空氣中二氧化碳的測定方法
空氣中的二氧化碳的測定方法主要有非分散紅外線氣體分析法、氣相色譜法、容量滴定法等。
E.1 非分散 紅外線氣體分析法
E.1.1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)
本方法主要依據(jù)GB/T18204.24 《公共場所空氣中二氧化碳測定方法》。
E.1.2 原理
二氧化碳對紅外線具有選擇性的吸收，在一定范圍內(nèi)，吸收值與二氧化碳濃度呈線性關(guān)系。根據(jù)吸收值確定樣品二氧化碳的濃度。
E.1.3 測量范圍
0~0.5 %； 0~1.5 %兩檔。最低檢出濃度為0.01%。
E.1.4 試劑和材料
E.1.4.1 變色硅膠：在120℃下干燥2h；
E.1.4.2 無水氯化鈣：分析純；
E.1.4.3 高純氮氣：純度99.99%；
E.1.4.4 燒堿石棉：分析純；
E.1.4.5 塑料鋁箔復(fù)合薄膜采氣袋0.5L或1.0L；
E.1.4.6 二氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣體（0.5%）：貯于鋁合金鋼瓶中。
E.1.5 儀器和設(shè)備
二氧化碳非分散紅外線氣體分析儀。
儀器主要性能指標(biāo)如下：
測量范圍： 0~0.5 %； 0~1.5 %兩檔；
重現(xiàn)性：≤±1%滿刻度；
零點漂移：≤±3%滿刻度/4h；
跨度漂移：≤±3%滿刻度/4h；
溫度附加誤差：≤±2%滿刻度/10℃（在10℃~80℃）；
一氧化碳干擾：1000mL/m3 CO ≤±2%滿刻度；
供電電壓變化時附加誤差：220V±10% ≤±2%滿刻度；
啟動時間：30min；
響應(yīng)時間：指針指示到滿刻度的90%的時間＜15s。
E.1.6 采樣
用塑料鋁箔復(fù)合薄膜采氣袋，抽取現(xiàn)場空氣沖洗 3~4次，采氣0.5L或1.0L，密封進氣口，帶回實驗室分析。也可以將儀器帶到現(xiàn)場間歇進樣，或連續(xù)測定空氣中二氧化碳濃度。
E.1.7 分析步驟
E.1.7.1 儀器的啟動和校準(zhǔn)
E.1.7.1.1 啟動和零點校準(zhǔn)：儀器接通電源后，穩(wěn)定30min~1h，將高純氮氣或空氣經(jīng)干燥管和燒堿石棉過濾管后，進行零點校準(zhǔn)。
E.1.7.1.2 終點校準(zhǔn)：用二氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣（如0.50%）連接在儀器進樣口，進行終點刻度校準(zhǔn)。
E.1.7.1.3 零點與終點校準(zhǔn)重復(fù) 2~3 次，使儀器處在正常工作狀態(tài)。
E.1.7.2 樣品測定
將內(nèi)裝空氣樣品的塑料鋁箔復(fù)合薄膜采氣袋接在裝有變色硅膠或無水氯化鈣的過濾器和儀器的進氣口相連接，樣品被自動抽到氣室中，并顯示二氧化碳的濃度（%）。
如果將儀器帶到現(xiàn)場，可間歇進樣測定。并可長期監(jiān)測空氣中二氧化碳濃度。
E.1.8 結(jié)果計算
樣品中二氧化碳的濃度，可從氣體分析儀直接讀出。
E.1.9 精密度和準(zhǔn)確度
E.1.9.1 重現(xiàn)性小于2%，每小時漂移小于6%。
E.1.9.2 準(zhǔn)確度取決于標(biāo)準(zhǔn)氣的不確定度（小于2%）和儀器的穩(wěn)定性誤差（小于6%）。
E.1.10 干擾和排除
室內(nèi)空氣中非待測組分，如甲烷、一氧化碳、水蒸氣等影響測定結(jié)果。紅外線濾光片的波長為4.26μm，二氧化碳對該波長有強烈的吸收；而一氧化碳和甲烷等氣體不吸收。因此，一氧化碳和甲烷的干擾可以忽略不計；但水蒸氣對測定二氧化碳有干擾，它可以使氣室反射率下降，從而使儀器靈敏度降低，影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此，必須使空氣樣品經(jīng)干燥后，再進入儀器。
E.2氣相色譜法
E.2.1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)
本方法主要依據(jù)GB/T18204.24 《公共場所空氣中二氧化碳測定方法》。
E.2.2 原理
二氧化碳在色譜柱中與空氣的其他成分完全分離后，進入熱導(dǎo)檢測器的工作臂，使該臂電阻值的變化與參考臂電阻值的變化不相等，惠斯登電橋失去平衡而產(chǎn)生的信號輸出。在線性范圍內(nèi)，信號大小與進入檢測器的二氧化碳濃度成正比。從而進行定性與定量測定。
E.2.3 測定范圍
進樣3mL時，測定濃度范圍是0.02%~0.6%，最低檢出濃度為0.014%。
E.2.4 試劑
E.2.4.1 二氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣：濃度1%（鋁合金鋼瓶裝），以氮氣作本底氣；
E.2.4.2 高分子多孔聚合物：GDX-102， 60~80 目，作色譜固定相；
E.2.4.3 純氮氣：純度99.99%。
E.2.5 儀器與設(shè)備
E.2.5.1 氣相色譜儀：配備有熱導(dǎo)檢測器的氣相色譜儀；
E.2.5.2 注射器：2mL，5mL，10mL，20mL，50mL，100mL體積誤差＜±1%；
E.2.5.3 塑料鋁箔復(fù)合膜采樣袋：容積 400~600 mL；
E.2.5.4 色譜柱：長3m、內(nèi)徑4mm不銹鋼管內(nèi)填充GDX-102高分子多孔聚合物，柱管兩端填充玻璃棉。新裝的色譜柱在使用前，應(yīng)在柱溫180℃、通氮氣70mL/min條件下，老化12h，直至基線穩(wěn)定為止。
E.2.6 采樣
用橡膠雙聯(lián)球?qū)F(xiàn)場空氣打入塑料鋁箔復(fù)合膜采氣袋，使之漲滿后放掉。如此反復(fù)四次，最后一次打滿后，密封進樣口，并寫上標(biāo)簽，注明采樣地點和時間等。
E.2.7 分析步驟
E.2.7.1 色譜分析條件
由于色譜分析條件常因?qū)嶒灄l件不同而有差異，所以應(yīng)根據(jù)所用氣相色譜儀的型號和性能，制定能分析二氧化碳的最佳色譜分析條件。
E.2.7.2 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線和測定校正因子
在作樣品分析時的相同條件下，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線或測定校正因子。
E.2.7.2.1 配制標(biāo)準(zhǔn)氣
在5支100mL注射器內(nèi)，分別注入1%二氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣體2mL、4mL、8mL、16mL、32mL，再用純氮氣稀釋至100mL，即得濃度為0.02%、0.04%、0.08%、0.16%、0.32%的氣體。另取純氮氣作為零濃度氣體。
E.2.7.2.2 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線
每個濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體，分別通過色譜儀的六通進樣閥，量取3mL進樣，得到各濃度的色譜峰和保留時間。每個濃度作三次，測量色譜峰高（峰面積）的平均值。以二氧化碳的濃度（%）對平均峰高（峰面積）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并計算回歸線的斜率，以斜率的倒數(shù)Bg作樣品測定的計算因子。
E.2.7.2.3 測定校正因子
用單點校正法求校正因子。取與樣品空氣中含二氧化碳濃度相接近的標(biāo)準(zhǔn)氣體。按E.2.7.2.2項操作，測量色譜峰的平均峰高（峰面積）和保留時間。用下式計算校正因子。
式中：
f——校正因子；
c0——標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度，%；
h0——平均峰高（峰面積）。
E.2.7.3 樣品分析
通過色譜儀六通進樣閥進樣品空氣3mL，按E.2.7.2.2項操作，以保留時間定性，測量二氧化碳的峰高（峰面積）。每個樣品作三次分析，求峰高（峰面積）的平均值。并記錄分析時的氣溫和大氣壓力。高濃度樣品用純氮氣稀釋至小于0.3%，再分析。
E.2.8 結(jié)果計算
E.2.8.1 用標(biāo)準(zhǔn)曲線法查標(biāo)準(zhǔn)曲線定量，或用下式計算濃度。
c=h×Bg
式中：
c——樣品空氣中二氧化碳濃度，%；
h——樣品峰高（峰面積）的平均值；
Bg——由E.2.7.2.2項得到的計算因子。
E.2.8.2 用校正因子按下式計算濃度
c=h×f
式中：
c——樣品空氣中二氧化碳濃度，%；
h——樣品峰高（峰面積）的平均值；
f ——由E.2.7.2.3項得到的校正因子。
E.2.9 精密度和準(zhǔn)確度
E.2.9.1 重現(xiàn)性
二氧化碳濃度0.1%~0.2%時，重復(fù)測定的變異系數(shù)為5%~3%。
E.2.9.2 回收率
二氧化碳濃度在0.02%~0.4%時，回收率為90%~105%，平均回收率為99%。
E.2.10 干擾和排除
由于采用了氣相色譜分離技術(shù)，空氣、甲烷、氨、水和二氧化碳等均不干擾測定。
A.9 容量滴定法
E.3.1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)
本方法主要依據(jù)GB/T18204.24 《公共場所空氣中二氧化碳測定方法》。
E.3.2 原理
用過量的氫氧化鋇溶液與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鋇沉淀，采樣后剩余的氫氧化鋇用標(biāo)準(zhǔn)乙二酸溶液滴定至酚酞試劑紅色剛褪。由容量法滴定結(jié)果除以所采集的空氣樣品體積，即可測得空氣中二氧化碳的濃度。
E.3.3 測定范圍
當(dāng)采樣體積為5L時，可測濃度范圍0.001%~0.5%；最低檢出濃度為0.001%。
E.3.4 試劑和材料
E.3.4.1 吸收液
E.3.4.1.1 稀吸收液（用于空氣二氧化碳濃度低于0.15%時采樣）：稱取1.4g氫氧化鋇[Ba（OH） 2?8H2O]和0.08g氯化鋇（BaCl2?2H2O）溶于800mL水中，加入3mL正丁醇，搖勻，用水稀釋至1000mL。
E.3.4.1.2 濃吸收液（用于空氣二氧化碳濃度在0.15%~0.5%時采樣）：稱取2.8g氫氧化鋇[Ba（OH） 2?8H2O]和0.16g氯化鋇（BaCl2?2H2O）溶于800mL水中，加入3mL正丁醇，搖勻，用水稀釋至1000mL。
上述兩種吸收液應(yīng)在采樣前兩天配制，貯瓶加蓋，密封保存，避免接觸空氣。采樣前，貯液瓶塞接上鈉石灰管，用虹吸收管將吸收液吸至吸收管內(nèi)。
E.3.4.2 草酸標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取0.5637g草酸（H2C2O4?2H2O），用水溶解并稀釋至1000mL，此溶液1mL相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)狀況（0℃，101.325kPa）0.1mL二氧化碳。
E.3.4.3 酚酞指示劑
E.3.4.4 正丁醇
E.3.4.5 純氮氣（純度99.99%）或經(jīng)堿石灰管除去二氧化碳后的空氣。
E.3.5 儀器和設(shè)備
E.3.5.1 空氣采樣器；
E.3.5.2 50mL多孔玻璃板吸收管；
E.3.5.3 酸式滴定管：50mL；
E.3.5.4 碘量瓶：125mL。
E.3.6 采樣
取一個吸收管（事先應(yīng)充氮或充入鈉石灰處理的空氣）加入50mL氫氧化鋇吸收液，以0.3L/min流量，采樣 5~10 min，采樣前后，吸收管的進、出口均用乳膠管連接以免空氣進入。
E.3.7 分析步驟
采樣后，吸收管送實驗室，取出中間砂芯管，加塞靜置3h，使碳酸鋇沉淀完全，吸取上清液25mL于碘量瓶中（碘量瓶事先應(yīng)充氮或充入經(jīng)堿石灰處理的空氣），加入2滴酚酞指示劑，用草酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至溶液由紅色變?yōu)闊o色，記錄所消耗的草酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積。同時吸取25mL未采樣的氫氧化鋇吸收液作為空白滴定，記錄所消耗的草酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL）。
E.3.8 結(jié)果計算
E.3.8.1 將采樣體積按4.7.7換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下采樣體積。
E.3.8.2 空氣中二氧化碳濃度按下式計算：
式中：
c——空氣中二氧化碳濃度，%；
a——樣品滴定所用草酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，mL；
b——空白滴定所用草酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，mL；
V0——換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積，ｍL。
E.3.9 靈敏度、精密度和準(zhǔn)確度
E.3.9.1 靈敏度
樣品溶液每消耗1mL標(biāo)準(zhǔn)草酸溶液，相當(dāng)于0.1mL二氧化碳（標(biāo)準(zhǔn)狀況0℃，101.325kPa）。
E.3.9.2 精密度和準(zhǔn)確度
對含二氧化碳0.04%~0.27%的標(biāo)準(zhǔn)氣體的回收率為97%~98%，重復(fù)測定的變異系數(shù)為 2%～4 %。
E.3.10 干擾及排除
空氣中二氧化硫、氮氧化物及乙酸等酸性氣體對本法的吸收液產(chǎn)生中和反應(yīng)，但一般室內(nèi)空氣二氧化碳濃度在500mg/m3以上，相比之下，空氣中上述酸性氣體濃度要低得多，即使空氣中二氧化硫濃度超過0.15mg/m3的100倍，并假設(shè)它全部轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩�，對本法所引起的干擾不到5%。
