提高空氣中二氧化硫監測準確性研究探討

楊丕香

摘 要：二氧化硫是空氣污染物之一，二氧化硫監測也是空氣監測的常規項目，其監測結果是空氣污染防治工作的重要參考。為了進一步提高二氧化硫監測結果的準確性，對二氧化硫監測過程中的鹽酸副玫瑰苯胺選擇、顯色溫度及標準曲線制作分別進行了探討和分析。

關鍵詞：污染物；二氧化硫；煤碳；甲醛

中圖分類號：X831 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.088

隨著人類生活水平的提高，煤碳的大量應用使空氣受二氧化硫的污染日益嚴重。空氣中的二氧化硫與水汽結合會形成酸雨，酸雨對人類生產生活和動植物的生長造成了極大的危害。二氧化硫作為空氣中主要的污染物之一，是空氣監測的必測項目，是大氣環境管理、大氣污染防治的科學依據，因此，二氧化硫監測結果的準確性顯得尤為重要。目前，空氣中二氧化硫測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受到采樣吸收液溫度、進氣口位置、吸收管的清

潔程度、顯色溫度、顯色時間、鹽酸副玫瑰苯胺純度及用量、標準曲線質量等因素的影響，以下從二氧化硫測定原理及監測過程進行再梳理，對分光光度分析過程中的影響因素進行了進一步探討。

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，用分光光度計在波長577 nm處測量吸光度。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定時間與反應溶液的溫度有密切關聯。

2 實驗儀器和試劑

2.1 儀器

儀器包括TH-110F空氣采樣器、T6新世紀紫外可見分光光度計、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、有證二氧化硫標準物質（100 mg/L）。

3 監測過程

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）、二氧化硫標準溶液（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 制作標準曲線

制作標準曲線分為以下3步：①取2組7支10 mL比色管，分別對應編號，第一組比色管內分別加入0.00 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL、5.00 mL、8.00 mL、10.00 mL二氧化硫標準溶液（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應比色管中，放入恒溫水浴中顯色，顯色時間達到方法標準要求時，在穩定間內，在波長577 nm處，用10 mm玻璃比色皿，以水為參比測定吸光度值，制作標準曲線，計算回歸方程。

3.5 樣品測定

樣品放置20 min，使臭氧分解，然后轉移至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，以下按照標準曲線制作方法測定樣品的吸光度，用回歸方程計算出樣品的濃度。

4 影響二氧化硫測定結果準確性的主要因素

4.1 鹽酸副玫瑰苯胺（簡稱PRA）的選擇

根據HJ 482—2009方法標準附件要求，鹽酸副玫瑰苯胺使用副玫瑰苯胺固體試劑，溶于物質的量濃度為1 mol/L的鹽酸溶液，再用正丁醇進行提純，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，對比實驗結果如表1所示。

根據HJ 482—2009方法標準，在20 ℃條件下顯色20 min，二氧化硫空白的吸光度應為0.040.由表1可以得出，科學選擇鹽酸副玫瑰苯胺是提高二氧化硫監測結果準確性的首要和關鍵一步。

4.2 顯色溫度

HJ 482—2009方法標準指出，顯色溫度越低，顯色過程越緩慢；顯色溫度越高，則顯色速度相對較快。根據方法標準要求，選擇20 ℃和25 ℃為顯色溫度，顯色時間為15 min，標準系列比對實驗數據如表2所示。

4.3 標準曲線斜率

標準曲線參數是實驗操作質量的體現，曲線的斜率、截距和相關系數是監測結果準確的重要保證，以下是有證標準物質在相同條件下，驗證了4條由不同操作人員制作的標準曲線比對實驗結果。

根據HJ 482—2009方法標準要求，標準曲線斜率應為0.042±0.004，由實驗數據3得出，相同環境條件下標準曲線斜率越接近0.042，監測結果準確性相對較高。

5 結束語

甲醛吸收法測定二氧化硫對監測條件和操作熟練程度的要求較高 ，每個條件參數和操作步驟都有可能影響監測結果。因此，在甲醛吸收法測定空氣中二氧化硫的監測分析過程中，必須認真把握采樣及實驗分析過程的每一步驟，嚴格控制采樣及實驗室條件參數。因此，本文從鹽酸副玫瑰苯胺的選擇、顯色溫度、標準曲線斜率三個影響二氧化硫監測結果準確性的重要因素入手，進行了一系列比對試驗，總結出了相應的實驗方法和措施，爭取制作出符合要求的標準曲線，保證樣品監測結果的準確性，為進一步規范監測人員的操作，提高監測水平和監測效率提供了有力的技術保障。

參考文獻

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

[2]陳國強.提高空氣中二氧化硫監測準確性研究[J].山東化工，2014（01）.

〔編輯：張思楠〕