tiểu luận môn học phân tích môi trường NO2

MỤC LỤC

.

I. Tổng quan về NO2.
Nitrogen dioxide (NO2), ở nhiệt độ thường, là khí có màu nâu đỏ, nặng hơn
không khí, mùi khó chịu và độc. Ở trạng thái rắn và lỏng, tồn tại ở dạng đime
N2O4, không màu, có tính nghịch từ; ở nhiệt độ 21 - 135oC, tồn tại ở dạng
hỗn hợp NO2 và N2O4; trên 135oC, ở dạng monome; tác dụng với nước tạo
thành axit nitrơ (HNO2) và axit nitric(HNO3), tác dụng với dung dịch kiềm
tạo thành muối nitrit và muối nitrat. Khí NO2 vừacó tính oxi hóa vừa có tính
khử. Là sản phẩm trung gian trong sản xuất axit nitric (HNO3) từ amoniac
(NH3).
I.1. Tác hại của NO2.
Được tạo thành từ các nguồn thải do con người, NO2 góp phần khá tích cực
vàoviệc phá hủy tầng ozone, một tác hại rất nguy hiểm cho nhân loại.
Các phương tiện giao thông đường bộ tạo ra khoảng 70% khí thải tại các vùng
đô thị. Khí thải từ xe cộ có rất nhiều NO2 một trong những loại khí gây nên bệnh
hen suyễn ở trẻ em. Cả NO2 và các hạt bụi siêu nhỏ do các phương tiện giao
thông thải ra ngoài không khí (do quá trình đốt nhiên liệu trong các động cơ)
có thể gây nên nhiều bệnh về đường hô hấp.
Khí NO2 với nồng độ 100 ppm có thể làm chết người và động vật sau vài phút,
với nồng độ 5 ppm có thể gây tác hại cho bộ máy hô hấp sau vài phút tiếp xúc,
với nồng độ 15 – 50 ppm gây nguy hiểm cho tim, phổi, gan sau vài giờ tiếp
xúc, với nồng độ 0,06 ppm vẫn có thể gây bệnh phổi sau khi tiếp xúc lâu dài.
NO2 là loại khí rất độc đối với sức khoẻ con người, độc hơn cả NO. Ở nhiệt độ
bình thường, NO2 thường hay đi kèm với N2O4 tạo nên một hỗn hợp khí mầu
(nâu) đỏ, khó ngửi và cực độc. Cũng giống như CO và NO, NO2 tạo liên kết với
hemoglobin làm giảm hiệu suất vận chuyển O2 của máu động vật. Đối với con
người, theo thống kê thì hậu quả bị nhiễm độc khí NO2 như sau:
- Nồng độ NO2 là 50 – 100 ppm dưới 1h gây viêm phổi trong 6 – 8 tuần.

- Nồng độ NO2 từ 150 – 200 ppm dưới 1h sẽ gây phá hủy dây khí quản, gây tử
vong nếu thời gian nhiễm độc kéo dài 3 – 5 tuần.
- Nồng độ NO2 là 500 ppm hay lớn hơn trong 2 – 10 ngày thì sẽ gây tử vong.
Việc hít phải NO2 lẫn trong các hỗn hợp khí khi đốt xênluloz và phim
nitro xênluloz dẫn tới tử vong. Đã xảy ra sự cố hai người bị chết và 5 người bị
thương khi hít phải NO2 rò rỉ khi phóng tên lửa vượt đại dương Titan II ở Rock

1


Kansas (Hoa Kỳ) vào ngày 24/8/1978. NO2 lỏng được dùng trong tên lửa như là
chất oxy hoá.
Một số thực vật nhạy cảm với môi trường cũng bị tác hại khi nồng độ khoảng 1
ppm và thời gian tác dụng 1 ngày.
Tuy nhiên người ta cũng phát hiện ra nếu nồng độ NO2 thấp thì nó cũng có lợi
và nó không phải là tác nhân gây ô nhiễm.
Cơ chế hoá sinh cụ thể giải thích tính độc của NO2 vẫn chưa được làm rõ. Người
ta cho rằng có thể một số hệ enzim của tế bào bị phá huỷ bởi NO 2.
Các chất như SO2, NO, NO2, N2O4 ... do con người thải ra là nguồn chủ yếu gây
lắng đọng acid trong bầu khí quyển. Chúng có thể kết với khói hay bụi tạo thành
bụi acid lưu lại trong khí quyển. Chúng có thể nhận nguyên tử oxygen trong khí
quyển và sau đó hoà tan vào nước mưa tạo acid sulfuric H2SO4 và acid nitric
HNO3, rơi xuống dưới dạng các trận "mưa acid", tác động xấu đến sức khỏe con
người nói riêng và đời sống sinh vật nói chung.
I.2. Hiệu ứng hóa sinh của NO2.
Cơ chế hóa sinh độc tính của NO2 vẫn chưa rõ, có thể một số hệ enzim của tế
bào bị phá hủy bởi NO2, bao gồm sự đehyđro hóa lactic và enzim xúc tác có
thể dùng chất chống độc là chất chống oxi hóa như vitaminE.
Các phản ứng quang hóa của oxit nito (NO2) trong khí quyển:
NO và NO2 giữ vai trò quan trọng về hóa học của sự ô nhiễm không khí.

Nguồn phát sinh các quá trình đốt cháy. Bên cạnh lượng lớn NO, luôn luôn
có lượng nhỏ NO2 theo phản ứng sau:2NO + O2 → 2NO2
NO2 có trong khí quyển gây ảnh hưởng đến tầm nhìn vả sức khỏe của con người.
Nếu trong không khí có SO2 và NO2 thì sự oxi hóa SO2 thành sunfat rất dễ dàng,
chỉ cần một lượng nhỏ NO2 cũng đủ để khởi động chuỗi các phản ứng phức tạp
sản sinh ra hỗn hợp “smog” quang hóa. Các phản ứng quang phân NO 2 trong
không khí được trình bày trong bảng sau:
Các phản ứng quang phân NO2 thành N2 và O2:
STT PHẢN ỨNG
HẰNG SỐ TỐC ĐỘ Ở 298K
1
NO2 → NO + O
K phụ thuộc vào cường độ ánh sáng
2
O + O2 + M → O3 + M
K = 2,33.10 ppm.min
3
O3 + NO → NO2 + O2
K =2,95.10 ppm.min
4
O + NO2 → NO + O2
K = 1,38.10 ppm.min
5
O + NO2 + M → NO3 + M
K = 4,50.10 ppm.min
6
NO2 + NO → 2NO2
K = 1,48.10 ppm.min
7
O + NO + M → NO2 + M

K = 2,34.10 ppm.min
8
2NO + O2 → 2NO2
K = 7,62.10 ppm.min
9
NO3 + NO2 → N2O5
K = 4,43.10 ppm.min
10
N2O5 → NO3 + NO2
K = 1,38.10 ppm.min

2


11

NO2 + O3 → NO3 + O2

K = 0,46.10 ppm.min

I.3. Hàm lượng cho phép của NO2 theo qui chuẩn quốc gia.
Đơn vị: Microgam trên mét khối (µg/m3)
TT Thông số
Trung
Trung bình Trung
Trung bình
bình 1 giờ 3 giờ
bình
năm
24 giờ

1
SO2
350
125
50
2
CO
30000
10000
5000
3
NO2
200
100
40
4
O3
180
120
80
5
Bụi lơ lửng(TSP)
300
200
140
6
Bụi ≤ 10 μm(PM10) 150
50
7
Pb

1,5
0,5
Ghi chú: Dấu (-) là không quy định
Bảng: Giá trị giới hạn các thông số cơ bản trong không khí xung quanh
II. Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường.
II.1. Phương pháp đo quang với thuốc thử Griess.
II.1.1. Phạm vi áp dụng.
Tiêu chuẩn này trình bày phương pháp so mầu xác định hàm lượng đioxit nitơ ở
khu vực sản xuất trong khoảng nồng độ từ 1 đến 10 mg/m3
.
II.1.2. Bản chất phương pháp.
a) Nitơ đioxít tác dụng với Natri hiđrôxít tạo thành muối Natri nitrít. Ở pH từ
2,0 đến 2,5;
2NO2 + 2NaOH → NaNO2 + NaNO3 + H2O (1)
Do chỉ có một nửa lượng NO2 được hấp thụ hình thành ra nitrit, cho nên
khi tính kết quả phân tích mẫu bằng trắc quang sẽ phải nhân kết quả đo được
với 2. Axit hóa dung dịch NaOH đã hấp thụ NO2 bằng axit acetic sẽ giải phóng
ra axit nitơrơ theo phương trình (2) dưới đây.
NaNO2 + CH3COOH → HNO2 + CH3COONa (2)
Axit nitơrơ này tác dụng với axit sulphanilic và a-naphtylamin sẽ cho

3


một hợp chất azoic màu hồng.
C6H4NH2SO3H + NaNO2 + CH3COOH→ C6H4N2SO3Na.CH3COO + 2H2O
C6H4N2SO3Na.CH3COO + C10H7NH2 → C6H4N2SO3Na.C10H6NH2 + CH3COOH
Phương pháp này có độ nhạy 0,5 µg NO2 hay 1,0 µg NOx, so màu ở bước sóng
540nm.
Có thể thay thuốc thử Griess bằng sử dụng tác nhân tạo màu khác là dung

dịch chứa 10 g sulphanilamid, 1 g N-(1-naphtyl)-etylendiamin trong 1 lít axit
phosphoric 10% và so màu ở bước sóng 543 nm.
b) Clo cản trở phép xác định cần được loại trừ.
II.1.3. Thiết bị, dụng cụ và thuốc thử.
a) Những thiết bị của phòng thí nghiệm thông thường là:
- Bộ hút không khí có lưu lượng kế đo được 0,05 lít/phút. Nhiệt kế, áp kế, ẩm
kế.
- Bình hấp thụ dung tích 50ml; 30ml
- Các ống nối bằng nhựa PVC mềm.
- Máy so mầu quang điện có kính lọc ở bước sóng 530nm. Cuvét 10mm.
- Bình định mức: 50ml; 100ml; ống hút và các dụng cụ thuỷ tinh khác.
b) Hoá chất, thuốc thử.
- Hoá chất và thuốc thử sử dụng loại tinh khiết hoá học (TKHH), hoặc
tinh khiết phân tích (TKPT).
- Nếu không chỉ dẫn riêng thì dung môi là nước cất theo TCVN 2117-77.
- Natri hidroxit, dung dịch 0,5N và 0,1N.
(Dung dịch 0,5N pha như sau: Cân 20g NaOH hoà tan, để nguội, chuyển vào
bình định mức 1 lít, thêm nước đến vạch lắc kỹ).
- Dung dịch 0,1N pha từ dung dịch 0,5N.
- Axít Axêtic, dung dịch 5N (1:3) và dung dịch 10%.
- Thuốc thử Giess A.
Cân 0,5g Axít sunfanilic, hoà tan trong 150ml Axít axêtic 10%, khuấy đều, để
yên, bảo quản trong chai mầu có nút mài.
- Thuốc thử Griess B.
Cân 0,1g α-Naphtylamin hoà tan trong 20ml nước cất, khuấy đều, đun sôi. Để
lắng trong, gạn lấy phần dung dịch trong them 150ml Axit axêtic 10% lắc
đều, bảo quản trong chai mầu có nút mài.
- Dung dịch tiêu chuẩn Nitrit.
Dung dịch gốc A có độ chuẩn 1mg NO2/ml:
Cân chính xác 0,1478g Natri nitrít (NaNO2), hoà tan, chuyển vào bình định mức

dung tích 100ml, thêm nước đến vạch, lắc kỹ. Bảo quản trong chai mầu có nút
mài.
- Dung dịch làm việc B có độ chuẩn 0,01mg NO2/ml:
Pha loãng dung dịch gốc A ra 100 lần bằng nước. Dung dịch làm việc B chỉ
dung trong 1 ngày.
- Dựng đường chuẩn.

4


Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn trong bình định mức dung tích 50ml theo
bảng sau:
Thuốc
thử(ml)

Số thứ tự bình
1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

47,5

47,0

46,5

46,0

45,5

45,0

44,5

44,0

1

1

1

1

1

1

1

1

Thuốc thử
Griess B
1

1

1

1

1

1

1

1

1

Lượng mg
NO2 tương
ứng

0,00
5

0,01
0

0,01
5

0,02
0

0,02
5

0,03
0

0,03
5

0,0401
0

Dung
dịch
B(NaNO2)

Nước cất
48,0
Thuốc thử
Griess A
1

0,00
0

Lắc bình sau mỗi lần cho thuốc thử. Sau 30 phút so mầu trên máy ở bước
sóng 530 nm. Cuvét 10 mm. So sánh với dung dịch trong bình 1. Dung dịch mầu
bền trong 2 giờ.
Đường chuẩn được lập dựa trên các giá trị tương ứng giữa nồng độ nitrít và
mật độ quang.

II.1.4. Cách tiến hành.
- Cho vào hai bình hấp thụ, mỗi bình 10ml dung dịch NaOH 0,1N. Bình thứ ba
5ml nước cất.
- Cho bơm hút không khí chạy với lưu lượng 0,5 lít/phút trong 20 phút.
- Chuyển dung dịch ở 3 bình hấp thụ vào bình định mức dung tích 50ml, thêm
nước đến vạch lắc kỹ (dung dịch 1).
- Lấy chính xác 10ml (dung dịch 1) vào bình định mức 50ml thêm 2ml Axít
axêtic 5N và nước đến khoảng 40ml. Lần lượt thêm 1ml thuốc thử Griess A;
1ml thuốc thử Griess B (Nếu có Clo loại trừ bằng cách cho thuốc thử ngược lại:
1ml thuốc thử Griess B và 1ml thuốc thử Griess A). Lắc bình sau mỗi lần cho
thuốc thử. Thêm nước đến vạch mức lắc kỹ. Sau 30 phút đo mầu với thang
mẫu màu đã lập khi dựng đường chuẩn với dung dịch so sánh là mẫu trắng
chuẩn bị đồng thời như ở bình 1.

5


II.1.5. Tính kết quả.
Hàm lượng Nitơ đioxít qui ra NO2 trong không khí tính bằng mg/m3 theo công
thức:
C = [(a . v2)/(v1 . V0)].2
Trong đó:
a : lượng Nitơ đioxít qui ra NO2 tìm được theo đường chuẩn; mg.
v1 : thể tích dung dịch mẫu thử ; ml
v2 : thể tích dung dịch mẫu thử lấy để phân tích; ml
V0 : thể tích mẫu không khí đã được đưa về điều kiện tiêu chuẩn; m3
II.2. Xác định nồng độ khối lượng của các Nito oxit (NO, NO2, N2O, …)
phương pháp phát quang hóa học.
II.2.1. Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp phát quang hóa học để xác định nồng độ

khối lượng của nitơ oxit, trong không khí xung quanh cho tới xấp xỉ 12,5 mg/m 3
và của nitơ dioxit cho tới xấp xỉ 19 mg/m3 ở nhiệt độ 250C và áp suất 101,3
kPa1).
II.2.2. Tiêu chuẩn trích dẫn
ISO 6142 Phân tích khí - Chuẩn bị hỗn hợp khí hiệu chuẩn - Phương pháp trọng
lượng.
ISO 6144 Phân tích khí - Chuẩn bị hỗn hợp khí hiệu chuẩn - Phương pháp thể
tích tĩnh.
ISO 6349 Phân tích khí - Chuẩn bị hỗn hợp khí hiệu chuẩn - Phương pháp thấm.
ISO 6711 Phân tích khí - Kiểm tra hỗn hợp khí hiệu chuẩn bằng phương pháp so
sánh.
II.2.3. Nguyên tắc
Cho mẫu đi qua một cái lọc (để tránh máy phân tích phát quang hóa học chạy
sai) ở một tốc độ dòng ổn định vào trong buồng phản ứng của máy phân tích, ở
đây mẫu được hỗn hợp với một lượng dư ozôn. Lọc bức xạ phát ra bằng một cái
lọc quang học chọn lọc và chuyển đổi bức xạ đã lọc thành tín hiệu điện bằng
một ống nhân quang, bức xạ phát ra tỉ lệ với lượng nitơ oxit có trong mẫu thử.
Đo nitơ dioxit trong mẫu khí sau khi khử nó thành nitơ oxit bằng cách cho đi
qua lò chuyển hóa trước khi đi vào buồng phản ứng. Tín hiệu điện thu được tỉ lệ
1

Ở nhiệt độ và áp suất này, áp dụng các số chuyển đổi sau:
NO: 1 mg/m3 ≈ 0,81 ppm (v/v)
NO 2: 1 mg/m3 ≈ 0,53 ppm (v/v)
3
1 ppm (v/v) ≈ 1,23 mg/m
1 ppm (v/v) ≈ 1,88 mg/m3

6

với tổng lượng các nitơ oxit còn lượng của nitơ oxit là hiệu giữa giá trị này và
giá trị đo riêng nitơ oxit khi mẫu khí không đi qua lò chuyển hóa.
Máy phân tích có thể là dạng kép hoặc dạng tuần hoàn. Ở dạng kép khí được
chia ra làm hai dòng, một dòng đi trực tiếp vào buồng phản ứng và dòng kia đi
qua lò chuyển hóa. Có hai buồng phản ứng, và một hoặc hai detector tương ứng
đo hàm lượng nitơ oxit và các nitơ oxit có trong mẫu khí. Ở máy phân tích tuần
hoàn chỉ có một buồng phản ứng và một detector, và kết quả là luân phiên giữa
nitơ oxit và tổng các nitơ oxit, nghĩa là mẫu khí luân phiên đi qua và không đi
qua lò chuyển hóa.
II.2.4. Phản ứng
Phát quang là một đặc tính của nhiều chất khi chúng bị kích thích. Hiện tượng
này được gọi là phát quang hóa học, khi nó được sinh ra do kết quả của một
phản ứng hóa học.
Phương pháp phát quang hóa học này dựa trên phản ứng
NO + O3 -> NO2* + O2
NO2* -> NO2 + H υ
Nitơ oxit bị kích thích phát ra bức xạ ở quang vùng hồng ngoại gần (1200 nm).
II.2.5. Thiết bị
Sơ đồ đơn giản của các máy phân tích điển hình được nêu ra ở hình 1a và 1b
(dạng kép) và hình 1c (dạng tuần hoàn). Mỗi thiết bị gồm các phần chính sau
đây (II.2.5.1 đến II.2.5.10).
II.2.5.1. Ống lấy mẫu
Đầu lấy mẫu gồm có một phễu nhỏ lộn ngược được nối vào ống dẫn mẫu, ống
này càng ngắn càng tốt. Cả hai đều được chế tạo bằng vật liệu trơ với nitơ oxit
và nitơ dioxit. Điều rất quan trọng là không được dùng bất kỳ vật liệu nào được
chế tạo từ hợp kim đồng. Kinh nghiệm cho thấy vật liệu tốt nhất nên dùng là
polytetrafloetylen (PTFE) hoặc perflo (etylen hoặc propylen) (FEP). Để loại trừ
nhiễu của cân bằng nitơ oxit - nitơ dioxit - ozon gây ra do cường độ ánh sáng
ban ngày trong ống dẫn mẫu giảm, thì thời gian tồn tại trong ống dẫn mẫu càng

ngắn càng tốt. Có thể làm nóng ống dẫn mẫu vừa phải để tránh mọi sự ngưng
đọng.
II.2.5.2. Cái lọc bụi
Cái lọc bụi cần giữ lại được tất cả các hạt có thể làm biến đổi tính năng của máy
phân tích. Đồng thời cái lọc bụi và giá đỡ nó phải được chế tạo từ vật liệu không
giữ lại nitơ oxit và nitơ dioxit như từ PTFE hoặc thép không rỉ. Cái lọc bụi phải
được làm sạch định kỳ hoặc nếu cần phải thay thế vì sự quá tải bụi ở nơi lấy

7


mẫu. Sự quá tải của cái lọc này có thể làm mất nitơ dioxit do bị hấp thu lên trên
bụi.
II.2.5.3. Kiểm soát và điều chỉnh tốc độ dòng mẫu
Tốc độ dòng mẫu phải được duy trì đến ± 2%, so với giá trị quy định của nhà
sản xuất máy phân tích. Việc kiểm soát tốc độ dòng mẫu thường được duy trì
bằng bộ điều chỉnh độ giảm áp.
II.2.5.4. Lò chuyển hóa
Lò chuyển hóa gồm có một lò nung, được duy trì ở nhiệt độ không đổi, và được
chế tạo bằng thép không rỉ, đồng, molypden, vonfram hoặc cacbon tinh khiết
quang phổ. Lò chuyển hóa cần phải có khả năng chuyển hóa được ít nhất 95%
nitơ dioxit thành nitơ oxit ở nhiệt độ không quá 4000C.
Vai trò của lò chuyển hóa rất quan trọng vì nó quyết định việc xác định nitơ
dioxit.
II.2.5.5. Máy sinh ozon
Ozon được điều chế từ oxy nhờ bức xạ cực tím hoặc nhờ sự phóng điện êm cao
thế. Nếu oxy trong không khí xung quanh được dùng để điều chế khí ozon bằng
phóng điện êm cao thế thì không khí phải được làm khô hoàn toàn và được lọc
trước khi vào máy điều chế. Nếu ozon được điều chế từ oxy tinh khiết phân tích
trong bình khí nén thì oxy có thể được cấp trực tiếp vào máy điều chế ozon.

Nồng độ của ozon được điều chế ra phải lớn hơn nồng độ lớn nhất của các nitơ
oxit cần đo. Tốc độ dòng không khí hoặc oxy đi vào máy điều chế ozon phải
được giữ ổn định.
II.2.5.6. Buồng phản ứng
Buồng phản ứng được chế tạo bằng vật liệu trơ. Các kích thước của nó xác định
đặc tính của phản ứng quang hóa (thời gian ưu, tốc độ phản ứng). Buồng phản
ứng có thể được làm nóng nhẹ để tránh sự ngưng đọng. Phản ứng nói chung
được tiến hành ở áp suất thấp, để giảm tới mức thấp nhất các hiệu ứng tắt, và
làm tăng độ nhạy.
II.2.5.7. Cái lọc quang học
Các lọc này loại bỏ toàn bộ bức xạ ở bước sóng dưới 600 nm, như vậy tránh
được mọi cản trở sinh ra do phản ứng quang hóa của các hydro cacbon không no
mà chúng phát ra bức xạ ở những bước sóng này.
II.2.5.8. Ống nhân quang
Tín hiệu ra của máy phân tích bị ảnh hưởng trực tiếp bởi đặc tính của ống nhân
quang. Để làm giảm nhiễu đường nền và ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ,
ống thường được đặt vào trong buồng làm lạnh có điều nhiệt.
II.2.5.9. Cái lọc ozon

8


Ozon phải được tách khỏi khí đi ra từ buồng phản ứng bằng cách cho đo qua
than hoạt hóa. Việc này nhằm tránh sự ô nhiễm trực tiếp của không khí xung
quanh và bảo vệ bơm lấy mẫu.
II.2.5.10. Bơm lấy mẫu
Được đặt ở cuối hệ thống, bơm lấy mẫy hút không khí qua thiết bị. Nó phải có
khả năng tạo áp suất cần thiết cho buồng phản ứng.
II.2.5.11. Thiết bị kiểm tra hiệu suất lò chuyển hóa của máy phân tích (xem
II.2.6.1)

II.2.5.11.1 Nguồn nitơ oxit
Bình khí nén chứa nitơ oxit trong nitơ, ở nồng độ cỡ 1 ppm (v/v). Nồng độ nitơ
oxit không quan trọng miễn là nó ổn định trong suốt quá trình phân tích.
II.2.5.11.2 Nguồn oxy
Bình khí nén chứa oxy hoặc không khí
II.2.5.11.3 Đèn cực tím
Có khả năng thay đổi kích thước của cửa sổ đèn để điều chế những lượng ozon
khác nhau từ oxy.
II.2.5.11.4. Máy phân tích phát quang hóa học
Trong đó nhiệt độ của lò chuyển hóa có thể khống chế được.
II.2.6. Cách tiến hành
Việc vận hành thiết bị thay đổi từ máy này sang máy khác. Theo sự hướng dẫn
của nhà sản xuất vận hành và đặt tốc độ dòng của mẫu khí và của ozon. Tần số
hiệu chuẩn máy khác nhau từ thiết bị này tới thiết bị khác, nhưng nếu có thể
thực hiện càng thường xuyên càng tốt.
II.2.6.1. Hiệu suất lò chuyển hóa
Một trong những bộ phận quan trọng nhất của thiết bị (II.2.5.2 đến II.2.5.10) là
lò chuyển hóa. Nó khử nitơ dioxit thành nitơ oxit, và bằng cách tính hiệu, cho
phép xác định được nồng độ của nitơ dioxit. Trước khi hiệu chuẩn máy phân
tích, phải đảm bảo hiệu suất của lò chuyển hóa càng gần 100% càng tốt. Việc
xác định hiệu suất lò chuyển hóa, được dựa trên nguyên tắc là kết quả đo bằng
thiết bị đối với tổng lượng các nitơ oxit (NOx) không thay đổi, nếu việc phân
tích được tiến hành với những hỗn hợp có tỉ lệ nitơ oxit và nitơ dioxit là không
đổi.
Hình 2 mô tả một giản đồ thích hợp (xem II.2.5.11).
Đảm bảo rằng tổng tốc độ dòng của nitơ oxit và oxy (hoặc không khí) lớn hơn
tốc độ dòng khí qua máy phân tích, lượng dư được thải ra ngoài như chỉ ra ở
hình 2. Trong mỗi bước sau đây, ghi cả hai kết quả về nồng độ của nitơ oxit và

9

nồng độ của các nitơ oxit của máy phân tích. Sau đó kiểm tra mức của nitơ
dioxit được sinh ra, nó phải ở trong khoảng từ 10 ÷ 90% của tổng các nitơ oxit.
a) với đèn cực tím đã tắt, ghi kết quả của tổng nồng độ các nitơ oxit, R1 và kết
quả của nồng độ nitơ oxit P1.
b) bật đèn cực tím. Ozon vừa sinh ra phản ứng với nitơ oxit tạo thành nitơ dioxit
trước khi các khí đi vào máy phân tích. Ghi kết quả của tổng nồng độ các nitơ
oxit R2 và kết quả của nồng độ nitơ oxit P2.
c) thay đổi công suất ra của đèn cực tím và ghi các kết quả tổng nồng độ các nitơ
oxit (R3, R4, R5 v.v…) và nồng độ nitơ oxit (P3, P4, P5 v.v.).
Những tỉ số R2/R1; R3/R1; R4/R1; v.v… càng gần tới đơn vị càng tốt (≈ 1) (trong
vùng lặp lại của máy phân tích) nghĩa là nồng độ các nitơ oxit là không thay đổi
trong mỗi trường hợp và không phụ thuộc vào tỷ lệ nồng độ của nitơ dioxit so
với nitơ oxit.
d) xác định hiệu suất thực, tính theo phần trăm của lò chuyển hóa từ công thức:
(Rn − Pn ) − (R1 − P1 )
x 100
(P1 − Pn )

trong đó Rn và Pn là kết quả của tổng nồng độ các nitơ oxit và nitơ oxit tương
ứng với mỗi vị trí của cửa sổ đèn cực tím.
Nếu hiệu suất này rơi xuống dưới 95% cần phải thay thế hoặc cải tạo lò chuyển
hóa.
II.2.6.2. Hiệu chuẩn máy phân tích phát quang hóa học
II.2.6.2.1. Nguyên tắc
Tạo hỗn hợp khí chuẩn chứa nitơ dioxit đã biết chính xác nồng độ bằng hệ thẩm
thấu (xem ISO 6349). Pha loãng nitơ dioxit đã phát ra với "không" (zero) có độ
ẩm tương đối khoảng 50% để thu được những nồng độ nitơ dioxit phù hợp cho
việc hiệu chuẩn dòng nitơ dioxit và dòng tổng các nitơ oxit. Hiệu chuẩn dùng

nitơ oxit bằng cách sử dụng cùng hệ thống nối với lò chuyển hóa mà hiệu suất
của nó đã được xác định như trong II.2.6.1.
II.2.6.2.2. Thiết bị
Hình 3 mô tả một hệ thống điển hình để tạo ra những nồng độ cần thiết của nitơ
oxit và nitơ dioxit.
II.2.6.2.2.1. Thiết bị kiểm soát và đo tốc độ dòng không khí có khả năng duy trì
và đo tốc độ dòng tới độ chính xác ± 1%.
II.2.6.2.2.2. Máy làm khô

10


Để loại hết hơi ẩm khỏi không khí đi qua buồng thẩm thấu. Máy làm khô tốt là
những máy làm khô kiểu thẩm thấu hoặc là những ống lớn phù hợp, chứa các
chất làm khô như silicagel hoặc những chất khác.
II.2.6.2.2.3. Buồng ổn nhiệt
Có khả năng đặt buồng thẩm thấu nitơ dioxit vào trong và duy trì nhiệt độ của
buồng trong khoảng ± 10C. Buồng phải được trang bị một thiết bị đo nhiệt độ có
độ chính xác ± 0,050C.
II.2.6.2.2.4. Van
Có hai van. Một van để đưa trực tiếp dòng nitơ oxit (hoặc nitơ dioxit) vào trong
dòng khí không (zero) dùng để pha loãng và một van cho phép nitơ dioxit đi qua
hoặc không đi qua lò chuyển hóa.
II.2.6.2.2.5. Bộ điều phối
Được làm bằng vật liệu trơ và có đường kính đủ lớn để bảo đảm sự giảm áp suất
không đáng kể ở chỗ nối với máy phân tích. Hệ thống phải có một lỗ thoát được
thiết kế sao cho áp suất ở bên trong bộ điều phối đủ lớn và ngăn không khí xung
quanh từ ngoài xâm nhập vào.
II.2.6.2.3. Cách tiến hành
Lắp thiết bị như mô tả ở hình 3. Chọn phạm vi hoạt động của máy phân tích để

hiệu chuẩn. Để thu được độ đúng và độ chính xác tối đa cho việc hiệu chuẩn
nitơ dioxit, thì tất cả các luồng phải được đặt vào cùng một phạm vi. Mở van để
dòng từ buồng thẩm thấu đi ra và hiệu chỉnh tốc độ dòng không khí pha loãng để
cung cấp khí không (zero) ở ống điều phối khí ra. Để có độ đúng cao nhất, cần
phải đưa máy phân tích về điểm không với dòng ozon. Điều này thu được tốt
nhất bằng cách sử dụng một bình "phản ứng trước" - là một bình có thể tích gấp
2 đến 3 lần thể tích của buồng phản ứng. Ozon phản ứng với tất cả nitơ oxit có
mặt ở "buồng phản ứng trước", đảm bảo rằng không còn nitơ oxit đi vào buồng
phản ứng. Đồng thời, kỹ thuật này duy trì ozon trong buồng phản ứng có cùng
nồng độ như trong thời gian đo không khí xung quanh bình thường. Như vậy khí
không (zero) thực được điều chế, và tín hiệu nhân tạo gây ta do phản ứng của
ozon với bề mặt buồng phản ứng được loại trừ. Khi máy phân tích đã ổn định,
điều chỉnh lại điểm không của máy.
II.2.6.3. Xây dựng đường chuẩn
II.2.6.3.1. Nitơ oxit
Vặn van 3 chiều [(1) ở hình 3] sao cho nitơ dioxit từ buồng thẩm thấu đi qua lò
chuyển hóa.
Vặn van thứ hai [(2) ở hình 3] để cung cấp nitơ oxit ở lối ra của bộ điều phối.
Điều chỉnh dòng khí không (zero) để đạt khoảng 80% giới hạn trên của nitơ oxit.

11


Nồng độ thực của nitơ oxit, ϕ(NO), được biểu diễn bằng phần triệu theo thể tích
và tính theo công thức sau:
ϕ (NO ) =

qm K
qv 1 + qv 2

… (1)

qm là tốc độ thẩm thấu của nitơ dioxit, tính bằng microgam trên phút;
K là hệ số chuyển đổi thể tích (0,532 µl/µg ở 250C và áp suất 101,3 kPa) đối với
nitơ dioxit;
qv1 là tốc độ thể tích của khí không (zero) qua buồng thẩm thấu, tính bằng lít trên
phút;
qv2 là tốc độ thể tích của khí không dùng để pha loãng, tính bằng lít trên phút.
Chú thích - Nồng độ khối lượng của nitơ oxit, ρ(NO), được tính bằng microgam
trên mét khối, tính theo công thức sau:
ρNO =

qm x 10 3 x K x 1,23
qv 1 + qv 2

… (2)

Sau khi ổn định, điều chỉnh việc kiểm soát khẩu độ nitơ oxit để thu được kết quả
trên thang phần trăm của khẩu độ phần trăm, tính theo công thức
Khẩu độ % =

ϕ( NO ) x100
L

+ ϕ'(NO) … (3)

trong đó
L là khoảng giới hạn giải đo;
ϕ'(NO) là nồng độ của nitơ oxit trong dòng không khí dùng để pha loãng, tính
bằng phần triệu theo thể tích.

Tạo thêm một vài nồng độ (ít nhất năm khoảng bằng nhau) bằng cách điều chỉnh
thích hợp (qv1 + qv2). Đối với mỗi lần đặt, tính toán chính xác nồng độ nitơ oxit
và ghi kết quả trên máy phân tích. Vẽ đồ thị những kết quả của máy phân tích so
với nồng độ tương ứng để thu được một đường chuẩn. Sự hiệu chuẩn tiếp theo
có thể được kiểm tra với hai điểm, một ở điểm không, và một ở nồng độ khoảng
80% toàn thang.
II.2.6.3.2. Nitơ dioxit và tổng các nitơ oxit
Vặn van 3 chiều [(1) ở hình 3] để đi vòng qua lò chuyển hóa và để cung cấp nitơ
dioxit ở ống điều phối khí ra. Điều chỉnh tốc độ dòng khí không (zero) để tạo
nồng độ nitơ dioxit vào khoảng 80% giới hạn trên của thang nitơ dioxit. Nồng
độ thực của nitơ dioxit hoặc của tổng các nitơ oxit được tính như trong phương
trình (1) hoặc (3) ϕ(NO) được thay bằng ϕ(NO2) hoặc ϕ(NOx), và ϕ'(NO) bằng
ϕ'(NO2) hoặc ϕ'(NOx). Ghi những nồng độ nitơ dioxit và tổng các nitơ oxit và
những kết quả tương ứng của máy phân tích. Điều chỉnh qv2 để thu được ít nhất

12


năm nồng độ khác nhau của nitơ dioxit (hoặc các nitơ oxit) được phân đều nhau
trên dãy. Ghi kết quả tương ứng và vẽ đồ thị so với những nồng độ tính được để
thu được đồ thị chuẩn. Cho phép thực hiện đối với mọi nitơ dioxit (hoặc các nitơ
oxit) trong khí pha loãng. Khi phân tích hỗn hợp của nitơ oxit và nitơ dioxit,
kiểm tra lại xem kết quả của tổng các nitơ oxit có tương tự như tổng số của kết
quả của nitơ oxit và nitơ dioxit không.
Chú thích
1) Nồng độ khối lượng của nitơ dioxit, ρ(NO2), biểu thị bằng microgam trên mét
khối được tính theo công thức:
ρ(NO2 ) =

qm x 103 x K x 1,88

qv 1 + qv 2

… (4)

2) Trong trường hợp máy phân tích chỉ có một bộ phận điều chỉnh để hiệu
chuẩn, bộ phận này có thể được cố định trong một thao tác đơn giản bằng cách
trực tiếp dùng một hệ thẩm thấu nitơ dioxit. Nó thuận tiện để kiểm tra xem kết
quả của máy phân tích có như nhau không khi nó được thay bằng một mẫu nitơ
oxit có cùng nồng độ.
3) Các hệ thống hiệu chuẩn khác có thể được sử dụng.
a) dùng những bình khí nén chứa nitơ dioxit có những nồng độ đã biết. Phụ
thuộc vào nồng độ hiện có, chúng có thể được dùng trực tiếp hoặc sau khi pha
loãng thích hợp, có nghĩa là hỗn hợp cần được điều chế phù hợp với tiêu chuẩn
ISO 6142 hoặc ISO 6144 và được kiểm tra lại về sự ổn định theo ISO 6711;
b) hiệu chuẩn pha khí của chuẩn nitơ oxit bằng cách sử dụng một nguồn ozon đã
được hiệu chuẩn.
Điều này phải được sử dụng cẩn thận và chỉ sau khi chứng minh được là tương
đương với phương pháp tiêu chuẩn dùng buồng thẩm thấu.
II.2.6.4. Lấy mẫu
Lấy mẫu không khí qua đường dẫn mẫu như đã được trình bày ở II.2.5.1.
II.2.6.5. Xác định
Với máy phân tích được nối với một bộ ghi thích hợp hoặc một thiết bị lưu trữ
dữ liệu máy tính, lấy những số ghi cho nitơ oxit, tổng các nitơ oxit và nitơ
dioxit.
II.2.6.6. Chất cản trở
Sự xác định các nitơ oxit có thể bị ảnh hưởng bởi vì, ở nhiệt độ cao, lò chuyển
hóa cũng sẽ chuyển một phần hoặc hoàn toàn các hợp chất khác của nitơ (không
chỉ NO2) thành nitơ oxit, phụ thuộc vào kiểu lò chuyển hóa và nhiệt độ. Quan
trọng nhất trong những hợp chất này là amoniac, các amin, axit nitric, một vài
nitrit, nitrat vô cơ và hữu cơ và peroxyaxetyl nitrat (PAN).

13


Việc xác định cũng có thể bị ảnh hưởng bởi sự ngộ độc của chất xúc tác trong lò
chuyển hóa do các hợp chất của lưu huỳnh và cacbonyl.
Việc xác định có thể bị ảnh hưởng bởi những biến thiên của các hiệu ứng tắt
sinh ra do sự biến đổi áp suất hoặc hơi nước trong buồng phản ứng. Nói chung
phản ứng xảy ra ở áp suất đã được giảm để làm giảm những hiệu ứng này.
II.2.7. Biểu thị kết quả
Những số đọc (II.2.6.5) được chuyển thành nồng độ khi dùng đường chuẩn thích
hợp và các kết quả được biểu thị bằng microgam trên mét khối (µg/m3) hoặc
phần triệu theo thể tích ở 250C và 101,3 kPa.
II.2.8. Báo cáo kết quả
Báo cáo kết quả ít nhất phải gồm những thông tin sau:
a) sự nhận biết đầy đủ về mẫu khí;
b) tham khảo tiêu chuẩn này;
c) kết quả;
d) mọi bất thường nào ghi nhận được trong thời gian xác định.

Hình 1a - Sơ đồ mô tả thiết bị phân tích phát quang hóa học dạng kép
(Hai buồng phản ứng và ống nhân quang)

14


Hình 1b - Sơ đồ mô tả thiết bị phân tích phát quang hóa học sử dụng 1
buồng phản ứng kép và một ống nhân quang

Hình 1C - Sơ đồ mô tả thiết bị phân tích phát quang hóa học dạng tuần hóa

15


Hình 2 - Sơ đồ lắp ráp để kiểm tra hiệu quả lò chuyển hóa của máy phân
tích

16


Hình 3 - Sơ đồ chuẩn điển hình sử dụng buồng thẩm thấu nitơ dioxit

17


II.2.9. Phụ lục
PHỤ LỤC
(Phụ lục tham khảo)
ĐẶC TÍNH ĐIỂN HÌNH
Các giá trị trình bày ở dưới đây, chỉ là những thông tin chung và không được hiểu
là có thể áp dụng cho bất kỳ một máy phân tích cụ thể nào.
Khoảng đo

đến 12 mg/m3 cho NO
và

18 mg/m3 cho NO2

Giới hạn phát hiện

10 µg/m3 cho NO

dưới

15 µg/m3 cho NO2

Độ trôi điểm không

12 và 24 h ± 1% toàn thang

Độ trôi toàn khẩu độ

24 h

Thời gian trễ

5s

Thời gian đi lên

Ít hơn 20 s (thời gian ổn định 5 giây)

Thời gian đi xuống

Ít hơn 20 s (thời gian ổn định 5 giây)

Độ chính xác

± 1 % (ở 20% toàn thang)

± 2% toàn thang

± 2 % (ở 80% toàn thang)
Độ đúng ở ≈ 1000 µg/m3

± 1% (toàn thang)

Chu kỳ hoạt động không cần bảo
dưỡng

7 ngày, nhưng nếu như đo ở mức rất
thấp thì hiệu chuẩn lại hàng ngày.

Khoảng độ ẩm

0 đến 95 %

Khoảng nhiệt độ

10 đến 450C

Chú thích - Thời gian trễ, thời gian đi lên, thời gian đi xuống, độ chính xác, độ
đúng, chu kỳ hoạt động không cần bảo dưỡng được định nghĩa trong ISO 6879.
II.3. Xác định nồng độ khối lượng của Nito dioxit (NO2) phương pháp Griss –
Saltzman cải biên.
II.3.1. Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp Griess-Saltzman cải biên xác định nồng độ
khối lượng của nitơ điôxit có mặt trong không khí xung quanh.
Phương pháp này được áp dụng để xác định nồng độ khối lượng của nitơ điôxit có
mặt trong không khí xung quanh và có giới hạn trong khoảng nồng độ từ 0,003

mg/m3 đến 2 mg/m3 với thời gian lấy mẫu từ 10 min đến 2 h.
18


Những chất có mặt trong khối không khí được nghiên cứu và do đó có mặt trong
mẫu khí được biết là có ảnh hưởng đến sự hiển thị kết quả của thiết bị, được nêu
trong II.3.7.4. Thông tin về các đặc tính được nêu trong II.3.8.2.
Phương pháp này không thích hợp cho lấy mẫu khí ở vùng thở của cá nhân.
Phương pháp Griess-Saltzman là phù hợp cho kiểm tra phân tích hỗn hợp khí
chuẩn được dùng để hiệu chuẩn máy phân tích huỳnh quang hóa học [xem TCVN
6138 (ISO 7996)].
II.3.2. Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các
tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài
liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả
sửa đổi, bổ sung (nếu có).
ISO 6349 : 1979, Gas analysis - Preparation of calibration gas mixtures Permeation method (Phân tích khí - Chuẩn bị hỗn hợp khí chuẩn - Phương pháp
thấm).
II.3.3. Nguyên lý của phương pháp
Nitơ điôxit có mặt trong mẫu khí được hấp thụ bằng cách cho đi qua thuốc thử tạo
phẩm màu azo trong khoảng thời gian xác định, kết quả là tạo thành màu hồng
trong vòng 15 min.
Độ hấp thu của dung dịch mẫu sau đó được đo ở bước sóng giữa 540 nm và 550
nm bằng phổ quang kế phù hợp. Nồng độ khối lượng tương ứng của nitơ điôxit
được xác định từ đường chuẩn của độ hấp thụ ứng với nồng độ đã được chuẩn bị
dùng dung dịch natri nitrit với các nồng độ đã biết.
II.3.4 Thuốc thử
Trong quá trình phân tích, chỉ được dùng thuốc thử có độ tinh khiết phân tích và
nước không có nitrit (II.3.4.1).
II.3.4.1. Nước không nitrit

Nếu sử dụng nước để chuẩn bị các dung dịch hấp thụ và dung dịch chuẩn mà tạo
thành màu hồng do sự có mặt của nitrit trong nước, thì chuẩn bị nước không nitrit
như sau: Cho kali permanganat tinh thể (KMnO4) và bari hydroxit tinh thể
Ba(OH)2 vào nước và chưng cất lại nước đó trong bộ chưng cất bằng thủy tinh.
4.2. N-(1-naphty)etylendiamin dihydroclorua, dung dịch gốc 0,5 g/l
Hòa tan 0,5 g N-(1-naphtyl)-etylendiamin dihydroclorua
[C10H7NH(CH2)2NH2.2HCl] trong 1000 ml nước không nitrit (II.3.4.1).
Bảo quản trong lọ thủy tinh màu nâu nút kín ở nhiệt độ dưới 50C. Dung dịch bền
trong vài tháng.

19


CHÚ THÍCH: Cũng có thể bảo quản những lượng cân nhỏ của thuốc thử thể rắn.
II.3.4.3. Dung dịch hấp thụ
Hòa tan 5,0 g axit sulfanilic (C6H4SO3HNH2) trong khoảng 600 ml nước không
nitrit (II.3.4.1) và 50 ml axit axetic làm nóng nếu cần, trong bình định mức có
dung tích 1000 ml. Làm nguội dung dịch đến nhiệt độ phòng, thêm 100 ml dung
dịch N-(1-naphty)-etylendiamin dihydroclorua (II.3.4.2), lắc đều và làm đầy đến
vạch mức bằng nước không nitrit (II.3.4.1).
Bảo quản trong lọ thủy tinh màu nâu nút kín ở nhiệt độ dưới 50C. Dung dịch bền
trong 2 tuần.
II.3.4.4. Hỗn hợp khí
Chuẩn bị hỗn hợp khí được sử dụng để kiểm tra hiệu quả hấp thụ (II.3.7.1.1), theo
kỹ thuật thấm quy định trong ISO 6349 hoặc bằng một phương pháp tương tự.
II.3.4.5. Thuốc thử dùng để chuẩn bị đồ thị chuẩn
II.3.4.5.1. Dung dịch nitrit, ρNO2 = 250 mg/l
Hòa 375 mg natri nitrit (NaNO2) vào nước không nitrit (II.3.4.1) trong bình định
mức có dung tích 1000 ml. Làm đầy đến vạch mức bằng nước không nitrit và lắc
đều.

Bảo quản trong bình nút kín. Dung dịch bền ít nhất trong 3 tháng.
1 ml dung dịch này chứa 250 µg NO2.
II.3.4.5.2. Dung dịch nitrit, ρNO2 = 2,5 mg/l
Chuyển 10,0 ml dung dịch nitrit (II.3.4.5.1) vào bình định mức 1000 ml. Thêm
nước không nitrit (II.3.4.1) đến vạch mức và lắc kỹ.
Chuẩn bị dung dịch này ngay trước khi sử dụng.
1 ml dung dịch này chứa 2,5 µg NO2.
II.3.5. Thiết bị, dụng cụ
II.3.5.1. Thiết bị thông thường của phòng thí nghiệm và các thiết bị lấy mẫu,
như qui định trong II.3.5.1.1 đến II.3.5.1.7.
II.3.5.1.1. Đầu lấy mẫu
Ống thủy tinh bosilicat, thép không gỉ hoặc ống polytetrafloetylen có đường kính
trong xấp xỉ 6 mm và càng ngắn càng tốt, nhưng trong bất kỳ trường hợp nào cũng
không dài hơn 2 m, với đầu mút mẫu khí quay xuống dưới. Nếu như việc dùng đầu
lấy mẫu ngắn như vậy là không thể, thì cần có ống lấy mẫu phụ gồm đầu lấy mẫu
có đường kính trong khoảng 50 mm có ống nối với hệ thống lấy mẫu và cần phải
dùng một bơm hút khí có tốc độ khoảng 2 m3/h [xem Hình 1c)].

20


Hình 1 - Các ví dụ về dãy lấy mẫu có khả năng xác định nồng độ khối lượng
của nitơ điôxit trong không khí xung quanh
II.3.5.1.2. Cái lọc bông xơ
Ống thủy tinh bosilicat có đường kính trong ít nhất là 15 mm và có chiều dài
khoảng 80 mm được nhồi lỏng bằng lớp bông xơ đã tẩy trắng nhưng không trong
suốt về mặt quang học. Nó chỉ là một bộ phận của hệ thống lấy mẫu cần thiết để
loại ozon ra khỏi không khí trước khi không khí đi vào bình hấp thụ (xem thêm
II.3.7.4).
II.3.5.1.3. Bình hấp thụ

Bình hấp thụ làm bằng thủy tinh bosilicat nối với ống thủy tinh có lỗ xốp đủ mịn
cho hiệu quả hấp thụ ít nhất đạt 0,95 mà không gây độ giảm áp suất quá lớn trong
sử dụng. Ống thủy tinh xốp có đường kính lỗ giữa 40 µm và 60 µm là phù hợp.
Bốn ví dụ về kiểu bình hấp thụ (kiểu A đến kiểu D) đã từng được cho là phù hợp
được nêu ra ở Hình 2.
Hiệu quả hấp thụ của từng bình hấp thụ cần được kiểm tra ít nhất một lần trong
một năm dùng hỗn hợp khí chuẩn được điều chế theo kỹ thuật thấm quy định trong
ISO 6349 hoặc phương pháp tương đương.
Ống thủy tinh xốp bị nhuốm màu có thể được làm sạch nhờ hỗn hợp dung dịch
kali dicromat và axit sunfuric đặc hoặc các chất làm sạch thích hợp khác. Khi
dùng hỗn hợp axit sunfuric dicromat cần tráng kỹ ống thủy tinh với nước không
nitrit (II.3.4.1).

21


CẢNH BÁO - Cần tránh cơ thể tiếp xúc với dicromat và thuốc thử chứa
dicromat, đặc biệt với hỗn hợp axit sunfuric - dicromat.

Hình 2 - Ví dụ về các bình hấp thụ phù hợp để lấy mẫu nitơ điôxit
(Đầu cuối của ống thủy tinh của từng ống hấp thụ có thể thiết kế như chỗ nối
nhám dạng hình cầu, hình nón hoặc hình quả ô liu)
II.3.5.1.4. Bẫy
Bình nón có dung tích 100 ml nhồi bông thủy tinh.
II.3.5.1.5. Cái lọc màng
II.3.5.1.6. Bơm lấy mẫu và hệ thống điều chỉnh, có khả năng hút không khí với
tốc độ khoảng 0,4 l/min đến 0,6 l/min trong khoảng thời gian lấy mẫu.
II.3.5.1.7. Dụng cụ đo không khí
Dùng lưu lượng kế ướt hoặc lưu lượng kế có bề mặt biến đổi được bằng thủy tinh
đã được chuẩn, hoặc dùng lưu lượng kế khối lượng hoặc lỗ tới hạn đã được chuẩn.

Trong tất cả các trường hợp, tốc độ dòng không khí phải là trong khoảng sai số ±
5%.
Dùng lưu lượng kế ướt hoặc bọt xà phòng là thuận tiện cho việc kiểm tra chuẩn
lưu lượng kế có bề mặt biến đổi được, lưu lượng kế lỗ tới hạn hoặc lưu lượng kế
khối lượng.
II.3.5.2. Máy quang phổ, có khả năng đo độ hấp thụ ở bước sóng giữa 540 nm và
550 nm và có khả năng dùng các cuvét cho các phép đo phổ của các chất lỏng
được quy định trong II.3.5.3.

22


II.3.5.3. Cuvét, các cuvét phẳng xếp thành cặp, có độ dài truyền quang 10 mm
đến 50 mm.
II.3.5.4. Pipet một vạch, có dung tích 5 ml; 10 ml; 15 ml; 20 ml; 25 ml và 50 ml.
II.3.6. Lấy mẫu
Lắp hệ thống lấy mẫu phù hợp với ví dụ nêu ra ở Hình 1 và phù hợp với mọi yêu
cầu đặc biệt đối với khối khí đang nghiên cứu. Dùng đầu nối bằng thủy tinh nhám
ở trước ống thủy tinh sục khí hoặc bằng thủy tinh nối với nhau bằng ống nối
polyvinyl clorua hay polytetrafloetylen.
Dùng các pipet (II.3.5.4) để lấy một thể tích dung dịch hấp thụ phù hợp (II.3.4.3)
vào bình hấp thụ khô (II.3.5.1.3), cụ thể là 25 ml cho bình hấp thụ kiểu A, 20 ml
cho bình hấp thụ kiểu B, 50 ml cho bình hấp thụ kiểu C và 10 ml cho bình hấp thụ
kiểu D. Nối các bình hấp thụ với hệ thống lấy mẫu.
Ghi số đọc trên lưu lượng kế ướt (5.1.7) và thời gian, rồi bật bơm lấy mẫu
(II.3.5.1.6). Điều chỉnh thiết bị điều tiết dòng khí với tốc độ hút khoảng 0,4 l/min
đến 0,6 l/min.
Khoảng thời gian lấy mẫu cần thiết là 10 min đến 2 h tùy theo yêu cầu. Cần bảo vệ
dung dịch hấp thụ khỏi tác động của ánh sáng trong quá trình lấy mẫu.
Khi kết thúc thời gian lấy mẫu, tắt bơm lấy mẫu, ghi số đọc được trên lưu lượng

kế ướt và thời gian. Tháo bình hấp thụ ra khỏi hệ thống lấy mẫu. Trộn lẫn thể tích
dung dịch mẫu bên ngoài màng thủy tinh với lượng nhỏ dung dịch mẫu bên trong
ống sục khí bằng cách hút một phần vừa đủ qua ống thủy tinh của bình sục khí và
sau đó thả ra. Lặp đi lặp lại động tác này vài lần.
Đậy bình hấp thụ cẩn thận và bảo vệ dung dịch mẫu tránh ánh sáng. Để yên dung
dịch mẫu khoảng 15 min.
Do dung dịch mẫu có độ bền với thời gian hạn chế, khoảng thời gian từ lúc kết
thúc lấy mẫu đến lúc bắt đầu tiến hành phép đo với dung dịch mẫu không quá 20
h.
CHÚ THÍCH: Nói chung, ảnh hưởng của sự bay hơi mẫu có thể bỏ qua khi thời
gian lấy mẫu ngắn. Tuy nhiên, với quá trình lấy mẫu kéo dài, lượng dung dịch hấp
thụ nhỏ và trong điều kiện không khí khô thì phải tính đến ảnh hưởng của sự bay
hơi.
II.3.7. Cách tiến hành
II.3.7.1. Kiểm tra bình hấp thụ
II.3.7.1.1. Kiểm tra hiệu quả hấp thụ
Theo các ví dụ nêu ở Hình 1, lắp hệ thống lấy mẫu có 2 bình hấp thụ cùng loại và
được mắc nối tiếp nhau, mỗi một bình chứa thể tích dung dịch hấp thụ thích hợp,
như nêu ra ở Điều 6.

23


Lắp đầu vào của hệ thống lấy mẫu vào đầu ra của thiết bị thấm (hoặc sử dụng
phương pháp tương đương) có khả năng tạo ra hỗn hợp khí (xem II.3.4.4) ở tốc độ
dòng cao hơn tốc độ mong đợi tại vùng đầu vào của hệ thống lấy mẫu. Chuẩn bị
hỗn hợp khí có nồng độ khối lượng nitơ điôxit khoảng 1 mg/m3. Tránh nồng độ
khối lượng nitơ điôxit cao hơn 2 mg/m3.
Lựa chọn khoảng thời gian lấy mẫu đủ gây ra sự hấp thụ một lượng nitơ điôxit
khoảng 0,5 µg/ml ở dung dịch hấp thụ trong bình hấp thụ thứ nhất và tiến hành lấy

mẫu như nêu ra ở Điều 6.
Tính hiệu suất hấp thụ bằng cách chia độ hấp thụ của dung dịch mẫu ở bình hấp
thụ thứ nhất cho tổng giá trị độ hấp thụ của dung dịch mẫu trong bình hấp thụ thứ
nhất và thứ hai.
Hiệu quả hấp thụ phải ít nhất là 0,95. Các bình hấp thụ không thỏa mãn yêu cầu
này thì không được dùng.
II.3.7.1.2. Kiểm tra bình hấp thụ
Tính xốp của ống thủy tinh xốp có thể bị ảnh hưởng do nhiều lần làm sạch. Vì vậy
các ống thủy tinh cần được kiểm tra, ví dụ, dùng một phương pháp sức căng bề
mặt phù hợp nếu cho rằng có xảy ra sự thay đổi tính xốp của ống thủy tinh xốp.
II.3.7.2. Hiệu chuẩn
II.3.7.2.1. Chuẩn bị dãy dung dịch hiệu chuẩn
Chuẩn bị dãy dung dịch hiệu chuẩn có nồng độ khối lượng iôn nitrit 0,0 µg/ml;
0,25 µg/ml; 0,5 µg/ml; 0,75 µg/ml; và 1,0 µg/ml bằng cách hút 0 ml; 5 ml; 10 ml;
15 ml; và 20 ml dung dịch nitrit tương ứng (II.3.4.5.2) cho vào dãy bình định mức
dung tích 50 ml, thêm dung dịch hấp thụ (II.3.4.3) đến vạch mức và lắc đều.
Để yên dung dịch này trong 15 min
II.3.7.2.2. Đo quang phổ
Kiểm tra máy quang phổ (II.3.5.2) theo bản hướng dẫn của nhà sản xuất và sau khi
để máy ổn định, thực hiện các điều chỉnh cần thiết và đặt bước sóng ở một giá trị
cố định trong khoảng 540 nm đến 550 nm.
Chuyển một phần dung dịch vừa đủ từ một trong bốn dung dịch hiệu chuẩn
(II.3.7.2.1) vào cuvét (II.3.5.3) và đọc độ hấp thụ của từng dung dịch hiệu chuẩn
so với độ hấp thụ của cuvét chứa một phần vừa đủ dung dịch hấp thụ (II.3.4.3).
II.3.7.2.3. Vẽ đường chuẩn
Vẽ đồ thị độ hấp thụ A, của từng dung dịch chuẩn (II.3.7.2.1) đối với độ hấp thụ
của dung dịch hấp thụ (II.3.4.3), ứng với nồng độ khối lượng của iôn nitrit, ρNO2,
trong dung dịch tương ứng (xem Hình 3).
Lưu ý rằng độ dốc của đồ thị được tính theo công thức:

24


phải là (0,992 ± 0,030) ml/µg với cuvet 10 mm. Nếu không như vậy thì phải kiểm
tra tất cả thuốc thử.

Hình 3 - Đồ thị chuẩn đặc trưng
II.3.7.3. Xác định
Đo độ hấp thụ của dung dịch mẫu không nên tiến hành sớm hơn 15 min hoặc
muộn hơn 20 h sau khi hoàn thành việc lấy mẫu.
Cho một lượng vừa đủ dung dịch mẫu vào cuvet và đo độ hấp thụ của mẫu như qui
định trong II.3.7.2.2, nhưng dùng một cuvet đối chứng chứa một phần vừa đủ
dung dịch hấp thụ (II.3.4.3) để so sánh. Khối lượng nitơ điôxit chứa trong mẫu khí
chia cho thể tích dung dịch mẫu để so sánh với đường chuẩn (II.3.7.2.3).
CHÚ THÍCH 1: Khi cần độ nhạy cao thì có thể sử dụng cuvet có đường truyền
quang dài.
CHÚ THÍCH 2: Cũng có thể dùng cuvet đối chứng chứa nước cất hoặc không khí
làm so sánh; khi đó độ hấp thụ của dung dịch hấp thụ (II.3.4.3) được trừ vào độ
hấp thụ của dung dịch mẫu.
II.3.7.4. Các chất cản trở
25