粉煤灰中氨釋放量測定方法研究

任秋昊　左　宇　胡永廣　湯　俊鄭州市工程質量監督站（450000）河南省建筑科學研究院有限公司（450053）

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粉煤灰中氨釋放量測定方法研究

任秋昊1左宇1胡永廣2湯俊2
1鄭州市工程質量監督站（450000）2河南省建筑科學研究院有限公司（450053）

摘要：通過用環境艙模式室內環境條件，測試測定混凝土試塊中粉煤灰中氨的釋放量。

關鍵詞：粉煤灰；氨；測定

1　必要性分析

節能減排是我國“十二五”最重要的任務之一。我國大氣污染排放標準日趨嚴格，電廠煙氣脫硫脫硝工藝技術發生了很大變化，呈現出從石灰石-石膏法占據絕對主導地位向多種工藝技術共同發展的趨勢，其中氨法脫硫技術被列為燃煤電廠煙氣脫硫的發展方向。

氨法脫硫就是以液氨或氨水為脫硫劑，與煙氣中的二氧化硫起反應，并通過空氣氧化，最終產物為硫酸銨的脫硫工藝。氨法脫硫回收二氧化硫效率高，副產品硫酸銨可作為復合肥，實現了廢物資源化利用，受到國內眾多企業的青睞。

隨著氨法脫硫的逐漸推廣應用，其副產品粉煤灰中的氨含量也大大提高，而粉煤灰是建筑施工中混凝土的重要成分。在混凝土攪拌過程中，由于堿性條件和大量熱量的存在，銨鹽發生分解，釋放出氨氣，會對現場施工人員造成人身傷害。同時，混凝土中殘存的氨緩慢釋放，也會長期污染建筑物內環境，侵害居民身體健康，危害巨大而隱蔽。目前，我國還沒有粉煤灰氨釋放量檢測方法，故提出對粉煤灰中氨釋放量方法的研究具有十分重要的意義。

2　試驗方法介紹

用環境測試倉模擬室內環境，用恒流采樣器采樣收集混凝土試塊中粉煤灰氨的釋放量，用分光光度法測定釋放出的氨含量。

2.1試驗儀器

恒流采樣器：采樣過程中流量穩定，流量范圍包含0.5 L/min，并且當流量0.5 L//min時，能克服10 kPa的阻力，此時用皂膜流量計校準系統流量，相對偏差應不大于±5％［1］。

大型氣泡吸收管：出氣口內徑1 mm，出氣口至管底距離等于或者小于5 mm。

具塞比色管：10 mL/。

可見分光光度計。

環境測試艙：溫度23±1℃，相對濕度45％±5％，空氣交換率（1±0.05）次/h，被測樣品表面附近空氣流速：0.1～0.3 m/s。

2.2試驗步驟

1）制作混凝土試塊

將粉煤灰按照混凝土的配比制作成試塊，使混凝土試件的外表面積s與環境艙的凈容積V之比為2∶1。

2）調節環境測試艙

調節測試箱的控溫、控濕裝置，使測試箱內溫度23±1℃、濕度45％±5％，空氣交換率（1±0.05）次/ h，混凝土試塊表面附近空氣流速0.1～0.3 m/s。

3）環境測試艙穩定

將做好的試塊放入環境測試艙中每天測試1次。當連續2 d測試濃度下降不大于5％時，可認為達到了平衡狀態。以最后2次測試值的平均值作為試塊中氨釋放量測定值。

4）吸收液配置

吸收液［c（H2SO4）=0.005 mol/L］，量取2.8 mL濃硫酸加入水中，并稀釋至1 L。

5）氨濃度采集

用皂膜流量計校準采樣器，將準備好的大型氣泡吸收管同環境艙的出氣口連接，吸收管的另一端連接恒流采樣器，調節采樣器的流量為500 mL/ min，采集10 min，采氣5 L。

6）氨濃度測定

將采集的洗手液轉移到10 mL待測液到比色管中，加入0.5 mL的50 g/L水楊酸，0.1 mL的10 g/L亞硝基鐵氰化鈉，0.1 mL的0.05 mol/L次氯酸鈉溶液，搖勻，靜置1 h后，在分光光度計上測定吸光度［2］。

7）氨標準曲線的繪制

氨標準貯備液：稱取0.3142 g經105℃干燥1 h的氯化銨（NH4Cl），用少量水溶解，移入100 mL容量瓶中，用0.1 mol/L稀硫酸稀釋至刻度，此液1.00 ml含1.00 mg氨。

取10 mL具塞比色管7支，按下表制備標準系列管。

在各管中加入0.50 mL的50 g/L水楊酸溶液，再加入0.10 mL的10 g/L亞硝基鐵氰化鈉溶液和0.10 mL的0.05 mol/l次氯酸鈉溶液，混勻，室溫下放置1 h。用1 cm比色皿，于波長697.5 nm處，以水作參比，測定各管溶液的吸光度。以氨含量（μg）作橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制標準曲線，并用最小二乘法計算校準曲線的斜率、截距及回歸方程。

Y=bX+a

式中：Y——標準溶液的吸光度；X——氨含量，μg；a——回歸方程式的截距；b——回歸方程式斜率，吸光度/μg。

表1　7支標準比色管

標準曲線斜率b應為0.081±0.003吸光度/μg氨。以斜率的倒數作為樣品測定時的計算因子（Bs）。

3　結論

連續測試10組混凝土試塊，測試實驗結果見表2。

表2　連續10組測試結果

本檢測方法的相對標準偏差1.29％＜5％，說明本檢測方法的精密度比較高，穩定性比較好，而且方便快捷，容易實施，適應范圍廣，推廣后具有良好的社會和經濟效益。

本檢測方法模擬建筑物使用時的室內環境狀況，通過測試混凝土試件中氨釋放量，對該項指標進行控制，即可控制建筑物室內的氨濃度。

本檢測方法由于模擬了建筑物內的環境狀況，因此檢測結果接近真實情況，這對有效控制室內氨濃度有很大的指導意義。

本次檢測結果氨濃度＞0.2 mg/m3，超出了《民用建筑工程室內環境污染控制規范》GB 50325-2010 （2013年版）中污染物濃度氨含量的限量，因此應該減少混凝土中粉煤灰的含量，或者粉煤灰加入混凝土之前應進行脫氨處理。

參考文獻：

［1］王喜元.民用建筑工程室內環境污染控制［M］.北京：中國計劃出版社，2011.

［2］GB 18204.2- 2014，公共場所衛生檢驗方法第2部分：化學污染物［S］.