ISO 7996-1985 Ambient air Determination of the mass concentration of nitrogen oxides Chemiluminescence method《环境空气 氮氧化物质量浓度的测定 化学发光法》.pdf

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1、Norme internationale INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEXflYHAPOJlHAR OPI-AHM3AL + O2 NO; + NO2 + h v Le dioxyde dazote excit met un rayonnement centr dans le proche infrarouge (1 200 nm). 5 Appareillage Les figures la) et 1 b) (deux canaux) et la figure lc) (squentiel) prsentent des d

2、iagrammes schmatiques des analyseurs types utiliss. Un analyseur comprend les lments principaux sui- vants (5.1 5.10). 1) la temprature et la pression donnes, les facteurs de conversion suivants sappliquent : NO: 1 mg/m3 e 0,81 ppm (V/ VI 1 ppm (WV) G 1,23 mg/m3 NO2 : 1 mglm3 e 0,53 ppm W/ V) 1 ppm

3、(WV) 2 1,88 mg/m3 ISO 7996-1985 0 5.1 Ligne dchantillonnage. 5.6 Chambre de raction. La prise dchantillon doit tre constitue par un petit entonnoir orient vers le bas, raccord la ligne dchantillonnage, cette dernire tant aussi courte que possible. La ligne et lentonnoir doivent tre en un matriau ine

4、rte vis-vis du monoxyde dazote et du dioxyde dazote. II est trs important de ne pas utiliser des matriaux contenant des alliages base de cuivre. Lexprience montre que les matriaux les meilleurs sont le polyttrafluorthylne (PTFE) ou le (polythylne/propyIne perfluors) (FEP). Pour viter une perturbatio

5、n de lquilibre monoxyde dazote-dioxyde dazote-ozone provoque par une diminution de lintensit de la lumire du jour dans la ligne dchantillonnage, il faut que le temps de sjour dans la ligne dchantillonnage soit aussi court que possible. On peut chauffer modrment la ligne dchantillonnage pour viter to

6、ute condensation. La chambre de raction doit tre ralise en un matriau inerte. Ses dimensions dfinissent les caractristiques de la raction de chimiluminescence (temps de sjour, vitesse de raction). La chambre de raction peut tre lgrement chauffe pour vi- ter toute condensation. La raction seffectue g

7、nralement pression rduite afin de minimiser le phnomne dattnuation et daccrotre la sensibilit. 5.7 Filtre optique slectif. Ce filtre doit liminer toutes les radiations de longueurs donde infrieures 600 nm, vitant ainsi toute interfrence produite par la raction de chimiluminescence avec des hydrocarb

8、ures insaturs mettant ces longueurs donde. 5.2 Filtre particules. 5.8 Tube photomultiplicateur. Le filtre doit retenir toutes les particules susceptibles daltrer le bon fonctionnement de lanalyseur. Dautre part, ce dernier, ainsi que son support, doivent tre constitus dun matriau qui ne retient pas

9、le monoxyde dazote ou le dioxyde dazote, par exemple du PTFE ou de lacier inoxydable. Le filtre doit tre remplac ou nettoy priodiquement, selon les poussires que lon rencontre sur le site dchantillonnage. Une surcharge de ce filtre peut conduire une perte de dioxyde dazote par sorption par les parti

10、cules. 5.3 Commande et rgulation du dbit dchantillon. Le dbit dchantillon doit tre maintenu gal +2 % prs de celui spcifi par le fabricant de lanalyseur. La rgulation du dbit est gnralement ralise grce une rgulation de la perte de charge travers des restricteurs. 5.4 Convertisseur. Le convertisseur d

11、oit consister en un four chauff, maintenu temprature constante et est fabriqu en acier inoxydable, en cuivre, en molybdne, en tungstne ou en carbone spectrosco- piquement pur. II doit tre capable de convertir au moins 95 % de dioxyde dazote en monoxyde dazote une temprature ne dpassant pas 400 OC. L

12、e rle du convertisseur est dosage du dioxyde dazote. trs important, car il conditionne le 5.5 Gnrateur dozone. Lozone est produit partir de loxygne, par un rayonnement ultraviolet ou par une dcharge lectrique silencieuse haute tension. Si lon utilise pour la production de lozone loxygne se trouvant

13、dans lair ambiant par une dcharge lectrique silen- cieuse haute tension, il est essentiel de bien dshydrater et filtrer cet air avant de lintroduire dans le gnrateur. Si lozone est obtenu partir doxygne de qualit analytique reconnue se trouvant dans une bouteille de gaz comprim, cet oxygne peut tre

14、directement envoy dans le gnrateur. La concentration de lozone produit doit tre suprieure la concentration maxi- male des oxydes dazote doser. La rponse de lanalyseur est troitement lie aux caract- ristiques du tube photomultiplicateur. Pour rduire le bruit de fond et leffet des variations de tempra

15、ture, le tube est habi- tuellement plac dans une enceinte rfrigre et temprature rgule. 5.9 Filtre ozone. Lozone doit tre limin du gaz lorsquil sort de la chambre de raction, par passage sur du charbon actif. Cette opration vite la pollution de lair ambiant et protge la pompe dchan- tillonnage. 5.10

16、Pompe dchantillonnage. Place lextrmit du circuit, la pompe dchantillonnage aspire lair au travers de lappareillage. Elle doit tre mme de fonctionner dans les conditions de pression prescrites pour la chambre de raction. 5.11 Dispositif de contrle du tisse lur (voir 6.1). rendement du conver- 511.1 S

17、ource de monoxyde dazote : bouteille de gaz comprim dans laquelle la concentration de monoxyde dazote dans lazote est de lordre de 1 ppm ( V/ VI. Il nest pas nces- saire de connatre la concentration relle, du moment quelle reste constante pendant toute la dure de lessai. 5.11.2 Source doxygne: nant

18、de loxygne ou de lair. bouteille de gaz comprim conte- 511.3 Lampe rayonnement ultraviolet pouvant, par variation de la dimension de la fentre de la lampe, produire dif- frentes quantits dozone partir de loxygne. Le dbit dair tenu constant ou doxygne vers le gnrateur doit tre main- 5.11. 4 Analyseur

19、 par chi mi luminescence, dans peut rguler la temprature du four du convertisseur lequel on 2 ISO 79964985 (FI 6 Mode opratoire Le fonctionnement de lappareillage est variable de lun lautre, et les instructions des fabricants doivent tre suivies en ce qui concerne la mise en uvre et les dbits dchant

20、illon dair et dozone. La frquence du calibrage varie suivant Iappa- reillage, mais le calibrage devrait tre effectu aussi frquem- ment que possible dans la pratique. 61 . Rendement du convertisseur Lun des principaux lments de lappareillage (5.2 5.10) est le convertisseur, qui rduit le dioxyde dazot

21、e en monoxyde dazote et permet, par diffrence, de mesurer la concentration en dioxyde dazote. Avant de calibrer lanalyseur, il est essentiel de sassurer que le rendement du convertisseur est aussi proche que possible de lunit. La dtermination du rendement repose sur le principe selon lequel la rpons

22、e de lappareil la quantit totale des oxydes dazote (NO,) ne varie pas si les analyses portent sur diffrents mlanges de monoxyde dazote et de dioxyde dazote pour lesquels toutefois la concentration totale en oxydes dazote reste constante. La figure 2 prsente un diagramme schmatique dune ration satisf

23、aisante ( voir galement 5.11). conf igu- Sassurer que le dbit total du monoxyde dazote et de Ioxy- gne (ou de lair) est suprieur au dbit du gaz passant travers lanalyseur, lexcs tant vacu comme indiqu sur la figure 2. Dans chacune des tapes ci-aprs, noter la teneur en monoxyde dazote et la concentra

24、tion totale en oxydes dazote donnes par lanalyseur. Ceci permettra ensuite de contrler la teneur en dioxyde dazote produit, qui doit tre comprise entre 10 et 90 % de la teneur totale en oxydes dazote. a) La lampe ultraviolets tant teinte, noter la concentra- tion totale en oxydes dazote, RI , et la

25、concentration en monoxyde dazote, PI, donnes par lanalyseur. b) Allumer la lampe ultraviolets; il se forme de lozone, qui ragit avec le monoxyde dazote pour former du dioxyde dazote avant que les gaz ne pntrent dans lanalyseur. Noter la concentration totale en oxydes dazote, R2, indi- que par lanaly

26、seur et celle en monoxyde dazote, P2. c) Faire varier la puissance de la lampe ultraviolets et noter dans chaque cas la concentration totale en oxydes dazote (R3, R4, R5, etc.) et la concentration en monoxyde dazote (P3, PJ, PS, etc.). Les rapports R2/Rl, Rs/Rj, R4/Rl, etc. doivent tre aussi proches

27、 que possible de lunit (dans les limites de rptabilit de lanalyseur), cest-dire que la concentration totale en oxydes dazote donne par linstrument doit tre constante dans chaque cas, et indpendante du rapport des concentrations du dioxyde dazote au monoxyde dazote. d) Dterminer, Par tir de la formul

28、e suivante, le rende- ment rel, exprim en pourcen tage, du convertisseur : (R n - Pn) - (RI - PI) x 100 p1 - pn o R, et Pn sont respectivement la concentration totale en oxydes dazote et la concentration en monoxyde dazote donnes par lanalyseur pour chaque position de la fentre de la lampe ultraviol

29、ets. Si ce rendement tombe en dessous de 95 %, convertisseur ou le rgnrer. 6.2 Calibrage de lanalyseur par chimiluminescence remplacer le 6.2.1 Principe Production de mlanges de gaz pour talonnage contenant des concentrations rigoureusement connues de dioxyde dazote au moyen dun systme de permation

30、(voir ISO 6349). Dilution du dioxyde dazote fourni avec de lair (zro) ayant une humi- dit relative denviron 50 % de facon obtenir des concentra- tions en dioxyde dazote convenant au calibrage des canaux dioxyde dazote et oxydes dazote. Calibrage du canal de monoxyde dazote en utilisant le mme systme

31、, conjointement un convertisseur, dont le rendement a t dtermin confor- mment 6.1. 6.2.2 Appareillage La figure 3 presente un systme type permettant de produire les concentrations voulues de monoxyde dazote et de dioxyde dazote. 6.2.2.1 Rgulateurs et appareils de mesure de dbit dair, capables de mai

32、ntenir constants et de mesurer les dbits + 1 % prs. 6.2.2.2 Scheur, permettant dliminer lhumidit se trouvant dans lair qui passe dans la cellule permation. Des scheurs permation ou de grands tubes de siccatifs adapts contenant du gel de silice ou un produit similaire sont satisfaisants. 6.2.2.3 Cham

33、bre temprature constante, permettant de recevoir la cellule permation au dioxyde dazote et mainte- nant sa temprature k 01 OC prs. Elle doit comprendre un dispositif de mesure de la temprature ayant une prcision de +0,05 OC. 6.2.2.4 Vannes. Deux vannes, lune pour diriger le dbit du monoxyde dazote (

34、ou du dioxyde dazote) dans lcoulement dair zro servant de diluant, et lautre pour permettre au dioxyde dazote soit de scouler travers le convertisseur, soit de lviter. 6.2.2.5 Collecteur de sortie, en matriau inerte, dun dia- mtre suffisant pour crer une chute de pression ngligeable au niveau du rac

35、cord de lanalyseur. Le systme doit possder un vent destin maintenir une pression suffisante dans le col- lecteur et empcher ainsi lair ambiant de pntrer dans ce dernier. 6.2.3 Mode opratoire Monter lappareil comme indiqu sur la figure 3. Choisir la gamme de fonctionnement de lanalyseur calibrer. Pour obte- nir une fidlit et une prcision maximales pour ltalonnage en 3