提高空氣中二氧化硫監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性研究探討

楊丕香

摘 要：二氧化硫是空氣污染物之一，二氧化硫監(jiān)測(cè)也是空氣監(jiān)測(cè)的常規(guī)項(xiàng)目，其監(jiān)測(cè)結(jié)果是空氣污染防治工作的重要參考。為了進(jìn)一步提高二氧化硫監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，對(duì)二氧化硫監(jiān)測(cè)過程中的鹽酸副玫瑰苯胺選擇、顯色溫度及標(biāo)準(zhǔn)曲線制作分別進(jìn)行了探討和分析。

關(guān)鍵詞：污染物；二氧化硫；煤碳；甲醛

中圖分類號(hào)：X831 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.088

隨著人類生活水平的提高，煤碳的大量應(yīng)用使空氣受二氧化硫的污染日益嚴(yán)重?？諝庵械亩趸蚺c水汽結(jié)合會(huì)形成酸雨，酸雨對(duì)人類生產(chǎn)生活和動(dòng)植物的生長(zhǎng)造成了極大的危害。二氧化硫作為空氣中主要的污染物之一，是空氣監(jiān)測(cè)的必測(cè)項(xiàng)目，是大氣環(huán)境管理、大氣污染防治的科學(xué)依據(jù)，因此，二氧化硫監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性顯得尤為重要。目前，空氣中二氧化硫測(cè)定的常用方法是甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法。該方法在操作過程中會(huì)受到采樣吸收液溫度、進(jìn)氣口位置、吸收管的清

潔程度、顯色溫度、顯色時(shí)間、鹽酸副玫瑰苯胺純度及用量、標(biāo)準(zhǔn)曲線質(zhì)量等因素的影響，以下從二氧化硫測(cè)定原理及監(jiān)測(cè)過程進(jìn)行再梳理，對(duì)分光光度分析過程中的影響因素進(jìn)行了進(jìn)一步探討。

1 基本原理

二氧化硫被甲醛緩沖溶液吸收后，生成穩(wěn)定的羥甲基磺酸加成化合物，在樣品溶液中加入氫氧化鈉使加成化合物分解，釋放出的二氧化硫與副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成紫紅色化合物，用分光光度計(jì)在波長(zhǎng)577 nm處測(cè)量吸光度。生成紫紅色化合物的過程即為顯色過程，且顯色速度和紫紅色化合物的穩(wěn)定時(shí)間與反應(yīng)溶液的溫度有密切關(guān)聯(lián)。

2 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑

2.1 儀器

儀器包括TH-110F空氣采樣器、T6新世紀(jì)紫外可見分光光度計(jì)、恒溫水浴器、多孔玻板吸收管（25 mL、50 mL）、具塞比色管（10 mL）。

2.2 試劑

反式-1，2-環(huán)已二胺四乙酸、氫氧化鈉、甲醛溶液、氨磺酸、濃鹽酸、副玫瑰苯胺（科密歐）、正丁醇、市售鹽酸副玫瑰苯胺貯備溶液、有證二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（100 mg/L）。

3 監(jiān)測(cè)過程

3.1 溶液的配制

按HJ482—2009中的方法配制氫氧化鈉溶液（1.5 mol/L）、甲醛緩沖吸收溶液、氨磺酸鈉溶液（6.0 g/L）、二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.00 mg/L）、鹽酸副玫瑰苯胺溶液（0.5 g/L）。

3.2 樣品采集及保存

在10 mL多孔玻板吸收管內(nèi)裝入10 mL的甲醛吸收液，以0.5 L/min的流量采氣60 min，采樣后的吸收管用乳膠管兩端密封，低溫保存。

3.3 24 h采樣

在50 mL多孔玻板吸收管內(nèi)裝入50 mL的甲醛吸收液，以0.2 L/min的流量采氣24 h，采樣后的吸收管用乳膠管兩端密封，低溫保存。

3.4 制作標(biāo)準(zhǔn)曲線

制作標(biāo)準(zhǔn)曲線分為以下3步：①取2組7支10 mL比色管，分別對(duì)應(yīng)編號(hào)，第一組比色管內(nèi)分別加入0.00 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL、5.00 mL、8.00 mL、10.00 mL二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.00 mg/L），再加入0.5 mL氨磺酸鈉溶液和0.5 mL氫氧化鈉溶液，混勻；②第二組比色管分別準(zhǔn)確加入1.00 mL鹽酸副玫瑰苯胺溶液（0.5 g/L）；③把第一組溶液完全倒入第二組對(duì)應(yīng)比色管中，放入恒溫水浴中顯色，顯色時(shí)間達(dá)到方法標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，在穩(wěn)定間內(nèi)，在波長(zhǎng)577 nm處，用10 mm玻璃比色皿，以水為參比測(cè)定吸光度值，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算回歸方程。

3.5 樣品測(cè)定

樣品放置20 min，使臭氧分解，然后轉(zhuǎn)移至10 mL比色管中，用吸收液定容至刻度，加入0.5 mL氨磺酸鈉溶液，混合均勻，放置10 min，除去氮氧化物的干擾，以下按照標(biāo)準(zhǔn)曲線制作方法測(cè)定樣品的吸光度，用回歸方程計(jì)算出樣品的濃度。

4 影響二氧化硫測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性的主要因素

4.1 鹽酸副玫瑰苯胺（簡(jiǎn)稱PRA）的選擇

根據(jù)HJ 482—2009方法標(biāo)準(zhǔn)附件要求，鹽酸副玫瑰苯胺使用副玫瑰苯胺固體試劑，溶于物質(zhì)的量濃度為1 mol/L的鹽酸溶液，再用正丁醇進(jìn)行提純，但此方法不僅操作步驟繁雜，且提純的程度很難量化。相比而言，市售的鹽酸副玫瑰苯胺貯備溶液是較好的選擇，對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

根據(jù)HJ 482—2009方法標(biāo)準(zhǔn)，在20 ℃條件下顯色20 min，二氧化硫空白的吸光度應(yīng)為0.040.由表1可以得出，科學(xué)選擇鹽酸副玫瑰苯胺是提高二氧化硫監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的首要和關(guān)鍵一步。

4.2 顯色溫度

HJ 482—2009方法標(biāo)準(zhǔn)指出，顯色溫度越低，顯色過程越緩慢；顯色溫度越高，則顯色速度相對(duì)較快。根據(jù)方法標(biāo)準(zhǔn)要求，選擇20 ℃和25 ℃為顯色溫度，顯色時(shí)間為15 min，標(biāo)準(zhǔn)系列比對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

4.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率

標(biāo)準(zhǔn)曲線參數(shù)是實(shí)驗(yàn)操作質(zhì)量的體現(xiàn)，曲線的斜率、截距和相關(guān)系數(shù)是監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確的重要保證，以下是有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在相同條件下，驗(yàn)證了4條由不同操作人員制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

根據(jù)HJ 482—2009方法標(biāo)準(zhǔn)要求，標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率應(yīng)為0.042±0.004，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)3得出，相同環(huán)境條件下標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率越接近0.042，監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性相對(duì)較高。

5 結(jié)束語(yǔ)

甲醛吸收法測(cè)定二氧化硫?qū)ΡO(jiān)測(cè)條件和操作熟練程度的要求較高 ，每個(gè)條件參數(shù)和操作步驟都有可能影響監(jiān)測(cè)結(jié)果。因此，在甲醛吸收法測(cè)定空氣中二氧化硫的監(jiān)測(cè)分析過程中，必須認(rèn)真把握采樣及實(shí)驗(yàn)分析過程的每一步驟，嚴(yán)格控制采樣及實(shí)驗(yàn)室條件參數(shù)。因此，本文從鹽酸副玫瑰苯胺的選擇、顯色溫度、標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率三個(gè)影響二氧化硫監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的重要因素入手，進(jìn)行了一系列比對(duì)試驗(yàn)，總結(jié)出了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法和措施，爭(zhēng)取制作出符合要求的標(biāo)準(zhǔn)曲線，保證樣品監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，為進(jìn)一步規(guī)范監(jiān)測(cè)人員的操作，提高監(jiān)測(cè)水平和監(jiān)測(cè)效率提供了有力的技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)

[1]胡勇，張靜，李德春，等.淺談如何提高空氣中二氧化硫監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性[J].華夏地理，2015（08）.

[2]陳國(guó)強(qiáng).提高空氣中二氧化硫監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性研究[J].山東化工，2014（01）.

〔編輯：張思楠〕