空气中二氧化硫监测

空气中二氧化硫(SO2)监测

甲醛缓冲溶液吸收—盐酸副玫瑰苯胺分光光度法

一．监测目的

1、掌握大气采样器的使用方法。

2、用分光光度法测定SO2的方法。

3、通过对环境空气中二氧化硫的监测，判断空气质量是否符合标准，为空气质量状况评价提供标准。

4、根据校园SO2分布情况，追踪寻找污染源，并提出规划建议。

二．基础资料收集

改革开发以来，我国经济社会得到了全面发展，与此同时，由于污染物排放大量增加，大气环境面临着巨大的压力。而SO2作为环境空气污染的主要因子之一，每次都是环境空气质量监测中的必测项目。成都市位于四川省中部,四川盆地西缘,成都平原的腹心地。它东西长192km,南北宽166km,幅员总面积12,378km2。成都市是四川省省会,全省政治、经济、金融、科学文化和交通信息的支撑中心。本市属亚热带湿润季风气候。其特点:四季分明,冬无严寒,夏无酷暑;风速小、日照少、阴天多、湿度大;多年平均降水量900~1000mm,多年平均相对湿度82%,平均气压956hpa;常年主导风向为北北东风,平均风速在112m/s以下,多年静风频率46%。本市区范围内热岛效应明显,逆温频繁,城市区域大气气象条件对大气污染物的扩散存在明显的不利影响。成都主要污染物为二氧化硫，二氧化氮，可吸入颗粒物。实验室目前常用的测定环境空气中SO2主要方法为甲醛缓冲溶液吸-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法。自从 1990年此方法在全国推广应用以来，取代了我国监测领域只能用四氯汞钾法测定的历史。甲醛法与汞法相比具有试剂无剧毒、价廉易得、甲醛标准溶液和样品溶液稳定性好等优点。

三．监测内容

监测空气中的二氧化硫浓度。我们小组负责二氧化硫的监测。是利用甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法监测SO2。通过监测数据绘制标准曲线，并分析校区二氧化硫的含量及污染情况。最后汇总空气质量情况。

四．监测方案的制定

1.采样地点

根据布设采样点原则。要离污染源50m以外，同时附近要有适当的车辆通道。校园的污染源主要有锅炉房。考虑各方面的综合因素（仪器电源，污染源距离等）将不布点设在校门口的警务室附近10m远处。

2.采样频率及采样时间

根据天气预报的情况，确定采样时间。采样连续三天，每天采样三次，时间分别为8:30-9：30；10:30-11：30,13:30-14：30。每次采样1h

3.采样方法

采用内装10ml 吸收液的多孔玻板吸收管，以0.3L/min 的流量采气60min。 吸收液温度保持在23℃～29℃范围。样品采集过程中应避免阳光照射。

现场空白：将装有吸收液的采样管带到采样现场，除不采气之外，其他环境条件与样品相同。

4.测定原理

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。加入氨磺酸钠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。

5.干扰及消除

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50ugCa、Mg、Fe、Ni、Mn、Cu等离子及5ug二价锰离子时不干扰测定。

四．仪器及设备

仪器：空气采样器（流量范围0～1L/min），连续可调。采样器应定期在采样前进行气密性检查和流量校准。用于24h连续采样的空气采样器应具有恒温、恒流、计时、自动控制仪器开关的功能（流量范围0.2～0.3L/min）； 可见光分光光度计（波长为380nm～780nm）； 多孔玻板吸收管（10ml或50ml）；10ml的具塞比色管；恒温水浴锅等。

试剂：甲醛缓冲吸收液贮备液：吸取36%～38%的甲醛溶液5.5ml、0.050mol/L的CDTA-2Na溶液20ml、称取2.04g邻苯二甲酸氢钾，三者合并搅拌稀释定容后，即为贮备液；氢氧化钠溶液C（NaOH）=1.50mol/L；二氧化硫标准使用液：由二氧化硫标准贮备液用除甲醛缓冲吸收液逐级稀释而成；0.05%盐酸副玫瑰苯胺使用溶液：由盐酸副玫瑰标准贮备液用85%的浓磷酸30ml、浓盐酸12ml，用水稀释摇匀至规定浓度，放置过夜而成；0.60%氨磺酸钠溶液：称取0.60g氨磺酸于烧杯中，加入1.50mol/L氢氧化钠溶液4.0ml，搅拌后定容至100ml，摇匀备用 。

五．检测过程及数据

（1）领取仪器及药品，并配置好所需药品。

标定出硫代硫酸钠和二氧化硫储备液的浓度。 硫代硫酸钠浓度：标定方法：吸取三份 20.00ml 碘酸钾基准溶液分别置于 250ml 碘量瓶中，加 70ml 新煮沸但已冷却的水，加 1g 碘化钾，振摇至完全溶解后，加 10ml 盐酸溶液，立即盖好瓶塞，摇匀。于暗处放置 5min 后，用硫代硫酸钠标准溶液滴定溶液至浅黄色，加 2ml 淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好褪去为终点。硫代硫酸钠标准溶液的摩尔浓度按式计算：

C1=（0.1000×20.00）／V

C1——硫代硫酸钠标准溶液的摩尔浓度，mol/L；

V——滴定所耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml。

经计算得C1=0.0105mol/L。

标定亚硫酸钠溶液：标定方法：取3个250ml 碘量瓶（A1、B1、B2），分别加入50.0ml 碘溶液。 在A1 内加入25ml 水，在B1 、B2内加入25.00ml 亚硫酸钠溶液盖好瓶盖。立即吸取2.00ml 亚硫酸钠溶液加到一个已装有40ml～50ml 甲醛吸 收液的100ml 容量瓶中，并用甲醛吸收液稀释至标线、摇匀。此溶液即为二氧化硫标准贮备溶液。A1、B1、B2 三个瓶子于暗处放置5 min 后，用硫代硫酸钠溶液滴 定至浅黄色，加5ml 淀粉指示剂，继续滴定至蓝色刚刚消失。平行滴定所用硫代硫酸钠溶液的体积之差应不大于0.05ml。二氧化硫标准贮备溶液的质量浓度由公式计算：

ρ=（V0–V）×c2×32.02×103×2.00 ÷25.00 ÷ 100

ρ——二氧化硫标准贮备溶液的质量浓度，μg/mL；

V 0——空白滴定所用硫代硫酸钠溶液的体积，mL；

V ——样品滴定所用硫代硫酸钠溶液的体积，mL；

C2——硫代硫酸钠溶液的浓度，mol/L。

（2）每个10ml，标志好样品和空白，到采样地点后安装好仪器，并将空白样放好，注意避光。采样1小时后，将吸收管取回实验室（避光）。样品的预处理：所采集的环境空气样品溶液中如有混浊物，则应离心分离除去。样品放置20min，以使臭氧分解。将吸收管中样品溶液全部移入10ml比色管中，用少量甲醛缓冲吸收液洗涤吸收管，倒入比色管中，并用吸收液稀释至10ml标线。加入0.60%氨磺酸钠溶液0.50ml，摇匀。放置10min以除去氮氧化物的干扰。样品测定:将样品放入到分光光度计中读出示数A，再将空白样品放入到分光光度计中读出吸光度A0。确定出校正后续此案的物质的吸光度（A-A0）。第二个和第三个样同理。最后求出一天中三个样的平均值，根据标准曲线及SO2的计算公式求出空气中SO2的浓度。

（3）开始采样，配置好吸收液，分别放到两个多孔玻板吸收管内，每个10ml，标志好样品和空白，到采样地点后安装好仪器，并将空白样放好，注意避光。即可得到SO2的平均浓度。空气中SO2的计算公式，计算结果准确到小数点后三位。

ρ=[（A-A0-a）/b×Vs ]/ [Vt·Va]

ρ—空气中二氧化硫的质量浓度，mg/m³；

A—样品溶液的吸光度；

A0—试剂空白溶液的吸光度；

b—校准曲线的斜率，吸光度10ml/μg；

a—校准曲线的截距（一般要求小于 0.005）；

Vt—样品溶液的总体积，ml；

Va—测定时所取试样的体积，ml；

Vs—换算成标准状态下（101.325kPa，273K）的采样体积，

（4）检出限：当使用 10ml 吸收液，采样体积为 30L 时，测定空气中二氧化硫的检出限为 0.007mg/m³，测定下限为 0.028mg/m³，测定上限为 0.667mg/m³

六．注意事项

1、正确掌握反应显色温度、显色时间。

2、二氧化硫浓度计算结果应精确到小数点后第三位。

3、用过的比色皿和比色管应用稀盐酸浸泡。

4、采集的样品中如有混浊物，应采用离心分离法除去，避免对吸光度产生影响。

5、采样时应注意检查采样系统的气密性、流量、恒温温度，及时更换干燥剂及限流孔的过滤膜，用皂膜流量计校准流量，做好采样记录。环境空气样品采样时吸收液温度应保持在23～29℃，此温度范围二氧化硫吸收效率为100%，温度高于或低于此温度范围，将导致二氧化硫的吸收效率偏低，从而造成误差。样品的采集、运输和贮存的过程中应避光。当气温高于30℃时，采样后如不能当天测定，可将样品溶液贮于冰箱中保存，以避免样品中二氧化硫的挥发。