粉煤灰中氨释放量测定方法研究

任秋昊　左　宇　胡永广　汤　俊郑州市工程质量监督站（450000）河南省建筑科学研究院有限公司（450053）



粉煤灰中氨释放量测定方法研究

任秋昊1左宇1胡永广2汤俊2
1郑州市工程质量监督站（450000）2河南省建筑科学研究院有限公司（450053）

摘要：通过用环境舱模式室内环境条件，测试测定混凝土试块中粉煤灰中氨的释放量。

关键词：粉煤灰；氨；测定

1　必要性分析

节能减排是我国“十二五”最重要的任务之一。我国大气污染排放标准日趋严格，电厂烟气脱硫脱硝工艺技术发生了很大变化，呈现出从石灰石-石膏法占据绝对主导地位向多种工艺技术共同发展的趋势，其中氨法脱硫技术被列为燃煤电厂烟气脱硫的发展方向。

氨法脱硫就是以液氨或氨水为脱硫剂，与烟气中的二氧化硫起反应，并通过空气氧化，最终产物为硫酸铵的脱硫工艺。氨法脱硫回收二氧化硫效率高，副产品硫酸铵可作为复合肥，实现了废物资源化利用，受到国内众多企业的青睐。

随着氨法脱硫的逐渐推广应用，其副产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。在混凝土搅拌过程中，由于碱性条件和大量热量的存在，铵盐发生分解，释放出氨气，会对现场施工人员造成人身伤害。同时，混凝土中残存的氨缓慢释放，也会长期污染建筑物内环境，侵害居民身体健康，危害巨大而隐蔽。目前，我国还没有粉煤灰氨释放量检测方法，故提出对粉煤灰中氨释放量方法的研究具有十分重要的意义。

2　试验方法介绍

用环境测试仓模拟室内环境，用恒流采样器采样收集混凝土试块中粉煤灰氨的释放量，用分光光度法测定释放出的氨含量。

2.1试验仪器

恒流采样器：采样过程中流量稳定，流量范围包含0.5 L/min，并且当流量0.5 L//min时，能克服10 kPa的阻力，此时用皂膜流量计校准系统流量，相对偏差应不大于±5％［1］。

大型气泡吸收管：出气口内径1 mm，出气口至管底距离等于或者小于5 mm。

具塞比色管：10 mL/。

可见分光光度计。

环境测试舱：温度23±1℃，相对湿度45％±5％，空气交换率（1±0.05）次/h，被测样品表面附近空气流速：0.1～0.3 m/s。

2.2试验步骤

1）制作混凝土试块

将粉煤灰按照混凝土的配比制作成试块，使混凝土试件的外表面积s与环境舱的净容积V之比为2∶1。

2）调节环境测试舱

调节测试箱的控温、控湿装置，使测试箱内温度23±1℃、湿度45％±5％，空气交换率（1±0.05）次/ h，混凝土试块表面附近空气流速0.1～0.3 m/s。

3）环境测试舱稳定

将做好的试块放入环境测试舱中每天测试1次。当连续2 d测试浓度下降不大于5％时，可认为达到了平衡状态。以最后2次测试值的平均值作为试块中氨释放量测定值。

4）吸收液配置

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

5）氨浓度采集

用皂膜流量计校准采样器，将准备好的大型气泡吸收管同环境舱的出气口连接，吸收管的另一端连接恒流采样器，调节采样器的流量为500 mL/ min，采集10 min，采气5 L。

6）氨浓度测定

将采集的洗手液转移到10 mL待测液到比色管中，加入0.5 mL的50 g/L水杨酸，0.1 mL的10 g/L亚硝基铁氰化钠，0.1 mL的0.05 mol/L次氯酸钠溶液，摇匀，静置1 h后，在分光光度计上测定吸光度［2］。

7）氨标准曲线的绘制

氨标准贮备液：称取0.3142 g经105℃干燥1 h的氯化铵（NH4Cl），用少量水溶解，移入100 mL容量瓶中，用0.1 mol/L稀硫酸稀释至刻度，此液1.00 ml含1.00 mg氨。

取10 mL具塞比色管7支，按下表制备标准系列管。

在各管中加入0.50 mL的50 g/L水杨酸溶液，再加入0.10 mL的10 g/L亚硝基铁氰化钠溶液和0.10 mL的0.05 mol/l次氯酸钠溶液，混匀，室温下放置1 h。用1 cm比色皿，于波长697.5 nm处，以水作参比，测定各管溶液的吸光度。以氨含量（μg）作横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，并用最小二乘法计算校准曲线的斜率、截距及回归方程。

Y=bX+a

式中：Y——标准溶液的吸光度；X——氨含量，μg；a——回归方程式的截距；b——回归方程式斜率，吸光度/μg。

表1　7支标准比色管

标准曲线斜率b应为0.081±0.003吸光度/μg氨。以斜率的倒数作为样品测定时的计算因子（Bs）。

3　结论

连续测试10组混凝土试块，测试实验结果见表2。

表2　连续10组测试结果

本检测方法的相对标准偏差1.29％＜5％，说明本检测方法的精密度比较高，稳定性比较好，而且方便快捷，容易实施，适应范围广，推广后具有良好的社会和经济效益。

本检测方法模拟建筑物使用时的室内环境状况，通过测试混凝土试件中氨释放量，对该项指标进行控制，即可控制建筑物室内的氨浓度。

本检测方法由于模拟了建筑物内的环境状况，因此检测结果接近真实情况，这对有效控制室内氨浓度有很大的指导意义。

本次检测结果氨浓度＞0.2 mg/m3，超出了《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB 50325-2010 （2013年版）中污染物浓度氨含量的限量，因此应该减少混凝土中粉煤灰的含量，或者粉煤灰加入混凝土之前应进行脱氨处理。

参考文献：

［1］王喜元.民用建筑工程室内环境污染控制［M］.北京：中国计划出版社，2011.

［2］GB 18204.2- 2014，公共场所卫生检验方法第2部分：化学污染物［S］.