用靛蓝二磺酸钠分光光度法测定室内空气中的臭氧
作者：施小平 杨润 成海仙 刘雪锦 杨丽香 唐琳
单位：施小平(江苏省卫生防疫站，南京 210009)；杨润(江苏省卫生防疫站，南京 210009)；成海仙(北京市卫生防疫站)；刘雪锦(山东省卫生防疫站)；杨丽香(哈尔滨市卫生防疫站)；唐琳(湖北省卫生防疫站)
关键词：靛蓝二磺酸钠；室内空气；臭氧
卫生研究000603 摘要：建立了快速简便、灵敏的测定室内空气中臭氧的方法--靛蓝二磺酸钠分光光度法。研究结果表明：当室内空气中臭氧含量在0.2～1.0μg/ml范围时，平均回收率为99%，相对标准差为2.3%；测定范围在0.18～10.0μg/10ml时，最低检出浓度为0.009mg/m3(采样20L)。
中图分类号：R126 X831.02 文献标识码：B
, 百拇医药
文章编号：1000-8020(2000)06-0357-02
Application of indigo disulphonate spectrophotometry on the
determination of ozone in indoor air
Shi Xiaoping Yang Run Cheng Haixian Liu Xuejin et al
(Jiangsu Provincial Anti-epidemic and Public Health Station, Nanjing 210009,China)
Abstract：Spectrophotometric determination of ozone in indoor air by using indigo disulphonate was investigated. The results showed that the average recovery of ozone was 99% and the relative standard deviation was 2.3% when the concentration of indoor ozone was in the range of 0.2～1.0 μg/ml. The lowest detection concentration was 0.009mg/m3(sampling 20L) when the range of determination was 0.18～10.0 mg/10ml.
, 百拇医药
Key words:indigo disulphonate, indoor air, ozone
臭氧(O3)是环境大气和室内空气中常见的污染物，近年来在公共场所推广应用臭氧消毒器，消毒箱和臭氧净化消毒器用于餐具、理发具的消毒以及医院、宾馆、舞厅等场所的消毒及复印机、负离子发生器的应用。上述臭氧消毒器泄漏及高压放电释放的臭氧都不同程度造成室内空气污染。空气中臭氧污染水平及上述消毒效果的评价都需要进行臭氧质量浓度的检测。国内外测定空气臭氧的方法有多种，目前国内较常用的有丁子香酚-甲醛比色法、硼酸碘化钾法、改进的中性碘化钾法[1]以及紫外光度法等。丁子香酚法的灵敏度较低，且光化学烟雾的组份甲酸干扰测定。硼酸碘化钾法现场测定时存在碘的挥发和氮氧化物、二氧化硫等氧还气体的干扰。改进的中性碘化钾法操作步骤较繁琐，且吸收液对温度和光线照射敏感。紫外光度法虽操作简便快速，但价格昂贵，不利于基层单位推广应用。针对以上各法存在的问题和不足，我们查阅了国外有关文献资料[2]，进行了本方法的研究和摸索，最终提出用靛蓝二磺酸钠分光光度法测定室内空气中臭氧。
, 百拇医药
1 实验部分
1.1 原理
空气中的臭氧使吸收液中蓝色的靛蓝二磺酸钠褪色，生成靛红二磺酸钠。根据颜色减弱的程度比色定量。
1.2 仪器
多孔玻板吸收管普通型，内装9ml吸收液，在流量0.3 L/min时，玻板阻力应为4～5k Pa，气泡分散均匀。空气采样器，20mm比色皿，波长610 nm。
1.3 试剂
本法中所用试剂除另有说明外均为分析纯，所用水为重蒸水。制备方法：在第一次蒸馏水中加高锰酸钾至淡红色，再用氢氧化钡碱化后，进行重蒸馏。吸收液取25ml靛蓝二磺酸钠贮备液，用缓冲液稀释至1L。溴酸钾-溴化钾标准溶液：吸取0.1000mol/L溴酸钾标准溶液10.0ml于100ml容量瓶中，加入1.0g溴化钾稀释至刻度。磷酸盐缓冲溶液(pH6.8)，靛蓝二磺酸钠(IDS)贮备液：称取0.25g IDS稀释至500ml，24h后标定。标定方法：取20.00ml IDS贮备液于250ml碘量瓶中，加20.00 ml溴酸钾-溴化钾溶液及50ml水。在(19.0±0.5)℃水浴中放置至温度平衡时，加5.0ml(1+6)硫酸溶液，盖塞混匀并计时，水浴中暗处放置30min。加1.0g碘化钾，暗处放置5min，用0.0100 mol/L硫代硫酸钠溶液滴定至棕色刚好褪去呈淡黄色，加2.0g/L淀粉指示剂5.0 ml，滴定至蓝色消褪，终点为亮黄色。平行滴定所消耗硫代硫酸钠标准溶液体积不应大于0.05ml。靛蓝二磺酸钠溶液相当于臭氧的质量浓度C(μg/ml)，由下式表示：
, http://www.100md.com
式中：M，溴酸钾-溴化钾标准溶液的浓度(mol/L)；V，加入溴酸钾-溴化钾标准溶液的体积(ml)；M，滴定时所用硫代硫酸钠标准溶液的浓度(mol/L)；V，滴定时所用硫代硫酸钠标准溶液的体积(ml)；48.00，臭氧的摩尔质量(g/mol)；4，化学计量因数(Br/IDS)。Vs，IDS贮备液吸取量(ml)。
1.4 采样
用硅橡胶管连接2个内装9.0ml吸收液的多孔玻板吸收管，以0.3L/min流量采气5～20 L。当第一管中的吸收液颜色明显减退即停止采样。该样品暗处存放至少可稳定1周。
1.5 标准曲线绘制
将标定后的标准贮备液用磷酸缓冲液稀释成1.0μg/L臭氧的IDS溶液，吸10.00、8.00、6.00、4.00、2.00和0.00ml，分别置于10ml比色管中，用缓冲液稀释至刻度，臭氧含量为0、0.2、0.4、0.6、0.8和1.0μg/ml。各管摇匀，用20mm比色皿，以水作参比，在波长610nm下测定吸光度。以标准系列中零浓度与各标准管吸光度之差为纵坐标，臭氧含量(μg)为横坐标，绘制标准曲线，并计算回归线的斜率，以斜率的倒数作为样品测定的计算因子Bs(μg/ml)。
, 百拇医药
1.6 样品测定
采样后将前后2支吸收管中的样品分别移入比色管中，用少量水洗吸收管，使总体积分别为10.0ml。按标准曲线操作步骤进行测定。同时取未采样的吸收液，作试剂空白测定。
1.7 结果计算
式中：C，空气中臭氧浓度(mg/m3)；A0，试剂空白溶液的吸光度；A1，第1支样品管溶液的吸光度；A2，第2支样品管溶液的吸光度；Bs，用标准溶液绘制标准曲线得到的计算因子(μg/ml)；V0，换算成标准状况下的采样 体积(L)。
2 结果与讨论
, 百拇医药 2.1 实验条件选择
2.1.1 吸收光谱及方法灵敏度 本方法最大吸收峰在610nm，结果与文献一致[2]，因此本法选择测定波长为610nm。标准曲线的回归方程：
=-0.003+0.083X，斜率在0.790～0.956ml/μg之间，截距<0.007。
2.1.2 标准曲线的线性范围与最低检出限 5个单位的实验室测定，标准曲线的线性范围为0～10μg/10ml，相关系数在0.9996～0.9999之间，符合分光光度法要求。当采样体积为20L时，最低检出浓度在0.009mg/m3。
2.1.3 IDS溶液的稳定性实验 5个实验单位分别对标定过的IDS贮备液、IDS标准工作液及采样前、后的IDS吸收液进行稳定性实验。实验结果证明，几种不同浓度的IDS溶液，冰箱内放置1～1.5月后相对稳定度在97%～100%之间；采样后的样品室温下暗处存放，至少可稳定1周，相对稳定度99.4%。贮备液若只用于配制吸收液，冰箱内可保存3个月。
, 百拇医药
2.1.4 吸收管类型选择 在采样效率实验过程中对吸收管类型进行选择实验。结果表明，IDS吸收液的采样效率与管型及采气流量有关，多孔玻板吸收管吸收效率明显高于气泡吸收管，本法选用多孔玻板吸收管采样。
2.2 采样效率
串联2支内装吸收液的吸收管，以0.2～0.5L/min的速度采集臭氧气体。分别测定前后管含量，采样效率达96%(串联3支吸收管效率可达99%)，当采样速度为0.2L/min时，第1管褪色78%～86%，采样效率能达到98%。实验证明，采样速度低，采样安全。
2.3 方法的精密度与准确度
5个实验室分别对低、中、高几种不同浓度臭氧进行重复测定，相对标准差在0.2%～8.6%之间，精密度在可接受范围内。对不同浓度臭氧进行加标回收实验，结果表明方法的准确度良好，平均回收率在95%～108%之间。市售IDS(生物染色素)作为标准溶液使用时，要经气相滴定法或其它相对的标准方法校准才能使用，其技术和设备要求均较高，不能被基层实验室接受。本方法采用溴酸钾间接滴定法对IDS的纯度进行标定，标定后的IDS吸收液测定空气中臭氧浓度与紫外光度法测定结果完全一致。这在本方法研究中得到进一步证实，且与Bergshoeff等人提出的观点亦相一致[2]。由此说明，经溴酸钾标定的IDS纯度是准确可靠的，与美国环保局现行规定的紫外光度法可以等效。因此，在实验中只要控制好溴酸钾标定IDS的准确度，就能使臭氧测试过程中的质量控制系统得到保证。
, 百拇医药
2.4 干扰实验
经实验证实，苯、丙酮、吡啶、甲醛、酚、甲醇、苯乙烯、苯胺、二氯甲烷、氨及低于5倍卫生标准的二氧化硫、过氧化氢等不干扰本法测定。0.15mg/m3的氮氧化物有6.5%的正干扰，高于0.13mg/m3的硫化氢和0.32mg/m3的二氧化氯可产生-4%以上的负干扰。但 在正常情况下，公共场所及室内空气中以上气体的浓度都是很低的，故对本测定不会产生明显影响。由此可见，IDS法测定室内空气中臭氧的选择性好，抗干扰性强，空气中共存物对本法测定不产生干扰。
2.5 对比试验
本法与硼酸碘化钾分光光度法及紫外光度法进行了对比实验。IDS法与硼酸碘化钾法比较，经配对t检验，t0.05(11)；与紫外臭氧测定仪比较t0.05(15)，结果均无显著性差异，从而可证实IDS法可替代以上2种方法。
, 百拇医药
2.6 现场试验
本方法在计算机房、实验室、走廊采集样品进行分析，臭氧浓度均在0.01mg/m3以下，空调房间0.02mg/m3，紫外灯消毒房间在1.5～5.5mg/m3范围内。测定结果与现场情况相吻合，说明本法完全适用于室内空气的现场测定。
IDS分光光度法测定公共场所、室内空气中臭氧具有精密度好、准确度高、干扰小、吸收液稳定、操作简便等优点。经5个单位验证，在最大吸收波长和线性范围、摩尔吸光系数与灵敏度、IDS溶液的相对稳定度、采样效率、精密度和准确度、空气中共存物的干扰性能及对比实验等方面取得一致结果。本法无需复杂技术和特殊设备，价格低廉，资金投入少，适用于我国基层单位实验室使用。
作者简介：施小平，女，主管技师
3 参考文献
1，中国预防医学科学院环境卫生监测所.环境空气质量监测检验方法.北京：中 国科学技术出版社，1991，260-270
2，Bergshoeff G, Lanfing RW. Spectrophotometric determination of ozone in air with indigo disulphonate. Analyst, 1984,109:1165-1169
(2000-02-28收稿), 百拇医药
单位：施小平(江苏省卫生防疫站，南京 210009)；杨润(江苏省卫生防疫站，南京 210009)；成海仙(北京市卫生防疫站)；刘雪锦(山东省卫生防疫站)；杨丽香(哈尔滨市卫生防疫站)；唐琳(湖北省卫生防疫站)
关键词：靛蓝二磺酸钠；室内空气；臭氧
卫生研究000603 摘要：建立了快速简便、灵敏的测定室内空气中臭氧的方法--靛蓝二磺酸钠分光光度法。研究结果表明：当室内空气中臭氧含量在0.2～1.0μg/ml范围时，平均回收率为99%，相对标准差为2.3%；测定范围在0.18～10.0μg/10ml时，最低检出浓度为0.009mg/m3(采样20L)。
中图分类号：R126 X831.02 文献标识码：B
, 百拇医药
文章编号：1000-8020(2000)06-0357-02
Application of indigo disulphonate spectrophotometry on the
determination of ozone in indoor air
Shi Xiaoping Yang Run Cheng Haixian Liu Xuejin et al
(Jiangsu Provincial Anti-epidemic and Public Health Station, Nanjing 210009,China)
Abstract：Spectrophotometric determination of ozone in indoor air by using indigo disulphonate was investigated. The results showed that the average recovery of ozone was 99% and the relative standard deviation was 2.3% when the concentration of indoor ozone was in the range of 0.2～1.0 μg/ml. The lowest detection concentration was 0.009mg/m3(sampling 20L) when the range of determination was 0.18～10.0 mg/10ml.
, 百拇医药
Key words:indigo disulphonate, indoor air, ozone
臭氧(O3)是环境大气和室内空气中常见的污染物，近年来在公共场所推广应用臭氧消毒器，消毒箱和臭氧净化消毒器用于餐具、理发具的消毒以及医院、宾馆、舞厅等场所的消毒及复印机、负离子发生器的应用。上述臭氧消毒器泄漏及高压放电释放的臭氧都不同程度造成室内空气污染。空气中臭氧污染水平及上述消毒效果的评价都需要进行臭氧质量浓度的检测。国内外测定空气臭氧的方法有多种，目前国内较常用的有丁子香酚-甲醛比色法、硼酸碘化钾法、改进的中性碘化钾法[1]以及紫外光度法等。丁子香酚法的灵敏度较低，且光化学烟雾的组份甲酸干扰测定。硼酸碘化钾法现场测定时存在碘的挥发和氮氧化物、二氧化硫等氧还气体的干扰。改进的中性碘化钾法操作步骤较繁琐，且吸收液对温度和光线照射敏感。紫外光度法虽操作简便快速，但价格昂贵，不利于基层单位推广应用。针对以上各法存在的问题和不足，我们查阅了国外有关文献资料[2]，进行了本方法的研究和摸索，最终提出用靛蓝二磺酸钠分光光度法测定室内空气中臭氧。
, 百拇医药
1 实验部分
1.1 原理
空气中的臭氧使吸收液中蓝色的靛蓝二磺酸钠褪色，生成靛红二磺酸钠。根据颜色减弱的程度比色定量。
1.2 仪器
多孔玻板吸收管普通型，内装9ml吸收液，在流量0.3 L/min时，玻板阻力应为4～5k Pa，气泡分散均匀。空气采样器，20mm比色皿，波长610 nm。
1.3 试剂
本法中所用试剂除另有说明外均为分析纯，所用水为重蒸水。制备方法：在第一次蒸馏水中加高锰酸钾至淡红色，再用氢氧化钡碱化后，进行重蒸馏。吸收液取25ml靛蓝二磺酸钠贮备液，用缓冲液稀释至1L。溴酸钾-溴化钾标准溶液：吸取0.1000mol/L溴酸钾标准溶液10.0ml于100ml容量瓶中，加入1.0g溴化钾稀释至刻度。磷酸盐缓冲溶液(pH6.8)，靛蓝二磺酸钠(IDS)贮备液：称取0.25g IDS稀释至500ml，24h后标定。标定方法：取20.00ml IDS贮备液于250ml碘量瓶中，加20.00 ml溴酸钾-溴化钾溶液及50ml水。在(19.0±0.5)℃水浴中放置至温度平衡时，加5.0ml(1+6)硫酸溶液，盖塞混匀并计时，水浴中暗处放置30min。加1.0g碘化钾，暗处放置5min，用0.0100 mol/L硫代硫酸钠溶液滴定至棕色刚好褪去呈淡黄色，加2.0g/L淀粉指示剂5.0 ml，滴定至蓝色消褪，终点为亮黄色。平行滴定所消耗硫代硫酸钠标准溶液体积不应大于0.05ml。靛蓝二磺酸钠溶液相当于臭氧的质量浓度C(μg/ml)，由下式表示：
, http://www.100md.com
式中：M，溴酸钾-溴化钾标准溶液的浓度(mol/L)；V，加入溴酸钾-溴化钾标准溶液的体积(ml)；M，滴定时所用硫代硫酸钠标准溶液的浓度(mol/L)；V，滴定时所用硫代硫酸钠标准溶液的体积(ml)；48.00，臭氧的摩尔质量(g/mol)；4，化学计量因数(Br/IDS)。Vs，IDS贮备液吸取量(ml)。
1.4 采样
用硅橡胶管连接2个内装9.0ml吸收液的多孔玻板吸收管，以0.3L/min流量采气5～20 L。当第一管中的吸收液颜色明显减退即停止采样。该样品暗处存放至少可稳定1周。
1.5 标准曲线绘制
将标定后的标准贮备液用磷酸缓冲液稀释成1.0μg/L臭氧的IDS溶液，吸10.00、8.00、6.00、4.00、2.00和0.00ml，分别置于10ml比色管中，用缓冲液稀释至刻度，臭氧含量为0、0.2、0.4、0.6、0.8和1.0μg/ml。各管摇匀，用20mm比色皿，以水作参比，在波长610nm下测定吸光度。以标准系列中零浓度与各标准管吸光度之差为纵坐标，臭氧含量(μg)为横坐标，绘制标准曲线，并计算回归线的斜率，以斜率的倒数作为样品测定的计算因子Bs(μg/ml)。
, 百拇医药
1.6 样品测定
采样后将前后2支吸收管中的样品分别移入比色管中，用少量水洗吸收管，使总体积分别为10.0ml。按标准曲线操作步骤进行测定。同时取未采样的吸收液，作试剂空白测定。
1.7 结果计算
式中：C，空气中臭氧浓度(mg/m3)；A0，试剂空白溶液的吸光度；A1，第1支样品管溶液的吸光度；A2，第2支样品管溶液的吸光度；Bs，用标准溶液绘制标准曲线得到的计算因子(μg/ml)；V0，换算成标准状况下的采样 体积(L)。
2 结果与讨论
, 百拇医药 2.1 实验条件选择
2.1.1 吸收光谱及方法灵敏度 本方法最大吸收峰在610nm，结果与文献一致[2]，因此本法选择测定波长为610nm。标准曲线的回归方程：
=-0.003+0.083X，斜率在0.790～0.956ml/μg之间，截距<0.007。2.1.2 标准曲线的线性范围与最低检出限 5个单位的实验室测定，标准曲线的线性范围为0～10μg/10ml，相关系数在0.9996～0.9999之间，符合分光光度法要求。当采样体积为20L时，最低检出浓度在0.009mg/m3。
2.1.3 IDS溶液的稳定性实验 5个实验单位分别对标定过的IDS贮备液、IDS标准工作液及采样前、后的IDS吸收液进行稳定性实验。实验结果证明，几种不同浓度的IDS溶液，冰箱内放置1～1.5月后相对稳定度在97%～100%之间；采样后的样品室温下暗处存放，至少可稳定1周，相对稳定度99.4%。贮备液若只用于配制吸收液，冰箱内可保存3个月。
, 百拇医药
2.1.4 吸收管类型选择 在采样效率实验过程中对吸收管类型进行选择实验。结果表明，IDS吸收液的采样效率与管型及采气流量有关，多孔玻板吸收管吸收效率明显高于气泡吸收管，本法选用多孔玻板吸收管采样。
2.2 采样效率
串联2支内装吸收液的吸收管，以0.2～0.5L/min的速度采集臭氧气体。分别测定前后管含量，采样效率达96%(串联3支吸收管效率可达99%)，当采样速度为0.2L/min时，第1管褪色78%～86%，采样效率能达到98%。实验证明，采样速度低，采样安全。
2.3 方法的精密度与准确度
5个实验室分别对低、中、高几种不同浓度臭氧进行重复测定，相对标准差在0.2%～8.6%之间，精密度在可接受范围内。对不同浓度臭氧进行加标回收实验，结果表明方法的准确度良好，平均回收率在95%～108%之间。市售IDS(生物染色素)作为标准溶液使用时，要经气相滴定法或其它相对的标准方法校准才能使用，其技术和设备要求均较高，不能被基层实验室接受。本方法采用溴酸钾间接滴定法对IDS的纯度进行标定，标定后的IDS吸收液测定空气中臭氧浓度与紫外光度法测定结果完全一致。这在本方法研究中得到进一步证实，且与Bergshoeff等人提出的观点亦相一致[2]。由此说明，经溴酸钾标定的IDS纯度是准确可靠的，与美国环保局现行规定的紫外光度法可以等效。因此，在实验中只要控制好溴酸钾标定IDS的准确度，就能使臭氧测试过程中的质量控制系统得到保证。
, 百拇医药
2.4 干扰实验
经实验证实，苯、丙酮、吡啶、甲醛、酚、甲醇、苯乙烯、苯胺、二氯甲烷、氨及低于5倍卫生标准的二氧化硫、过氧化氢等不干扰本法测定。0.15mg/m3的氮氧化物有6.5%的正干扰，高于0.13mg/m3的硫化氢和0.32mg/m3的二氧化氯可产生-4%以上的负干扰。但 在正常情况下，公共场所及室内空气中以上气体的浓度都是很低的，故对本测定不会产生明显影响。由此可见，IDS法测定室内空气中臭氧的选择性好，抗干扰性强，空气中共存物对本法测定不产生干扰。
2.5 对比试验
本法与硼酸碘化钾分光光度法及紫外光度法进行了对比实验。IDS法与硼酸碘化钾法比较，经配对t检验，t
, 百拇医药
2.6 现场试验
本方法在计算机房、实验室、走廊采集样品进行分析，臭氧浓度均在0.01mg/m3以下，空调房间0.02mg/m3，紫外灯消毒房间在1.5～5.5mg/m3范围内。测定结果与现场情况相吻合，说明本法完全适用于室内空气的现场测定。
IDS分光光度法测定公共场所、室内空气中臭氧具有精密度好、准确度高、干扰小、吸收液稳定、操作简便等优点。经5个单位验证，在最大吸收波长和线性范围、摩尔吸光系数与灵敏度、IDS溶液的相对稳定度、采样效率、精密度和准确度、空气中共存物的干扰性能及对比实验等方面取得一致结果。本法无需复杂技术和特殊设备，价格低廉，资金投入少，适用于我国基层单位实验室使用。
作者简介：施小平，女，主管技师
3 参考文献
1，中国预防医学科学院环境卫生监测所.环境空气质量监测检验方法.北京：中 国科学技术出版社，1991，260-270
2，Bergshoeff G, Lanfing RW. Spectrophotometric determination of ozone in air with indigo disulphonate. Analyst, 1984,109:1165-1169
(2000-02-28收稿), 百拇医药