Измерение содержания оксидов углерода и азота

В основном для измерения содержания оксидов углерода применяются оптико-акустические газоанализаторы. В приборах этого типа используется инфракрасный метод анализа, основанный на изменении поглощения лучистой энергии (инфракрасного излучения) при прохождении света через анализируемый газ.

Механизм поглощения лучистой энергии веществами в инфракрасной области спектра обусловлен частотой собственных колебаний атомов и ионов и отдельных групп в молекуле, а также частотой вращения молекул. Наибольшее применение нашли газоанализаторы ОА-2Ю9М, ГИАМ-5.
Для измерения содержания оксидов азота также применяют хемилюминесцентные газоанализаторы. Проба ОГ поступает в реакционную камеру, где происходит реакция между озоном и оксидами а’зота с образованием в возбужденном состоянии диоксида азота. Переход в основное состояние диоксида азота сопровождается световым излучением — хемилюминесценцией, которое регистрируется фотоэлектронным умножителем. Наиболее приемлем для измерения концентрации N0 в дизелях газоанализатор 344-ХЛ01.
Для измерения содержания N0 в ОГ дизелей могут быть использованы фильтрационные газоанализаторы типа 344-ФА01. Принцип действия прибора основан на фотоабсорбционном методе анализа инфракрасной радиации. При этом просвечивается не весь газовый поток, а предварительно отобранная проба.
Наиболее простым и доступным методом определения концентрации оксидов азота в ОГ можно считать фотоколометрический способ. Метод основан на взаимодействии диоксида азота (NOg) и сульфани- ловой кислоты с образованием диазосоединения, которое, реагируя с ct-нафтиламином, образует азокраснтель. Последний окрашивает раствор от бледно-розового до красно-фиолетового цвета. По интенсивности окраски раствора определяют количество N02 [56].
Чувствительность определения содержания N02 — 0,1 мкг, Диапазон измеряемых концентраций: 0,03-0,64 мг/м3 при отборе пробы воздуха объемом 5 л.
Для определения разовой концентрации N02 воздух протягивают через U-образный поглотительный прибор, наполненный 6 мл поглотительного раствора, со скоростью 0,25 л/мин в течение 20 мин.
Для анализа переносят 5 мл раствора из пробы в пробирку и Добавляют по 0,5 мл составного реактива. Содержимое пробирки встряхивают и через 20 мин (непосредственно перед измерением) в пробирку приливают по 5 капель 0,06% раствора сернокислого

натрия и еще раз встряхивают. Измеряют оптическую плотность раствора в кюветах шириной 10 мм при длине волны 540 нм (светофильтр № 6 для ФЭК-56) относительно воды. Одновременно определяют плотность нулевой пробы (5 мл поглотительного раствора относительно воды = 0,01). По калибровочному графику, зависимости плотности раствора от концентрации N02 в данном растворе, построенного по результатам разности измерений оптической плотности пробы и нулевого растворов находят количество NO2 в исследуемых пробах.
Построение калибровочного графика. Рабочий стандартный раствор определенного количества (согласно таблице) доводят поглотительным раствором до метки 50 мл в мерной колбе и затем определяют плотность полученных растворов. По значениям, вычисленным как среднее арифметическое трех измерений плотности для каждого раствора, строят график зависимости плотности раствора от концентрации NO2 в растворе.

Концентрация NO2 в пробе воздуха при отборе в жидкий поглотительный прибор равна:

(8.4.5)
где С — концентрация N02 [мкг/л или мг/м3]; М — количество N02, найденное в а мл пробы, взятой на анализ [мкг]; b — общий объем пробы в поглотительном приборе [мл]; V — объем протянутого воздуха [л]; а — объем пробы, взятой для анализа [мл]; k — коэффициент пересчета для приведения объема воздуха к нормальным условиям, равный:

(8.4.6)
где Р, t — давление и температура окружающей среды.
Приготовление растворов. Поглотительный раствор: 40 г йодистого калия растворяют в 500 мл дистиллированной воды (Н20). Получаемый раствор бесцветный, хранится в банке из темного стекла две недели. Раствор сульфаниловой кислоты: 0,15 г сульфаниловой кислоты растворяют в 150 мл 12% раствора уксусной кислоты. Раствор хранится в банке из темного стекла. Раствор а-нафтиламина: 0,2 г а-нафтиламина растворяют в 20 мл дистиллированной воды при нагревании на водяной бане до образования лиловых капель на дне колбы. Раствор сливают, оставляя осадок в колбе, и приливают к раствору 150 мл 12% раствора уксусной кислоты.
Составной реактив Грисса: перед анализом сливают растворы а-нафтиламина и сульфаниловой кислоты в отношении 1:1. Исходный стандартный раствор: 2-3 г азотистокислого натрия растирают и сушат при температуре 50-60°С в течение 2 ч. Навеску 0,1500 г растворяют в мерной колбе емкостью 100 мл, 1 мл полученного раствора соответствует 1000 мкг NO2. Рабочие стандартные растворы для калибровки (табл. 26). Исходный стандартный раствор разводят поглотительным раствором в 100 раз, 1 мл полученного раствора содержит 10 мкг NO2.
Таблица 26
Калибровочные стандартные растворы

	N9 стандартного раствора
	1	2	3	4	5	6	7
Рабочий стандартный раствор (1 мкг/мл), мл	1	2	4	6	8	10	20
	довести объем раствора до 50 мл в каждой колбе
Содержание NO2 в 5 мл стандартного раствора, мкг	0,065	одзо	0,260	0,390	0,520	0,65	1,3

Рабочий стандартный раствор готовят 10-кратным разбавлением раствора, содержащего 10 мкг/мл NO2, поглотительным раствором, 1 мл рабочего раствора содержит 1 мкг NO2. Исходный стандартный раствор сохраняется в течение 2 недель в склянке из темного стекла. Рабочий стандартный раствор готовят перед анализом.

<< | >>

↑

Источник: Салова Т. Ю., Громова Н. Ю., Шкрабак В. С., Курмашев. Основы экологии. Аудит и экспертиза техники и технологии. 2004

Еще по теме Измерение содержания оксидов углерода и азота:

- Детская психология - Общая экология - Природопользование - Социальная экология - Экологический мониторинг - Экология города и региона - Экология человека -