大气中的SO2的监测方法研究现状

大气中的SO2的监测方法研究现状
摘要
二氧化硫是大气中常见污染物，对结膜和上呼吸道黏膜具有强烈辛辣刺激作用，可致支气管炎、肺炎，严重者可致肺水肿和呼吸麻痹，是气象、环境部门常规监测的项目之一，也是石油石化企业重要的职业病危害因素监测项目。

由于二氧化硫测定方法的限制，给职业卫生检测评价工作带来了极大的困难，致使工作
排放总量控制的同时，场所职业病危害因素监测的覆盖率较低。

我国在实施SO
2
SO
排放总量监测技术也得到了发展。

2
关键词：二氧化硫监测技术发展趋势
1现有标准方法简介
目前，我国现有主要的几种大气中SO
2
的监测方法，包括甲醛吸收－盐酸副玫瑰苯胺分光光度法，碘量法，紫外荧光法，火焰光度法等。

1.1国内的标准方法
二氧化硫测定国标方法采用的是与盐酸副玫瑰苯胺显色法，即甲醛缓冲液-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法。

二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟基甲磺酸加成化合物。

在样品溶液中加入氢氧化钠使加成化合物分解，释放出的二氧化硫与盐酸副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成紫红色化合物，根据颜色深浅，用分光光度计在577nm处进行测定。

本方法的主要干扰物为氮氧化物、臭氧及某些重金属元素。

加入氨磺酸钠可消除氮氧化物的干扰；采样后放置一段时间可使臭氧自行分解；加入磷酸及环己二胺四乙酸二钠盐可以消除或减少某些金属离子的干扰。

在10mL样品中存在
50µg钙、镁、铁、镍、锰、铜等离子及5µg二价锰离子时不干扰测定。

本方法适宜测定浓度范围为0.003～1.07mg/m3。

最低检出限为0.2µg/10mL。

当用10mL吸收液采气样10L时，最低检出浓度为0.02mg/m3；当用50mL吸收液，24h采气样300L取出10mL样品测定时，最低检出浓度为0.003mg/m3。

该方法使用有三个弊端：（1）现场采集SO
2需要携带大量SO
2
吸收液和多孔
玻板吸收管，不方便进行样品的采集和运输；（2）显色过程对温度、时间要求较
严格，对于数量较多的样品，难以达到质量要求。

（3）用分光光度法测量SO
2
，具有灵敏性高，可靠性强等优点，但其测量浓度与分离二氧化硫的酸度、显色温度、显色时间及显色剂的用量有关，因而重复性不好，操作复杂，并且试剂用量大，维护成本高。

1.1.1碘量法
碘量法是我国环境监测部门测定固定污染源排放SO
2
的经典方法，它以氨基
磺酸铰和硫酸铰的混合液吸收烟气中的SO
2
，用碘标准溶液滴定，按滴定量计算
SO
2
浓度。

反应方程式如下：
SO
2＋H
2
O→H
2
SO
3
H 2SO
3
＋I
2
＋H
2
O→H
2
SO
4
+2KI
I 2+2Na
2
S
2
O
3
→2NaI+Na
2
S
4
O
6
碘量法是二氧化硫分析中常用的一种方法。

其测定SO
2
范围宽、成本低、设
备简单、操作方便，易于掌握和推广等优点，满足污染源监测要求，很受环保部门监测人员的欢迎。

但在实际监测过程中，布点、采样、样品保存等方面对监测结果的准确性有较大影响。

1.1.2紫外荧光法
紫外荧光法监测二氧化硫已经广泛应用于大气环境监测，它是基于SO
2
接受紫外线能量而产生荧光，由测定荧光技术的基础上进行的。

紫外灯发出紫外线，
通过214nm滤光片可以激化 SO
2
分子产生荧光反应，激发的荧光通过与紫外光成90°方向的230nm的滤光片后，通过光电倍增管进行测量并转化为电信号。

仪器的软件部分进行补偿和比较后显示出二氧化硫浓度值它可以通过第二个紫外线滤光片进行测量。

相比于分光光度法等其他方法，紫外荧光法测量用单色光激发
二氧化硫并产生荧光，通过测量SO
2
荧光的数量来计算二氧化硫浓度。

其灵敏度更高，无需用试剂，维护成本低，数据准确率高，而且它采集大气作为样气，中间不再添加其他试剂，数据真实性高，且能够实时监测、连续测量，因此紫外荧光法具有广泛的应用前景。

1.2国外的标准方法
1.2.1ISO推荐的标准方法
四氯汞钾溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法
空气中的SO2被四氯汞钾溶液吸收后，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，该络合物再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用，生成紫红色络合物，在575nm处测量吸光度。

1.2.2美国的标准方法
火焰光度法，它基于测量富氢火焰中硫的发射光谱，利用一个最大透射波长为394nm的窄带滤光片，以选择性地获得硫的组分。

其工作流程如下：抽气泵将气样抽入火焰光度检测器的富氢火焰中，则二氧化硫还原为硫原子，并在适宜温度下被激发，激发的硫原子瞬间越至基态，发射出300~394nm的特征窄带紫外光，经干涉滤光片选择394nm峰值光，用光电倍增管将光信号变成电信号，送入电子放大系统放大，再转变成电压信号送至记录仪。

由于发光强度与激发态硫原子浓
度成正比，而在一定条件下，被激发的硫原子浓度与气样中硫化物浓度的平方成正比，故通过测量电信号的大小可得知气样中硫化物的浓度。

但该方法需要大量的氢气，需要增强安全措施，而且氢火焰会产生强的背景信号。

2标准方法改进现状
2.1步骤的改进
（1）显色剂副品红配制的改进
副品红溶液的浓度、酸度、配制方法以及使用量,是决定本方法灵敏度、空白值高低和检出限的关键。

采用标准方法(试用)所规定的步骤进行提纯或不提纯,各种牌号的副品红所得的实验结果差异颇大。

通过改进配制方法,各种牌号的副品红试在使用中所测得的试剂空白值,标准曲线的斜率和检出限,基本上没有差异。

（2）显色温度和显色时间的控制
显色温度的控制十分重要,与室温相差不宜过大。

实验证明,温差在4OC以上时,对比色结果有明显影响。

因此,根据不同季节、不同条件,选择不同的显色温度,保持显色温度与冷温之间的一致或尽可能小的温差,是分析质带控制的重要环节。

显色时间是与显色温度密切相关的。

一般地说,显色温度愈高,显色时间就愈知,且成色的稳定时间也短。

反之,则长。

2.2设备的改进
吸收器的改进：吸收器既要符合安放仪器中的密封要求,以利于恒温采样,又要适应采样流量小、吸收效率高的特点,制作了高l50毫米、可容40毫升溶液的锥形多孔坂板吸收器。

当采样吸收液为25毫升、流量为0.2升/分时,经反复试验证明,其吸收效率为99%。

3可发展分析方法
光纤传感法：传统的测量方法需要吸收液吸收SO2后再借助大型仪器分析或采用昂贵而复杂的在线监测系统,难以大规模应用,迫切需要廉价、快速、小型化、能传感技术。

光纤传感器具有灵敏度高、体积小、重量轻、结构够在线监测的SO
2
简单、抗强电磁干扰、防爆、光路可挠曲、便于与计算机连接等一系列优点。

该方法以光化学氧化的n型多孔硅作为传感材料和蓝光发光二激管作为激发光源,
通过微型光纤光谱仪测量二氧化硫气氛中多孔硅的光致发光猝灭程度,从而获取
二氧化硫含量信息。

因此，可形成一种便携、全固态的二氧化硫光纤传感器。

从而更快更准的监测SO
2。

4发展趋势分析
随着人们对SO
2
监测技术要求的不断提高，我们需要不断完善和改进现有的监测
技术。

为了提高监测效果，SO
2
监测仪器应由化学方法向自动监测技术方向发展。

加大SO
2
监测仪器的研究投入，开发出自己高技术含量的仪器。

国家应大力提倡
发展小型、轻便、适用的SO
2测定仪，以适应固定源SO
2
监测的需要。

同时，国
家应尽快制定SO
2监测仪器的技术标准，以规范SO
2
监测仪器市场，各厂家生产
监测仪器经环保或计量检定部门按技术标准检定合格后方能推向市场。

将来随着
国家对SO
2监测方法的标准化，SO
2
总量控制监测技术将得到进一步的发展和提高。

SO
2
监测技术的日臻完善，将大大提高环境保护工作的开展，对环境的改善具有重要的意义。

参考文献
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2
连续与瞬时采样监测的对比实验分析［Ｊ］．辽宁城乡环境科技
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