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1、#臭氧浓度检测的意义北京超能自控实验技术研究所 刘志光臭氧是一种强氧化剂具有很强的杀菌消毒漂白、除味等特性。因此广泛地应用于 水消毒、食品加工杀菌净化.食品贮藏保鲜、医疗卫生和家庭消毒净化等方面的产品。在臭 氧应用中.一定的臭氧浓度是保证消毒效果、节约能源和防止污染的重要参数.K检测臭氧浓度的必要性14臭氧发生器产量的标定发生器的臭氧产量是其最主要.最基本的技术指标，而产量又是通过测定臭氧浓度后计算得出的.严格说，没有测定臭氧浓度的可皐手段就不可能生产出合格产品，目前市场臭敦 发生器产量虛报假冒主要表现为没有臭氧浓度指标或不真实4L2臭氧浓度保证消毒效果只有保证和其它消毒杀菌剂一样，只有达到足
2、够的剂量，作用一定时间才能达到消杀效 果。例如当臭氧浓度为0.08.6ppm时，对空气中细菌繁殖体中的大肠杆菌作用30min,其 平均杀灭率达84.6499.9%,而空气中臭氧浓度为0.347）.85ppm时，作用3加加，其杀 灭率可达99.4799.97%。又如臭氧对空气消毒时，当浓度为0.2mg/L时，作用/加加対金 黄色葡萄球菌灭率达90.81%如提高浓度为0.72mg/L时，作用时间仍为lOmin.杀灭率可达 99.99%,一般讲臭氧的浓度愈髙其杀菌效果愈好。L3环境臭氧浓度不能过高臭氧除了对人类有益的一方面外，同时它又是一种对环境污染的物质，我国环境空气质 址标准（GB3095-19
3、96）中规定臭氧的浓度限值（1小时平均）一级标准为（U2砒如;二级 标准为0.】6嗣冰三级标准为0.20mg/m3臭氧的工业卫生标准大多数国家最高限值为 0Jppmf020mg/m3）因此利用臭氧消毒杀菌臭氧浓度不应过高臭氧发生器的产懂不是越高 越好.例如：一般家庭用室内杀菌的臭氧发生器臭氧产量应在左右，最高不要超过 400mg/h.这样，在臭氧杀菌工作加帀后，室內臭氧浓度能达到消毒目的，而在经过几 小时臭氧还原以后，室内残余浓度低于国家卫生标准要求.霊要注意的是，一些过敏体质的 人，长时间暴露在臭氧含量超过018吨卅的环境下，会出现皮肤刺痒，呼级不畅.咳嗽及 鼻炎等症状.浓度再高.会给人体造
4、成更大的伤害。lit14臭氧应用工程与设备需要监测臭氧浓度臭氧发生器发生臭氧能力在很大程度上受气源的湿度、冷却水温度、放电面的老化等影 响.所以要经常对臭氧浓度进行检测.对大型臭氧设备，最好在流程中装有在线臭氧浓度检测仪器A如大型臭氧水处理厂在泯合器上游装有高浓度吳氧（气体）检测仪，井有捡测混合 后水的溶存臭氧检测仪.还有检测排放的尾气中所含臭氧浓度的检测仪。以便控制罄个系统处在最佳工作状态.2、臭氧浓度检测方法臭氧浓度御迪可分为“化学分雌 S “物理方法”和“物理化学方法妙三类.2.1化学分析法常用的化学分析法有碘量法（检测较高锻度00,这是一种操作较为简单的方法，如果 配制的各种试剂浓度准
5、确，采拝、滴定操作无误、检测较高浓度（高于3说）时，会得到 较高检测精度.而且此方法不但适用于分析代体中臭氧浓度，也可以检测水中溶存的臭氧。 2.2物理方法物理方法分析臭氧现在在国际上最流行的是紫外线吸收法.它是利用臭氧对254nm波 长的紫外线特征吸收的特性，依据比尔一朗伯（BeHLainberO定律制造出的分析仪器. 只要选择合适长度的吸收池，就可以检测0,002m5%（vol）浓度的臭氧.其线性在45个 数量级内都很好.该法已被我国作为环境空气中测定臭氧的标准方法（GB1/T15438its紫外线吸收法不但可以适用于检测气体中臭氧浓度，也可以检测水中溶存的臭氧浓度. 紫外线吸收法的仪器在
6、美国，第国、瑞士、日本都有产品.我国北京分析仪器厂于1985 年引进了美国莫尼特（MONITORLABS）公司的ML-8810型紫外吸收式臭氧分析器，用于 环境监测,1992年以后又陆续扩展量程到/叱m、lOOOppm北京超能自控实验技术研究 所在1999年开发了 2X1系列該外线吸收式臭氧分析器，其痢量范围从47如朋（用于环 境监测）、OlOOppm-, O-lOOOppm OlOOOOppm 到 g25000ppm 2.3物理化学方法2.3靛蓝二磺酸钠（简称IDS）分光光度法，其原理是含臭氧的气体在有多孔玻板的吸收 管中通过兰色的IDS溶液，生成的溶液用分光光度计在610nm处测量，通过计
7、算得出臭氧 浓度这种方法操作比较复杂，用于检测环境中冥氧浓度或做为基准用来标定物理方法仪器 （低浓度）。IDS法也披定为国家标准用来测定环境中的臭氧浓度（GB/T15437）2.3.2化学发光法，该法是利用过量的乙烯（或NO）与臭氧发生化学发光，用光电倍增管 接收发光光强来计算岀臭氧的浓度.此法在上世纪七、八十年代很盛行，曾经被美国EPA 列为环境监测标准方法之一现己被紫外法取代2.4水中臭氧检测方法测量水中溶存臭氧浓度除了用碘量法和紫外线吸收法以外,近年来国际上普遍采用了一种称之为“膜电极”的电化学方法.它是用一个带有可更换的能渗透臭氧的半透膜的探头和 一个微处理器组成测量时将探头敏感部份置
8、于臭氧水中，在阴阳极之间加一固定极化电压.溶存的臭氧透过半透膜到达阴极表面并被还原.产生与臭氧浓度成正比的扩散电流.扩散电 流大小可用下式表示：I=KC式中：1扩散电流（AK-常数#CQ 浓度(mg/L ) 这样c =厶(吨/厶)国外在对各种半透膜材料.电极材料、电解质以及外加电压电位的研究后.制造出一种 电流的或稳态电压的膜电极，线性和再现性都很好膜电极法抗干扰能力强、灵敏度高、量 程广、可用于在线分析和控制国际上有越来越广泛地使用膜电极法分析水中臭氧浓度的趋 势.美国的AT!公司，ROSEMOUNT公司和瑞士的ROS公司都有膜电极法臭氧分析仪臭氧浓度单位近年我国臭氧产业发展迅速，产品种类繁
9、多，有些产品表达浓度的单位使用混乱，有时给入误解XI气体中臭氧浓度表示方法3AA 种是以单位体积内所含臭氧的质量数表示，常用的单位有mg/L mg/m /ig/m3简称质量浓度，它们的关系是：lmL - Kfmg/m3 -我国各种标准均采用质量浓度另一种用朋也或辭 作为浓度单位.称为体积浓度 ppm (Partsper million)单位是指在ICO万气体体积中含有臭氧的体积数美日本等家习惯使用体积浓度/胪 idppb9但是ppb (Parts per billion )的含义不明确。在美国和法国严billion”的意文为十亿(I09), “6意味着十亿分之一(10国)：而在英国和德国，“b
10、illion”为万亿(1012). ppb意味着万亿 分之一(10”人因此.这是一种容易混淆的表达方式国际纯粹化学与应用化学协会于1971年7月作出銘不宜采用”的决定。在我国ppb 一般指10.也有用体积百分比 eou和刃出加来表示体积浓度的.它们的关系式是= ppm = 106 pphm = ppb两种单位可用下面公式换算x (ppm)=22.47T99式中，A以力g加表示的臭氧浓度X-以ppm表示的臭氧浓度M气体的莫尔量(臭氧为48)22.4 T (标准状态，273乙10L3kPch即Ot； 760mmHg的气体莫尔体积大气中的臭氧含量为Ippm.则用mg/m3表示M 22.4=2.14(
11、zng/mJ)。99在美国、日本和国际全球监测系统内的标准状态杲指298K (25 V)和IQUkPa9(760mmHgy)这时的气体摩尔体积为24,45L/moh这样 Ippm = L963 mg/m33.1.2还有一种用重董百分比来表示臭氧的浓度.一般用 (wr)表示，的含义耀：臭 氧的质量/含有臭氧气体的质量X100%这样.在标准状态下I ppm 二 2.14wg/zM3 =L66xlO%（wr） l%（w/）（空气中）=12.93g/m3 二 6042刃WM 探1%（倔）（氧气中）=145g/m3 = 6632ppm 探海 空气密度为1293g/m NPT探 氧气密度为1430g/m
12、NPT3,2表示水中容存臭氧的单位有mg/L g/mf9和pp/nW0mg/L其含义是臭氧的质董(mg) /含有臭氧水的容积(Z) 屛_臭氧的质量(g /含有臭氧水的容积(皿)ppm(wt)臭氧的质量/含有臭氧水的质量X10lmg/L * lg/ m3 = lppmfwt）4、臭氧检测中应注意事项#4.1采样管材料应选用抗强氧化的材料，如玻璃、聚四氟乙烯聚備二氟乙晞；不锈钢材料也尽量少用，以减少采样管中臭氧损耗.4.2采样管应尽愛短.测量低浓度时一般不要超过2彷.43从采样管到检测仪器，不要漏气，否则测量值偏低.U!4.4检测较低浓度(如监测环境)奥氧时，新的聚四氛乙烯管也要进行充份地“臭氧化”， 即通过含较高浓度臭氧的气体来稳定采样管内壁.日本荏原公司认为要20min以上才能 稳定，而美国莫尼特公司要求数水时4,5采样管要定时清洗、吹干.不清洁的采样管会使测量值偏低很多.4.6臭样分析仪要定时进行标定，以保证测量数据可靠参考文献：1R.G.Rics A. Netzer合编，朱光译臭氧技术及应用手册2.张秀宝、高伟生.应龙根编著大气环境污染概论#4.3.荏原实业株氏会社 臭氧事业部 清水博则文“臭氧浓度测定的重要性及注意事项” 军事医学科学院微生物流行病研究所丁兰英文“臭氧杀菌效果及影响因素J有关国家标准和仪器说明书.#
