便攜式臭氧監(jiān)測儀比對測量方法的探討

便攜式臭氧監(jiān)測儀比對測量方法的探討

摘 要: 采取比對測量方法將測量環(huán)境空氣的紫外光度法臭氧監(jiān)測儀與便攜式電化學(xué)法臭氧監(jiān)測儀進(jìn)行比對校準(zhǔn)。經(jīng)過比對測量并對結(jié)果進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)， 這2種儀器測量結(jié)果呈高度相關(guān)，無顯著性差異。
關(guān)鍵詞： 臭氧 監(jiān)測 比對測量

1 前言
　　隨著高檔辦公樓大量出現(xiàn)及人們環(huán)保意識逐步增強(qiáng)，要求對甲醛、氡、氨、臭氧、總揮發(fā)性有機(jī)物、二氧化碳等室內(nèi)環(huán)境空氣指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測。其中某些指標(biāo)的分析方法雖然有國標(biāo)，但是實(shí)際使用并不理想。如室內(nèi)空氣中臭氧的分析方法國標(biāo)采用化學(xué)分析法，但在實(shí)際使用上由于干擾較多，臭氧標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)具有不穩(wěn)定性，無法做到現(xiàn)場分析等，影響監(jiān)測準(zhǔn)確性。國外對于環(huán)境空氣中臭氧的監(jiān)測采用紫外光度法臭氧監(jiān)測儀，對于居室內(nèi)臭氧多采用便攜式電化學(xué)法臭氧監(jiān)測儀。目前國內(nèi)部分單位為監(jiān)測室內(nèi)臭氧而購買了該類儀器，但由于國家對臭氧監(jiān)測儀目前尚無檢定規(guī)程，計(jì)量部門無法受理該種儀器的計(jì)量檢定。因此，本文采取比對測量方法將測量環(huán)境空氣的紫外光度法臭氧監(jiān)測儀與便攜式電化學(xué)法臭氧監(jiān)測儀進(jìn)行比對校準(zhǔn)。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器
2.1.1 多點(diǎn)動態(tài)氣體校準(zhǔn)儀（內(nèi)含臭氧發(fā)生器和臭氧分析裝置）： API700 美國API公司；
2.1.2 多點(diǎn)動態(tài)氣體校準(zhǔn)儀（內(nèi)含臭氧發(fā)生器）：TE146t 美國TE公司；
2.1.3 臭氧監(jiān)測儀： TE49C 美國TE公司；
2.1.4 便攜式臭氧監(jiān)測儀： IQ250-E 美國IST公司；
2.1.5 密封容器：600mL PET材質(zhì)塑料瓶。

2.2 比對原理

2.2.1 原理
　　用于環(huán)境空氣監(jiān)測的臭氧監(jiān)測儀采用紫外光度法原理，便攜式臭氧監(jiān)測儀器采用電化學(xué)法原理。前者的測量量程比后者要寬，分辨率比后者高10倍，無論是測量準(zhǔn)確度還是精密度都是前者比后者優(yōu)越。因此，在計(jì)量部門暫時(shí)還不受理該種儀器計(jì)量檢定的情況下，我們考慮采取儀器比對的方法將測量環(huán)境空氣的紫外光度法臭氧監(jiān)測儀與電化學(xué)法現(xiàn)場式臭氧監(jiān)測儀進(jìn)行比對校準(zhǔn)。
　　由于IQ250-E臭氧監(jiān)測儀為一款擴(kuò)散式臭氧監(jiān)測儀器，為使監(jiān)測儀的探頭處于穩(wěn)定的臭氧濃度環(huán)境中，我們設(shè)計(jì)了一個(gè)裝置。將IQ250-E儀器的測量探頭放置于一個(gè)PET塑料容器中，將臭氧輸送導(dǎo)管置于容器的底部，瓶口用密封膜封口，只留一小孔（用于平衡瓶內(nèi)外壓力）。將臭氧發(fā)生器的流量控制在4 L/min，使整個(gè)容器內(nèi)部略呈正壓，保證整個(gè)容器內(nèi)部的臭氧濃度均勻。由于臭氧發(fā)生器源源不斷發(fā)出臭氧，因此容器壁對臭氧的吸附在此可以忽略不計(jì)。每次改變臭氧濃度需等數(shù)分鐘，待儀器響應(yīng)穩(wěn)定后記錄讀數(shù)。連接裝置見圖1。


2.2.2 比對示意圖
2.2.2.1 線性校準(zhǔn)（見圖2）

2.2.2.2 比對校準(zhǔn)（見圖3）


2.3比對過程

2.3.1 線性校準(zhǔn)

　　首先使用API700型多點(diǎn)動態(tài)氣體校準(zhǔn)儀對參與比對的TE49C臭氧監(jiān)測儀在其測量量程范圍內(nèi)進(jìn)行多點(diǎn)線性校準(zhǔn)。校準(zhǔn)結(jié)果用最小二乘法原理統(tǒng)計(jì)得到儀器校準(zhǔn)曲線的截距a=-1.4×10-3μmol/mol，斜率b=0.9934, 相關(guān)系數(shù)r=0.9999。

2.3.2 多點(diǎn)比對測試

　　將TE146t臭氧發(fā)生器在比對儀器的測量范圍內(nèi)分別產(chǎn)生7個(gè)濃度（包括零點(diǎn)）的臭氧氣體，先后通入比對儀器（TE49C臭氧監(jiān)測儀）和一個(gè)插入被比對儀器測量探頭的容器中（見圖1）。分別記錄比對儀器和被比對儀器的響應(yīng)結(jié)果，測量結(jié)果見表1。
1)被比對儀器(IQ250-E)校準(zhǔn)曲線的截距a=-1.6×10-3μmol/mol，斜率b=1.004, 相關(guān)系數(shù)r=0.9999。
2.3.3 單點(diǎn)精密度比對測試
　　將TE146t臭氧發(fā)生器在比對儀器的測量范圍內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)濃度的臭氧氣體，先后通入比對儀器（TE49C臭氧監(jiān)測儀）和插入被比對儀器測量探頭的容器中。待儀器響應(yīng)穩(wěn)定后，每分鐘讀取1組數(shù)據(jù)，重復(fù)讀取5組數(shù)據(jù)，分別記錄比對儀器和被比對儀器的響應(yīng)結(jié)果，測量結(jié)果見表2。

2.3.4 2種儀器測量方法的顯著性比較
　　為比較這2種儀器之間的顯著性差異，我們采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的t檢驗(yàn)方法，給定顯著性水平a=0.05，自由度f=6，查t表得t(0.05,6)=2.447，計(jì)算統(tǒng)計(jì)得：t=1.246。由于t< t(0.05,6)，故這2種儀器測量方法之間無顯著性差異。

3 結(jié)論

　　經(jīng)過比對測量并對結(jié)果進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)， 這2種儀器測量結(jié)果呈高度相關(guān)，無顯著性差異，具有良好的一致性。