臭氧标准参考光度计数据采集方法及改进

为建立我国统一的环境空气臭氧自动监测量值溯源和传递体系,需采用臭氧标准参考光度计作为计量基准进行量值传递,以保证臭氧监测数据的量值溯源性和结果一致性。实验对臭氧标准参考光度计串口连接、模拟信号连接和仪器数据存储-手动输入3种数据采集方法进行了介绍,创新性地采用USB转DB 9串口线对数据采集方法进行了改进,均采用串口连接进行数据采集。采用改进后的方法同时对API T703、EC 9811、TF 49iPS 3台不同厂家的臭氧校准仪进行臭氧一级校准,所得校准曲线的平均斜率分别为1.011 99、1.002 87、1.005 17,平均截距分别为-0.548 14、-0.064 07、-0.212 10nmol/mol,均符合臭氧一级校准的指标。改进后的方法可适用于不同厂商、不同型号的仪器,操作更为方便快捷,数据采集更为真实有效,解决了模拟信号连接数据失真、仪器数据存储-手动输入耗时耗力的弊端,可极大地提高臭氧一级校准时数据采集的真实性及便捷性。

臭氧标准参考光度计间接比对技术

参照国际计量局有关臭氧标准参考光度计(Standard Reference Photometer,SRP)间接比对的操作规程和美国环境保护署有关臭氧参考光度计之间比对验证的规定,采用臭氧传递标准,通过比对前的准备、比对过程的确定、比对结果的处理、比对指标的评价等步骤,开展了臭氧标准参考光度计间接比对实验。以SRPⅠ与SRPⅡ间接比对为例,SRPⅠ与SRPⅡ间接比对所得两个关系式的斜率分别为1.003 26和1.003 58,截距分别为0.109 05 nmol/mol和0.080 99 nmol/mol,结果显示两台SRP之间具有很好的一致性,比对结果符合美国环境保护署关于SRP之间比对的指标。建立了臭氧标准参考光度计之间的比对方法,适用于环境空气臭氧量值传递源头间的比对。

臭氧标准参考光度计基本原理与应用现状

臭氧标准参考光度计作为国际通用的臭氧计量基准器具,经过30多年的发展,在世界范围内得到广泛应用,已成为许多国家和地区开展臭氧监测、进行臭氧量值传递和溯源的必备基准。介绍臭氧标准参考光度计的测量原理及系统构成,对臭氧标准参考光度计在国际计量局、美国和中国的应用现状进行综述。针对我国臭氧标准参考光度计应用中存在的问题进行探讨,并给出部分建议和思考,以不断健全和完善我国环境空气臭氧自动监测量值传递和溯源体系。

臭氧标准参考光度计的测量不确定度评定

为建立臭氧标准参考光度计(SRP)的计量溯源性,环保部标准样品研究所的SRP 48与美国国家标准与技术研究院的SRP 2进行了比对验证。对SRP测量不确定度的评定方法进行了研究,分析了测量不确定度的主要来源。以SRP 48为例,对影响臭氧浓度测量的不确定度分量光程长度Lopt、压力P、温度T、双光程透光率的比值D和吸收系数σ等因素进行计算,建立数学模型并合成得到标准不确定度。在0~500 nmol/mol浓度范围内,SRP 48和SRP 2之间具有很好的可比性,确立SRP 48与SRP 2的比对关系式为xSRP48=[(0.998 96(xSRP2)+0.025]nmol/mol,在95%的置信区间内(k=2时),SRP 48臭氧浓度测量的扩展不确定度为2×((0.28)~2+(1.10×10^(-2)×x)~2)^(1/2)nmol/mol。

臭氧标准参考光度计一级校准周期考察

对不同量程的臭氧二级传递标准进行一级校准实验,结果显示量程分别为500 nmol/mol和1 000 nmol/mol时,所得校准曲线的斜率和截距均能够满足臭氧一级校准指标的要求。对臭氧二级传递标准开展臭氧一级校准时,应根据实际需求选择合适的量程。对于大多数的监测站点,臭氧二级传递标准量程范围选择为500 nmol/mol可满足要求。在相同实验条件下(选择串口连接模式、校准曲线浓度点个数为6个、臭氧二级传递标准量程为500 nmol/mol),考察臭氧一级校准的周期。36个月的考察结果显示臭氧一级校准曲线的斜率在0.992 7~1.010 5之间,平均斜率为1.001 9;截距在-0.437 3^-0.026 6 nmol/mol之间,平均截距为-0.211 5 nmol/mol;斜率的相对标准偏差为0.32%,截距的标准偏差为0.094 nmol/mol,均能符合臭氧一级校准指标的要求。结合国内外相关标准及我国环境空气臭氧监测质量管理需求,建议臭氧二级传递标准至少每12个月开展一次臭氧一级校准。