扩散采样器包括端盖、挡风网、放尘膜、接头、吸收膜、底膜、后盖等，所述吸收膜上含有采样浸渍吸收液；所述臭氧与所述采样浸渍吸收液反应生成所述待检测物硝酸根。

根据本发明，所述浸渍吸收液含有0.1～0.5重量％的NaNO₂、10～20重量％的甘油。进一步地，还含有0.1～0.5重量％的K₂HPO₄。

根据本发明，所述步骤b中将所述吸收膜置于超纯水超声提取所述待检测物。

根据本发明，所述离子色谱系统以烷醇季铵功能基的阴离子交换色谱柱为分离柱，采用KOH体系淋洗液梯度淋洗。

根据本发明，所述分离柱为IonPacAG18和AS18。