CO對定電位電解法測定煙氣中SO2干擾的定量關(guān)系探討

摘要：CO一直是定電位電解法測定固定污染源排氣中SO2的一個很大的干擾因素，在2017年11月28日發(fā)布的《固定污染源廢氣 二氧化硫的測定 定電位電解法》（HJ57-2017）中更是明確規(guī)定SO2測定儀初次使用前應(yīng)開展CO干擾試驗，但CO對SO2的測定過程的干擾程度仍未明確指出。本文采用定電位電解法與抗一氧化碳干擾的自動滴定-碘量法[1]進(jìn)行比對的方式，測定多種濃度的SO2標(biāo)氣、CO標(biāo)氣及上述兩種氣體的混合標(biāo)氣，從定量方向探討CO對定電位電解法測定固定污染源中SO2的干擾。

關(guān)鍵詞：二氧化硫；一氧化碳；干擾；定量

中圖分類號：X13 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）06-0113-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.065

Abstract： Carbon monoxide has always been a great interference factor for the determination of sulfur dioxide in the exhaust of fixed pollution sources by the constant potential electrolysis. In November 28， 2017， the determination of sulfur dioxide in fixed pollution source （HJ57-2017） was more clearly defined before the first use of the sulfur dioxide analyzer. Carbon monoxide interference test has been carried out， but the interference degree of carbon monoxide on the determination process of sulfur dioxide has not been clearly pointed out. At the same time， we use the method of constant potential electrolysis and auto titration - iodimetric method， [1]， to determine a variety of concentration of sulfur dioxide standard gas， carbon monoxide standard gas and the mixed standard gas of the above two gases. From the quantitative direction， we discuss two of carbon monoxide in fixed potential electrolysis method for determination of fixed pollution sources. The interference of sulfur oxide.

Key words： Sulfur dioxide； Carbon monoxide； Interference； Quantification

1 實驗部分

1.1 實驗原理

1.1.1 自動滴定-碘量法[2]

檢出限：100～6000mg/m?。使煙氣中SO2按下列反應(yīng)時被碘滴定：

I2+ SO2+2H2O→2HI+H2SO4

溶液開始為藍(lán)色，當(dāng)?shù)馔耆臅r，溶液變?yōu)闊o色，反應(yīng)結(jié)束。用煙氣采樣器及其自帶計時功能記錄采集煙氣體積。由于在采樣期間生成的亞硫酸根一直滴定碘，由碘標(biāo)準(zhǔn)液體積、摩爾濃度和采樣體積即可計算出SO2濃度。

1.1.2 定電位電解法[3]

煙氣進(jìn)入電化學(xué)傳感器，SO2通過滲透膜擴(kuò)散到敏感電極表面發(fā)生氧化反應(yīng)：SO2+2H2O→SO42-+4H++2e，并由此產(chǎn)生擴(kuò)散電流。在規(guī)定條件下，電子轉(zhuǎn)移數(shù)（Z）、法拉第常數(shù)（F）、氣體擴(kuò)散面積（S）、擴(kuò)散系數(shù)（D）和擴(kuò)散層厚度（δ）均為常數(shù)，極限擴(kuò)散電流（i）大小與SO2濃度成正比，由此可得SO2濃度（c）：c=i·δ/（Z·F·S·D）。

1.2 儀器與試劑

TH-880F型微電腦煙塵煙氣分析儀；KANE9008型煙氣預(yù)處理器；TH-600B型智能煙氣分析儀；

定電位電解法：多種濃度SO2、CO單獨(dú)標(biāo)準(zhǔn)氣體及混合氣體；

自動滴定-碘量法吸收液：0.01mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液，其余與碘量法實際相同。

1.3 準(zhǔn)確度與精密度

分別用定電位電解法及自動滴定-碘量法5次重復(fù)測定120～1996mg/m?SO2標(biāo)準(zhǔn)氣體，測定結(jié)果見表1。

由上表可見，定電位電解法相對誤差是0.83%～3.36%，自動滴定-碘量法相對誤差為0.83%～1.65%，兩種方法的相對誤差均小于5%，可見兩種方法準(zhǔn)確度均較好，且相差不大，但自動滴定-碘量法準(zhǔn)確度更高。定電位電解法相對標(biāo)準(zhǔn)偏差0.09%～2.54%，自動滴定-碘量法相對標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.17%～1.92%，可見兩種方法精確度均較好，且并無太大差別。所以，兩種方法在準(zhǔn)確度與精密度方面非常接近，適合用于進(jìn)行比對測試。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 單一CO對SO2定電位電解法傳感器的示值影響影響

用TH-880F型微電腦煙塵煙氣分析儀分別多次測定4種不同濃度的單一CO標(biāo)準(zhǔn)氣體，記錄SO2示值（下稱由CO干擾引起的SO2示值為CO干擾值）并計算平均值，結(jié)果如下表：

由測試數(shù)據(jù)分析得，單一CO標(biāo)準(zhǔn)氣體對SO2示值存在正干擾，干擾示值隨CO氣體濃度增大而增大，CO對SO2示值干擾值為CO濃度的3.6%左右。

2.2 CO與SO2共同存在時對SO2示值的影響情況

2.2.1 相同濃度CO與不同濃度SO2共存時對示值的影響情況

用TH-880F型微電腦煙塵煙氣分析儀多次測定CO氣體濃度為定值1464mg/m?而SO2濃度為4種不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)氣體，記錄結(jié)果并計算平均值，測定結(jié)果見表3。

由測定結(jié)果分析：

1.當(dāng)CO氣體濃度為1464mg/m?時，各個混合標(biāo)氣的CO干擾值為51～54mg/m?，可以認(rèn)為當(dāng)CO氣體濃度為定值時，CO干擾值也為定值；

2.CO干擾值與CO氣體濃度比為3.6%左右，此值不隨SO2濃度變化；

3.測定相對誤差隨SO2濃度增大而減小，至SO2濃度比CO大時，CO引起的示值誤差小于5%，符合標(biāo)準(zhǔn)方法要求，即CO對SO2示值影響程度隨SO2濃度增大而減小，SO2濃度比CO大到一定程度時，CO就不是干擾SO2測定的主要因素。

2.2.2 不同濃度CO與相同濃度SO2共存時對示值影響情況

用TH-880F型微電腦煙塵煙氣分析儀多次測定SO2濃度為定值299mg/m?而CO濃度為四種不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)氣體，記錄結(jié)果并計算平均值，測定結(jié)果見表4。

由測定結(jié)果分析：

1.當(dāng)SO2為定值時，CO干擾值與測定相對誤差隨CO濃度增大而增大，即CO對SO2示值干擾程度隨CO濃度增大而增大，且當(dāng)CO濃度比SO2大時，示值誤差大于5%，已經(jīng)超出標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定，此時應(yīng)對CO的干擾進(jìn)行排除；

2.CO干擾值與CO濃度比在3.6%左右，此值不隨CO濃度變化。

2.3 方法間實際監(jiān)測比對數(shù)據(jù)情況

選擇一條在以往監(jiān)測發(fā)現(xiàn)的含CO較高的煙道，該煙道中煙氣不含其他干擾氣體。先將煙氣通過抽氣泵抽到KANE9008型煙氣預(yù)處理器，過程中會先將煙氣加熱至120℃，再冷凝至10℃以下，此過程解決了溫、濕度及負(fù)壓對測定的干擾[4]，最后再把煙氣平穩(wěn)地同時分別通入TH-880F型微電腦煙塵煙氣分析儀和TH-600B型智能煙氣分析儀測定其中SO2濃度，并同步監(jiān)測CO濃度，結(jié)果詳見表5。

由測定結(jié)果分析：

1.在實際煙氣監(jiān)測中，若CO較高，定電位電解法測定SO2會導(dǎo)致監(jiān)測結(jié)果嚴(yán)重失真；

2.CO氣體對SO2干擾值始終穩(wěn)定在CO濃度的3.6%左右。

3 結(jié)論

經(jīng)過對標(biāo)準(zhǔn)氣體的室內(nèi)實驗和對實際污染源煙氣的測定得到以下結(jié)論：

1.CO對定電位電解法SO2示值存在正干擾，干擾值約為CO濃度的3.6%。

2.定電位電解法測定SO2的儀器須通過抗CO干擾試驗，且應(yīng)配備CO傳感器，在實際監(jiān)測中同步測定CO濃度，密切留意CO數(shù)據(jù)變化。

3.若實際煙氣中CO濃度遠(yuǎn)大于SO2濃度，且定電位電解法儀器不具備抗CO干擾能力，則應(yīng)選用其他抗CO干擾的分析方法，若CO濃度遠(yuǎn)小于SO2，則可忽略其干擾。

參考文獻(xiàn)

[1]陳建軍. 定電位電解法與碘量法測定化工污染源廢氣中二氧化硫濃度的比較與分析研究[J]. 環(huán)境科學(xué)與管理， 2013， 38（11）： 127-129.

[2]空氣與廢氣監(jiān)測分析方法（第四版增補(bǔ)版）[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2008.

[3]HJ 57-2017， 固定污染源廢氣 二氧化硫的測定 定電位電解法[S]，2017.

[4] GB/T16157-1996， 固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法[S]，1996.

收稿日期：2018-04-23

作者簡介：溫中力（1987-），本科，肇慶市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站（肇慶市環(huán)境科學(xué)研究所）環(huán)境保護(hù)工程師，研究方向為環(huán)境保護(hù)。