三、方法步骤

三、方法步骤

1)大气采样

进行空气中有害气体的测定,首先要进行空气样品的采集。大气采样器是现场采集气体用的仪器,由收集器、流量计和抽气动力三部分组成(图实3.1)。

①收集器 一般采用吸收管,它盛有吸收液,用以采集液态或蒸汽态的有害物质的样品。常用的有气泡吸收管、冲击式吸收管和多孔筛板吸收管(图实3.2)。

②流量计 用来测量空气流量,常用转子流量计。

③抽气动力 常用小流量采样动力多为微电机带动薄膜泵,使用方法参阅仪器说明书。

图实3.1 CD-1型大气采样器图实

图实3.2 气体吸收管

采样时注意事项:

(1)采样点的高度

一般以畜禽呼吸带为准,离地高度与温度测量相同。在测定畜禽舍通风装置效果时,应在有通风装置和无通风装置时采样,并在通风前后分别采样测定。

(2)采样要求

测定前检查仪器,采样时应在同一地点同时至少采两个平行样品,两个平行样品结果之差,不应超过20%。

(3)采样

采样时做好详细记录,包括采样时间、地点、编号、采样方法;有害物质名称、采气速度、采气量;采气时的气温和气压。采样气体体积V1(L)应根据采样时的气温(t,℃)和气压(P,kPa),换算成标准状态下的体积V0(L)。

(4)及时送检

2)空气中二氧化碳的测定(容量滴定法)

(1)原理

利用过量的氢氧化钡来吸收空气中的二氧化碳。氢氧化钡与空气中二氧化碳形成碳酸钡白色沉淀,然后用草酸溶液滴定剩余的氢氧化钡,从而求得空气中二氧化碳的浓度。

(2)试剂

①氢氧化钡溶液 称取7.16 g氢氧化钡[Ba(OH)2]置于1 000 mL容量瓶中,加蒸馏水至刻度,此溶液1 mL可结合1 mgCO2。此吸收液应在采样前两天配制,密封保存,避免接触空气。采样时吸上清液作为吸收液。

②草酸标准溶液 准确称量草酸(H2C2O4)2.863 6 g,置于1 000 mL容量瓶中,加蒸馏水至刻度,此溶液1 mL与1 mgCO2相当。

③3.1%酚酞酒精溶液 称取1 g酚酞溶于65 mL的酒精中,振荡溶解后加蒸馏水定容与100 mL容量瓶中。

(3)操作

图实3.3 二氧化碳测定器

1—吸收液;2—连接大气采样器;
3—玻璃管;4—乳胶管;5—夹子

①采样 取喷泡式吸收管1个,用乳胶管把上端口与玻璃管连接,用双联球排出内部原有气体,然后迅速从装有氢氧化钡溶液的二氧化碳测定器(图实3.3)中向喷泡式吸收管放入20 mL氢氧化钡溶液。把吸收管侧面管口接到大气采样器上,打开胶管夹,把大气采样器计时旋钮按反时针方向拨至4 min,并迅速将转子流量计调节到0.5 L/min。采样结束,取下吸收管,静置1 h,取样滴定。采样时同时记录气温和气压。

②氢氧化钡溶液的标定 把滴定装置开口与钠石灰管相连,排出其中空气,然后在滴定装置中迅速加入5 mL氢氧化钡溶液(A1)和1滴酚酞指示剂,使溶液呈红色,迅速盖上带滴定管的瓶塞,在上部小滴定管中加入草酸标准溶液(切勿超过上刻度)进行滴定,红色刚褪色为止,记下草酸用量(C1)。

③吸收液的滴定 用移液管吸取沉淀后的吸收液上清液9~10 mL,迅速而准确地将其中5 mL(A2)移入滴定装置的瓶中,使溶液恢复红色。再继续用草酸滴定(滴定管中草酸不足时可以补加),使红色再次消褪,记下草酸标准液的消耗量(C2)。

(4)计算结果

式中,φ(CO2)为空气中CO2体积百分比,%;A1,A2为吸收CO2前后标定和滴定氢氧化钡时的取液量,mL;C1,C2为标定和滴定Ba(OH)2时草酸标准液的消耗量,mL;20为吸收液的用量,mL;0.509为CO2由质量换算为容量的系数;V0为换算成标准状态下的采样体积,L。

3)空气中氨的测定(滴定法)

(1)原理

空气中氨吸收在硫酸溶液中,根据硫酸吸收氨前后的浓度之差(用氢氧化钠滴定),求得空气中氨的含量。

(2)试剂

0.005 mol/L硫酸溶液;0.01 mol/L氢氧化钠溶液;1%的酚酞酒精液。

(3)操作

①采样

采样点的高度:一般以畜禽呼吸带为准,离地高度与温度测量相同。

采样方法:用5 mL移液管在2个U形气泡吸收管中分别装入5 mL 0.005 mol/L硫酸溶液(干燥条件下一次加入,不能外流),将2个管串联起来,正确地接到大气采样器上,采样2 L,然后把靠近采样器的2号管反接于1号管,用洗耳球将2号管中的吸收液压入1号管,摇匀后进行滴定。记录采样当地的气温和气压,校正大气采样体积。

②硫酸的标定 用20 mL移液取管吸0.005 mol/L硫酸20 mL于三角瓶中,滴入1~2滴酚酞指示剂,用0.01 mol/L氢氧化钠滴定至出现微红色并在1~2 min内不褪色,记录氢氧化钠用量(A1)。

③滴定 用移液管吸取5 mL吸收氨后的硫酸液,放入三角瓶中,加1~2滴酚酞指示剂,用0.01 mol/L氢氧化钠滴定至出现微红色为止,记录氢氧化钠用量(A2)。

(4)计算结果

式中,ρ(NH4)为空气中氨的含量,mg/m3;A1,A2为标定硫酸和滴定吸收液时氢氧化钠的用量,mL;20为标定时取硫酸量,mL;5为滴定时取硫酸量,mL;10为吸收液总量,mL;0.17为氨的摩尔数,即1 mL 0.005 mol/L硫酸可吸收0.17 mg氨;V0为换算成标准状态下的采样体积,L。

4)空气中硫化氢的测定

(1)原理

硫化氢通过碘溶液形成碘氢酸,用硫代硫酸钠测定碘溶液吸收硫化氢前后之差,求得空气中硫化氢的含量。

(2)试剂

①0.1 mol/L碘液 称取碘化钾2.5 g溶于15~20 mL蒸馏水中,再精确称取碘1.269 2 g倒入1 000 mL容量瓶中,将碘化钾液也倒入同一容量瓶中振摇,使碘全部溶解后,加蒸馏水至刻度,保存于褐色玻璃瓶中备用。

②0.005 mol/L硫代硫酸钠 称取硫代硫酸钠2.481 0 g,倒入1 000 mL容量瓶中,加部分蒸馏水使其全部溶解后,再加蒸馏水至刻度。硫代硫酸钠能吸收空气中的二氧化碳,应定期用0.01 mol/L碘液进行标定。

③0.5%淀粉溶液 称取可溶性淀粉0.5 g,溶于10 mL凉蒸馏水的试管中,再倒入装有90 mL煮沸的蒸馏水的烧杯中,煮沸,冷却后即可使用。最好在用前配制。需要保存时可加入0.5 mL氯仿防腐。

(3)测定步骤

采样方法与氨的测定相同。

3个气泡吸收管中各装碘液20 mL。以1 L/min的流量采气40~60 L。采气完毕,将3个吸收管中的碘吸收液倒入200 mL容量瓶中,用少量蒸馏水分别洗涤3个洗气瓶后,一起倒入容量瓶中,最后加蒸馏水至刻度。

取上述稀释后的吸收液50 mL于锥形瓶中,用0.005 mol/L硫代硫酸钠液滴定至红褐色消褪为淡黄色时,加入淀粉液0.5 mL,振荡后继续滴定至完全无色为止,记录硫代硫酸钠的用量(V2)。用未吸收过硫化氢的0.01 mol/L碘液15 mL按上述方法,记录硫代硫酸钠的用量(V1)。

(4)计算结果

式中,ρ(H2S)为空气中硫化氢的含量,mg/m3;V1,V2为空白滴定与吸收液的滴定中硫代硫酸钠的用量,mL;n为吸收液容量总量为取液量的倍数(即200 mL/50 mL);0.34为1 mL碘液,相当于0.34 mg硫化氢;V0为换算成标准状态下的采样体积,L。