DB43/T 1888-2020 环境空气臭氧监测逐级校准技术规范

ICS13.040.20

Z15

DB43

湖南省地方标准

DB43/T1888—2020

环境空气臭氧监测逐级校准技术规范

Technicalspecificationsforcalibrationofambientairozonemonitoring

2020-12-29发布2021-03-29实施

湖南省生态环境厅

发布

湖南省市场监督管理局

DB43/T1888—2020

目次

前言························································································································Ⅲ

1范围·····················································································································1

2规范性引用文件······································································································1

3术语和定义············································································································1

4臭氧监测逐级校准原理与基本要求··············································································2

5臭氧监测逐级校准设施的组成与要求···········································································3

6臭氧监测逐级校准方法·····························································································5

7质量保证与质量控制······························································································11

附录A（资料性）臭氧传递标准的性能指标··································································12

附录B（资料性）臭氧监测二级校准报告模版·······························································14

附录C（资料性）臭氧监测三级校准报告模版·······························································17

I

DB43/T1888—2020

II

DB43/T1888—2020

IV

DB43/T1888—2020

环境空气臭氧监测逐级校准技术规范

1范围

本文件规定了环境空气中臭氧监测二级校准、臭氧监测三级校准设施的组成与要求、校准方法及其

质量保证与质量控制。

本文件适用于环境空气中臭氧监测二级校准、臭氧监测三级校准及其质量保证与质量控制。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

HJ590环境空气臭氧的测定紫外光度法

HJ654环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统技术要求及检测方法

HJ818环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统运行和质控技术规范

HJ1099环境空气臭氧监测一级校准技术规范

3术语和定义

HJ1099界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

校准calibration

在规定条件下的一组操作，其第一步是确定由测量标准提供的量值与相应示值之间的关系，第二步

则是用此信息确定由示值获得测量结果的关系，这里测量标准提供的量值与相应示值都具有测量不确

定度。

[来源：HJ1099—2020，3.1]

3.2

量值溯源traceability

测量结果通过具有适当准确度的中间比较环节，逐级向上追溯至国家计量基准或国家计量标准

的过程。

[来源：HJ1099—2020，3.8]

3.3

臭氧传递标准ozonetransferstandard

依照相关操作规程，能够准确再现或准确分析臭氧浓度、可溯源至更高级别或更高权威标准的可运

输仪器设备。臭氧传递标准用于传递臭氧一级标准的权威性或用于校准监测站点的臭氧校准仪器或臭氧

分析仪器。

注：臭氧传递标准根据工作原理分为发生型传递标准、分析型传递标准。根据在臭氧量值逐级传递中的位置分为臭氧二级传递标

准、臭氧三级传递标准和臭氧四级传递标准。

1

DB43/T1888—2020

[来源：HJ1099—2020，3.4]

3.4

臭氧量值逐级传递ozonetraceabilityscheme

臭氧一级标准的臭氧量值经过臭氧传递标准的逐级传递，最终传递至现场臭氧分析设备。

注：根据在臭氧量值逐级传递中的位置分为臭氧监测一级校准、臭氧监测二级校准和臭氧监测三级校准。

3.5

分析型传递标准assay-typetransferstandard

该类传递标准含有臭氧分析仪，能够实时测定臭氧发生器发生的臭氧标准浓度。分析型传递标准可

用于校准分析型传递标准、发生型传递标准和现场臭氧分析仪。部分分析型传递标准自带臭氧发生器，

在发生臭氧的同时可实时测定发生的臭氧浓度，并对臭氧发生器进行实时反馈调节。

3.6

发生型传递标准generation-typetransferstandard

该类传递标准仅含有臭氧发生器、不含有臭氧分析仪，通过调节发生器的功率等方式调整发生的臭

氧浓度，不能对发生的臭氧浓度进行实时测定。发生型传递标准仅适用于对现场臭氧分析仪开展质量控

制工作，不适用于校准分析型传递标准。

3.7

工作标准workingstandard

日常用于校准下级传递标准或现场臭氧分析仪的臭氧传递标准。

3.8

质控标准qualitycontrolstandard

用于定期与工作标准进行质控比对的臭氧传递标准，其与被比对的工作标准应为同一级别的臭氧传

递标准（一级标准的质控标准可为二级传递标准）。当同一级别的工作标准无法使用或使用受限时，可

使用质控标准校准下级传递标准或现场臭氧分析仪。

3.9

零气zeroair

不含臭氧、二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物及任何能使臭氧光度计产生紫外吸收的其他物质的空

气。

[来源：HJ1099—2020，3.7]

4臭氧监测逐级校准原理与基本要求

4.1臭氧监测逐级校准体系

臭氧监测逐级校准体系由臭氧一级标准和各级臭氧传递标准构成，见图1。臭氧一级标准为臭氧标

准参考光度计（SRP）。臭氧传递标准根据其在臭氧量值逐级传递中的位置分为臭氧二级传递标准、臭氧

三级传递标准和臭氧四级传递标准。

2

DB43/T1888—2020

图1臭氧监测逐级校准体系示意图

4.2臭氧监测一级校准

臭氧监测一级校准按照HJ1099的要求和校准方法执行。臭氧一级标准对臭氧二级传递标准进行校

准，建立臭氧一级标准量值和臭氧二级传递标准示值之间的定量关系。校准曲线的斜率应在1.00±0.03

范围内，截距应在（0±3）nmol/mol范围内。

臭氧二级传递标准应至少配两台。经臭氧一级标准校准后，其中一台作为工作标准用于下级臭氧校

准工作，另一台作为质控标准用于定期与工作标准进行质控比对。

4.3臭氧监测二级校准

臭氧二级传递标准宜放置在臭氧质控实验室中，臭氧二级传递标准的示值与臭氧三级传递标准

的示值进行比对，通过臭氧一级标准量值和臭氧二级传递标准示值之间的定量关系，建立臭氧一级

标准量值和臭氧三级传递标准示值之间的定量关系，校准曲线的斜率应在1.00±0.03范围内，截距

应在（0±3）nmol/mol范围内。

4.4臭氧监测三级校准

臭氧三级传递标准经过校准后运输至各空气自动监测站点，臭氧三级传递标准直接测定臭氧四级传

递标准发出的固定浓度的臭氧样品空气，将臭氧发生浓度值（即回溯的一级标准量值）标定为臭氧四级

传递标准在该固定浓度点的臭氧实际输出浓度。臭氧发生浓度偏差应控制在（0±2）nmol/mol范围内

或相对偏差应控制在（0±2）％范围内。

4.5臭氧监测质量控制工作

臭氧四级传递标准放置于空气自动监测站点站房内，按照HJ818中的规定对现场臭氧分析仪开展

质量控制工作。

5臭氧监测逐级校准设施的组成与要求

5.1臭氧监测一级校准设施的组成与要求

臭氧监测一级校准设施的组成与要求应按照HJ1099中的规定配置。

3

DB43/T1888—2020

5.2臭氧监测二级校准设施的组成与要求

5.2.1臭氧监测二级校准设施的组成

臭氧监测二级校准设施由零气发生装置、辅助设备、臭氧二级传递标准、臭氧三级传递标准、臭氧

发生装置、数据采集和传输设备组成。

5.2.2臭氧监测二级校准设施的环境条件

臭氧监测二级校准宜在臭氧质控实验室进行，环境条件应符合下列要求：

a）温度在20℃～30℃之间，温度波动不超过±1℃/h，相对湿度80％以下；

b）供电系统配有电源过压、过载和漏电保护装置，有良好的接地线路（电阻≤4Ω），提供稳定

电源（220±22）V；

c）配置良好的通风设备和废气排出口，保持室内空气清洁。

5.2.3臭氧监测二级校准设施的仪器设备要求

5.2.3.1零气发生装置

零气发生装置主要由空气压缩机和零气发生器组成。零气发生器应配置颗粒物涤除装置、臭氧等干

扰物涤除装置和气体干燥装置。零气发生系统输出的零气总流量应大于臭氧发生装置的设定流量、参与

校准的各台臭氧传递标准紫外光度计的采样流量总和1L/min以上。零气性能指标应符合HJ654中的

相关规定。

5.2.3.2辅助设备

辅助设备用于环境的温度、相对湿度、大气压力和仪器各气路流量等的测量或调节，主要包括温度

计、湿度计、大气压力计、稳定电源和流量计等，相应辅助设备应符合下列要求：

a）温度计：量程范围0℃～50℃，准确度±0.1℃；

b）湿度计：量程范围0％RH～100％RH，准确度±1％；

c）大气压力计：准确度±0.1kPa；

d）电压表：量程范围0mV～5000mV，准确度±0.1mV；

e）稳定电源：输出电压220V，电压波动±10％；

f）流量计：量程范围0L/min～10L/min，准确度±1％。

5.2.3.3臭氧二级传递标准和臭氧三级传递标准

臭氧二级传递标准和臭氧三级传递标准宜采用分析型传递标准。分析型传递标准根据仪器结构分为

带有臭氧发生器的分析型传递标准和不带有臭氧发生器的分析型传递标准。

带有臭氧发生器的分析型传递标准在产生固定浓度的臭氧的同时测定产生的臭氧浓度，是发生型传

递标准和分析型传递标准的结合。该仪器通入零气后，可通过调节汞灯功率产生固定浓度的臭氧样品空

气。产生的臭氧样品空气经过多支管，一部分进入该仪器自带的紫外光度计，用于测定产生的臭氧浓度，

并根据测定的浓度对臭氧发生器进行反馈调节；另外一部分进入分析型传递标准或环境空气臭氧分析仪

中的紫外光度计，用于校准或比对。性能指标见附录A。

不带有臭氧发生器的分析型传递标准的构造和原理与环境空气臭氧分析仪相似，但必须去除环境空

气臭氧分析仪内置的臭氧涤除器。性能指标见附录A。

5.2.3.4臭氧发生装置

4

DB43/T1888—2020

臭氧发生装置宜采用含有臭氧发生器的仪器。臭氧发生器性能指标应符合HJ654中的相关规定。

5.2.3.5数据采集和传输设备

具备采集、处理、储存和传输数据的功能。

5.3臭氧监测三级校准设施的组成与要求

5.3.1臭氧监测三级校准设施的组成

臭氧监测三级校准设施由零气发生装置、辅助设备、臭氧三级传递标准、臭氧四级传递标准组成。

有条件的单位可配置数据采集和传输设备。

5.3.2臭氧监测三级校准设施的环境条件

臭氧监测三级校准宜在空气自动监测站点站房内或附近环境差异较小的实验室进行，环境条件应符

合下列要求：

a）温度在15℃～35℃之间，相对湿度85％以下；

b）供电系统配有电源过压、过载和漏电保护装置，有良好的接地线路（电阻≤4Ω），提供稳定

电源（220±22）V；

c）配置良好的通风设备和废气排出口，保持室内空气清洁。

5.3.3臭氧监测三级校准设施的仪器设备要求

5.3.3.1零气发生装置

零气发生装置应符合5.2.3.1中的相关规定。

5.3.3.2辅助设备

辅助设备应符合5.2.3.2中的相关规定。

5.3.3.3臭氧四级传递标准

臭氧四级传递标准宜采用带有臭氧发生器的分析型传递标准或发生型传递标准。

带有臭氧发生器的分析型传递标准应符合5.2.3.3中的相关规定。

发生型传递标准与零气发生器接通后，可通过调节其汞灯功率在量程范围内产生固定浓度的臭氧样

品空气。发生型传递标准性能指标见附录A。

6臭氧监测逐级校准方法

6.1臭氧监测一级校准方法

臭氧监测一级校准方法按照HJ1099规定的校准方法执行。

6.2臭氧监测二级校准方法

6.2.1校准要求

校准过程中，应记录环境大气压力、环境温度、环境相对湿度等参数。

6.2.2仪器预热

5

DB43/T1888—2020

臭氧传递标准至少预热1h，使仪器达到稳定工作状态。

6.2.3管路与信号连接

6.2.3.1管路连接

臭氧监测二级校准管路与信号连接方式见图2。连接至多支管的管线应等长，不超过1m。管线的

材质应采用不与臭氧发生化学反应的惰性材料，如硅硼玻璃、聚四氟乙烯等。各接口处应连接紧密，不

发生漏气、脱落现象。向臭氧传递标准提供的零气应与臭氧发生装置所用的零气为同一来源。废气统一

由排气管路排出。

6.2.3.2信号连接

信号连接可根据数据采集和传输设备的工作原理选择串口连接方式或模拟信号连接方式。

采用串口连接方式时，用数据线连接臭氧传递标准仪器的串口端口和电脑端口。根据臭氧传递标准

的通信协议进行参数设置。

采用模拟信号连接方式时，用信号线连接臭氧传递标准仪器的模拟信号端口。根据臭氧传递标准模

拟信号的电压与量程范围进行参数设置。

图2臭氧监测二级校准管路与信号连接图

6.2.4饱和仪器管路

臭氧监测二级校准前应采用高浓度的臭氧对臭氧传递标准和校准管路进行饱和处理，避免管路等对

臭氧产生吸附。根据臭氧传递标准使用频率，设置相应的饱和浓度与饱和时间。

臭氧传递标准通常超过一周未使用时或者使用了新的管线时，应通入高浓度臭氧（≥400nmol/mol）

稳定饱和60min；当一天内对同一台仪器连续校准时，每次校准前应通入高浓度臭氧（≥400nmol/mol）

饱和5min～10min；更换新臭氧发生灯应通入高浓度臭氧（≥400nmol/mol）稳定饱和120min。

6.2.5参数调整

6.2.5.1零点校准

将臭氧发生装置输出的臭氧浓度设置为0nmol/mol，待臭氧三级传递标准示值稳定后，记录臭氧

三级传递标准的浓度示值（用“C0”表示）；调节臭氧三级传递标准的相关校准参数（截距），使|C0|≤3

6

DB43/T1888—2020

nmol/mol。

6.2.5.2跨度校准

零点校准完成后，将臭氧发生装置输出的臭氧浓度设置为400nmol/mol或量程的80％左右，待臭

氧二级传递标准和臭氧三级传递标准示值均稳定后，记录臭氧二级传递标准示值和臭氧三级传递标准示

值。根据臭氧二级传递标准示值与臭氧一级标准量值的线性关系，将臭氧二级传递标准示值回溯至臭氧

一级标准量值。调节臭氧三级传递标准的相关校准参数（斜率），使臭氧三级传递标准示值尽量接近臭

氧一级标准量值。

6.2.5.3零点检查

跨度校准完成后，重新将臭氧发生装置输出的臭氧浓度设置为0nmol/mol，读数稳定后，重新进

行零点检查。当|C0|≤3nmol/mol时，零点检查合格，进入多点校准；当|C0|＞3nmol/mol时，重复

6.2.5.1和6.2.5.2步骤，直至检查合格。

参数调整完成后，在本次校准有效期内不应调整臭氧传递标准的校准参数。校准参数发生改动，应

重新对仪器进行校准。

6.2.6多点校准

6.2.6.1仪器校准至少应进行一次循环有效比对。推荐有条件的单位进行多次循环比对，并通过汇总

统计各循环校准曲线斜率和截距的标准偏差评价其重复性，使用多次循环比对斜率和截距的平均值作为

最终校准曲线的斜率和截距。

6.2.6.2每次循环比对至少包含6个浓度点，最低浓度点为0nmol/mol，最高浓度点为400nmol/mol～

450nmol/mol或量程的80％～90％，其他浓度点均匀分布在最低和最高浓度点之间。

6.2.6.3在进行每个浓度点的读数前，应稳定5min～20min再进行读数。

6.2.6.4每个浓度点至少进行6次重复读数，每次读数之间间隔0.5min～2min，各台臭氧传递标准

应同时读数。

6.2.7各浓度点示值的稳定性评价

在同一次循环的比对中，至少选择6个浓度点，每个浓度点重复读数n次（n≥6）。第i个浓度点

的平均浓度Ci按公式（1）进行计算。

通过该浓度点标准偏差SDi对其示值的稳定性进行评价，该浓度点标准偏差SDi按公式（2）进行

计算，当SDi≤2nmol/mol时，稳定性合格，Ci为该浓度点的有效浓度；当SDi＞2nmol/mol时，应对

仪器性能进行检修后重新进行校准。

n

cig

g1……………………（1）

cin

n2

ccigi

g1…………（2）

SDin

式中：

Ci——第i个浓度点的平均浓度值；

Cig——第i个浓度点的第g次重复读数值；

7

DB43/T1888—2020

n——每个浓度点重复读数n次，n≥6；

SDi——第i个浓度点的标准偏差。

6.2.8建立臭氧三级传递标准示值与一级标准量值的线性关系

6.2.8.1该次循环的全部浓度点示值读取完毕后，臭氧二级传递标准与臭氧三级传递标准在各浓度点

示值均应符合6.2.7的相关规定，通过最小二乘法建立该次循环臭氧三级传递标准示值与一级标准量值

的线性关系。

6.2.8.2根据臭氧二级传递标准示值与一级标准量值的线性关系，将臭氧二级传递标准在各浓度点的

平均浓度回溯至一级标准在该浓度点的量值。

6.2.8.3根据一级标准在各浓度点的量值和臭氧三级传递标准在各浓度点的平均浓度，建立校准曲线，

得到相关系数r。校准曲线的表达式见公式（3）。

Y=a×X＋b……………………（3）

式中：

Y——臭氧一级标准的量值；

a——校准曲线斜率；

X——臭氧三级传递标准的示值；

b——校准曲线截距。

6.2.8.4在该次循环比对中，所获得校准曲线公式中的各项指标应符合以下要求：

a）r＞0.999；

b）0.97≤a≤1.03；

c）-3nmol/mol≤b≤3nmol/mol。

6.2.8.5臭氧监测二级校准报告模版见附录B。

6.2.9复校时间间隔

校准有效期为六个月。有效期内，如出现以下情况应重新开展臭氧监测二级校准：

a）仪器校准参数进行过调整；

b）仪器进行过影响量值的维修；

c）使用单位通过内部质控活动（如工作标准与质控标准之间的比对）后，确认量值出现了明

显偏差；

d）对于外出使用的传递标准，可增加校准频次，在一次外出校准结束后对其重新进行校准，或

采用上级标准或同级别质控标准对其进行比对。

6.3臭氧监测三级校准方法

6.3.1校准要求

臭氧四级传递标准应定期对其各输出浓度点进行校准，校准过程中，应记录零气流量、环境大气压

力、环境温度、紫外灯温度等参数。

6.3.2仪器预热

仪器预热方法应按照6.2.2规定的预热方法执行。

6.3.3管路连接与信号连接

臭氧监测三级校准管路与信号连接方式见图3。管线的材质应采用不与臭氧发生化学反应的惰性材

8

DB43/T1888—2020

料，如硅硼玻璃、聚四氟乙烯等。各接口处应连接紧密，不发生漏气、脱落现象。废气统一由排气管路

排出。推荐有条件的单位按照6.2.3.2规定的连接方式进行信号连接。

图3臭氧监测三级校准管路与信号连接图

6.3.4饱和仪器管路

饱和仪器管路方法按照6.2.4规定的方法执行。

6.3.5初次校准

6.3.5.1校准流程

6.3.5.1.1被校准的输出浓度点应根据实际工作需求进行选择。

6.3.5.1.2变更臭氧四级传递标准输出浓度后，应稳定5min～20min，待臭氧三级传递标准示值稳

定后再进行读数。每个浓度点至少进行6次重复读数，每次读数之间间隔0.5min～2min。

6.3.5.1.3臭氧发生浓度值（即回溯的一级标准量值）按公式（3）进行计算。

6.3.5.2臭氧发生浓度值的稳定性评价

各臭氧发生浓度值的稳定性评价方法按照6.2.7规定的方法执行。

6.3.5.3不同循环臭氧发生浓度重复性评价

校准流程应重复进行三次循环，每轮结束后应关机等待仪器冷却后再开机进行下一次循环校准。各

循环臭氧发生浓度值的稳定性应符合6.3.5.2中的相关规定。如不符合6.3.5.2中的相关规定，则按照

6.3.5.1规定的校准流程重新进行一次循环校准。

第i个浓度点m次的平均臭氧发生浓度值、第i个浓度点在j次的臭氧发生浓度偏差Eij、第i个浓

度点在j次的臭氧发生浓度相对偏差REij分别按公式（4）、公式（5）、公式（6）进行计算。不同循环

中，各浓度点的臭氧发生浓度偏差Eij与相对偏差REij应符合以下要求：

-2nmol/mol≤Eij≤2nmol/mol或-2％≤REij≤2％。

n

cij

j1……………………（4）

cim

9

DB43/T1888—2020

……………（5）

Eijcijci

Eij

100%………（6）

REij

ci

式中：

——第i个浓度点m次的平均臭氧发生浓度值；

ci

Cij——第i个浓度点在j次的臭氧发生浓度值；

m——校准循环次数，m≥3；

Eij——第i个浓度点在j次的臭氧发生浓度偏差；

REij——第i个浓度点在j次的臭氧发生浓度相对偏差。

6.3.5.4实际输出浓度的标定

各循环各浓度点臭氧发生浓度重复性应符合6.3.5.3中的相关规定，其平均臭氧发生浓度值标定为

臭氧四级传递标准的实际输出浓度。如不符合6.3.5.3中的相关规定，则对仪器性能进行检修后按照

6.3.5规定的方法重新进行初次校准。臭氧四级传递标准使用标定过的实际输出浓度对现场臭氧分析仪

开展质量控制工作。

6.3.6再校准

6.3.6.1臭氧发生浓度值的稳定性评价

在校准有效期内，应对各输出浓度点按照6.3.5规定的方法重新进行校准。再校准只进行一次循环，

各臭氧发生浓度值的稳定性评价方法按照6.3.5.2规定的方法执行。

6.3.6.2本次循环臭氧发生浓度重复性评价

本次循环臭氧发生浓度值的稳定性应符合6.3.6.1中的相关规定。如不符合6.3.6.1中的相关规定，

则按照6.3.5.1规定的校准流程重新进行一次循环校准。

本次循环校准中各浓度点臭氧发生浓度值相对于上一次初校准或再校准后各浓度点标定的实际输

出浓度的偏差与相对偏差分别按照公式（5）、公式（6）进行计算。臭氧发生浓度偏差Eij与相对偏差

REij应符合以下要求：

-2nmol/mol≤Eij≤2nmol/mol或-2％≤REij≤2％。

6.3.6.3实际输出浓度的标定

本次循环各浓度点臭氧发生浓度重复性应符合6.3.6.2中的相关规定，本次循环与上一次初校准或

再校准中最近两次循环的第i个浓度点平均臭氧发生浓度值按照公式（4）进行计算，并将其标定为此

次再校准在该浓度点的实际输出浓度。如不符合6.3.6.2中的相关规定，则对仪器性能进行检修后按照

6.3.5规定的方法重新进行初次校准。臭氧四级传递标准使用新标定过的实际输出浓度对现场臭氧分析

仪开展质量控制工作。

6.3.6.4臭氧监测三级校准报告

臭氧监测三级校准报告模版见附录C。

10

DB43/T1888—2020

6.3.7复校时间间隔

校准有效期为三个月。有效期内，如出现以下情况应重新开展臭氧监测三级校准：