淺談如何提高空氣中二氧化硫監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性

胡勇 張靜 李德春

摘 要：目的：探索離子色譜法測(cè)定空氣中二氧化硫的測(cè)定方法。方法：建立離子色譜法測(cè)定空氣中二氧化硫的測(cè)定方法。結(jié)果：在一定的離子色譜條件下，SO42- 在1～50μg/ml范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r0.9994，檢出限0.01μg/ml，回收率95.2～106.8%。結(jié)論：離子色譜法實(shí)驗(yàn)條件容易控制，方法靈敏，精密度高，能滿足空氣中二氧化硫的測(cè)定。

關(guān)鍵詞：離子色譜法；二氧化硫；空氣

二氧化硫（SO2）是大氣污染物的重要組成，可導(dǎo)致酸雨，給生態(tài)系統(tǒng)以及農(nóng)業(yè)、森林、水產(chǎn)資源等帶來(lái)嚴(yán)重危害，同時(shí)也是室內(nèi)空氣污染的主要成分，特別是在我國(guó)農(nóng)村燃煤地區(qū)SO2污染尤為嚴(yán)重。大氣中的SO2主要是人類活動(dòng)產(chǎn)生，大部分來(lái)自煤和石油的燃燒以及石油煉制等。SO2會(huì)刺激人們的呼吸道，減弱呼吸功能，并導(dǎo)致呼吸道抵抗力下降，誘發(fā)呼吸道的各種炎癥，危害人體健康。2002年我國(guó)《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T18883-2002）已將SO2列入室內(nèi)空氣監(jiān)測(cè)指標(biāo)。

目前，空氣中SO2的測(cè)定主要采用甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法和四氯汞鹽-副玫瑰苯胺分光光度法，這些方法都是以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)，利用待測(cè)物與顯色劑的特異反應(yīng)，以分光光度法進(jìn)行比色定量，但這些方法操作步驟較為復(fù)雜，用時(shí)長(zhǎng)，有些吸收液還有劇毒，會(huì)對(duì)操作人員的健康及周?chē)h(huán)境造成影響。本文以三乙醇胺和過(guò)氧化氫為吸收液采集空氣中的SO2，使SO2在吸收液中轉(zhuǎn)化為SO32-，SO32-被過(guò)氧化氫氧化為SO42-，然后采用離子色譜技術(shù)進(jìn)行定性定量分析。

一、資料與方法

（一）儀器與試劑

1.儀器 MIC型離子色譜儀附帶柱溫箱，Metrohm838型自動(dòng)進(jìn)樣器，IcNet2.3色譜工作站，Metrosep A Supp 4分離柱，Metrosep A Supp 1保護(hù)柱，MSM抑制柱，抑制型電導(dǎo)檢測(cè)器（以上均購(gòu)自瑞士萬(wàn)通公司），0.45μm微孔濾膜。

2.試劑：Na2CO3、NaHCO3、K2SO4、H2SO4均為優(yōu)級(jí)純；三乙醇胺、過(guò)氧化氫（30%）為分析純；配制溶液的用水均為電導(dǎo)率為>18.2 MΩ的超純凈水。

3.吸收溶液：取超純凈水250mL，加入三乙醇胺7.5mL，混勻，再加入過(guò)氧化氫50mL，用超純凈水稀釋至500mL，此溶液臨用前配制。

4.標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取1.8141 g優(yōu)級(jí)純K2SO4，溶于去離子水中，轉(zhuǎn)入1000 ml容量瓶中，用去離子水定容，搖勻，即得SO42-標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，濃度為1000μg/mL。

5. SO2標(biāo)準(zhǔn)氣 500mg/m3。

（二）色譜條件

淋洗液：l.8mmol/L Na2CO3+l.7mmol/L NaHCO3，流速：1.2mL/min，進(jìn)樣體積：50μl，柱溫：40℃，再生液：20mmol/L H2SO4，再生液流速：3～5ml/ min。

（三）樣品采集

用多孔玻板吸收管，內(nèi)裝10.0mL吸收液，以0.5L/ min流量采氣，采樣時(shí)間根據(jù)空氣中SO2濃度而定。采樣后，封閉吸收管的進(jìn)出氣口，在清潔的容器中避光運(yùn)輸和保存。

（四）標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

取SO42-標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋成適當(dāng)工作濃度，配成1.0μg/mL、2.5μg/mL、5.0μg/mL、10.0μg/mL、20.0μg/mL、40.0μg/mL系列，于離子色譜儀上測(cè)定。

（五）測(cè)定

采樣后，用吸收管中的吸收液洗滌吸收管進(jìn)氣管內(nèi)壁3次，吸收液經(jīng)0.45μm微孔濾膜在線過(guò)濾，經(jīng)儀器自動(dòng)進(jìn)樣器直接注入離子色譜儀，分析相應(yīng)離子。

（六）結(jié)果計(jì)算

SO2，C（SO2，mg/m3）=〔C（SO4 2-）×V1×64/ 96〕V

式中 C（SO42-）-從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得SO42-的濃度μg/ml；V1-吸收液的體積，ml；V-標(biāo)準(zhǔn)采樣體積，L。

二、結(jié)果和討論

（一）方法原理及選擇性

將空氣中的SO2吸收在三乙醇胺和過(guò)氧化氫中，其化學(xué)反應(yīng)為SO2+H2O→H2SO3，H2SO3被過(guò)氧化氫氧化，H2SO3+H2O2→H2SO4+H2O，SO42-用離子色譜法測(cè)定，保留時(shí)間定性，峰面積或峰高定量，通過(guò)測(cè)定吸收液中SO42-濃度計(jì)算空氣中SO2的含量。

離子色譜法的分離機(jī)理主要是離子交換，不同的陰離子根據(jù)其在陰離子柱上的親合力差異而得到分離，常見(jiàn)的陰離子如：F-、Cl-、NO3-等，在本實(shí)驗(yàn)選定的條件下分離較好，對(duì)目標(biāo)峰無(wú)干擾，常見(jiàn)陰離子分離效果。

（二）淋洗液的濃度與流速

經(jīng)測(cè)定表明，選用1.0～1.3mL/min較適宜。

因此，選擇 1.8mmol/L Na2CO3/1.7mmol/L NaHCO3，流速1.2mL/min進(jìn)行測(cè)定分析。

（三）采樣效率

在靜態(tài)配氣柜中配制SO2標(biāo)準(zhǔn)氣，將兩只裝有10.0ml吸收液的多孔玻板吸收管串聯(lián)，以0.5ml/min流量采集靜態(tài)配氣柜中的空氣。計(jì)算第一管中SO2的含量占兩管總量的百分率。表1為空氣中SO2的采樣效率。

從表1可知，本法對(duì)SO2的采樣效率大于97%，符合方法學(xué)上對(duì)空氣采樣效率的要求。

（四）標(biāo)準(zhǔn)曲線線性和檢出限

在上述離子色譜條件下，SO42-在1～50μg/ml范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r 0.9994，檢出限為0.01μg/ml。

（五）方法的準(zhǔn)確度、精密度及回收率

1.準(zhǔn)確度。分別用國(guó)標(biāo)法和本法測(cè)定靜態(tài)配氣柜中配制的SO2標(biāo)準(zhǔn)氣，獲得的結(jié)果進(jìn)行t檢驗(yàn)，結(jié)果兩法測(cè)定的結(jié)果無(wú)顯著性差異（t=2.4469 P>0.05）。

2.精密度。在靜態(tài)配氣柜中配置不同濃度的SO2，以0.5 ml/min流量采集靜態(tài)配氣柜中的空氣，用離子色譜法分別進(jìn)行多次分析，見(jiàn)表2。

3.回收率。采用在樣品中加標(biāo)方法測(cè)定回收率，加標(biāo)濃度分別為1.0mg/L、5.0 mg/L、25.0mg/L，按本法測(cè)定，結(jié)果回收率在95.2～106.8%，表明本法準(zhǔn)確度較好。

三、結(jié)語(yǔ)

本文建立了以溶液吸收-離子色譜法測(cè)定空氣中SO2的方法。該法操作簡(jiǎn)便，采樣效率高，方法靈敏，精密度高，無(wú)干擾離子影響，與國(guó)標(biāo)法的測(cè)定結(jié)果一致，完全能滿足空氣中二氧化硫的測(cè)定，是一種值得推廣的實(shí)驗(yàn)方法。

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作者簡(jiǎn)介：胡勇，江西新余鋼鐵集團(tuán)。