空氣中二氧化硫的測(cè)定試驗(yàn)報(bào)告

1、（甲醛溶液吸收-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法）、概述二氧化硫（SOJ又名亞硫酸軒，分子量為，為無(wú)色有很強(qiáng)刺激性氣體，沸點(diǎn)一i（rc；熔 點(diǎn)一。c；對(duì)空氣的相對(duì)密度。極易溶于水，在or時(shí)，1L水可溶解，2（rc溶解。也溶于乙醇 和乙瞇。二氧化硫是一種還原劑，與氧化劑作用生成三氧化硫或硫酸。二氧化硫?qū)Y(jié)膜和上呼吸道粘膜具有強(qiáng)烈辛辣刺激性，其濃度在m3或大于此濃度就能 被大多數(shù)人嗅覺(jué)到。吸入后主要對(duì)呼吸器官的損傷，可致支氣管炎、肺炎，嚴(yán)重者可致肺水 腫和呼吸麻痹。二氧化硫是大氣中分布較廣，影響較大的主要污染物之一，常常以它作為大氣污染的主 要指標(biāo)。它主要來(lái)源于以煤或石油為燃料的工廠企業(yè)，如火力發(fā)電廠、鋼

2、鐵廠、有色金屬冶 煉廠和石油化工廠等.此外，硫酸制備過(guò)程及一些使用硫化物的工廠也可能排放出二氧化硫。測(cè)定二氧化硫最常用的化學(xué)方法是鹽酸副玫瑰苯胺比色法，吸收液是四氯汞鈉（鉀）溶液, 與二氧化硫形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。為避免汞的污染，近年用甲醛溶液代替汞鹽作吸收液。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 通過(guò)對(duì)空氣中二氧化硫含量的監(jiān)測(cè)，初步掌握甲醛溶液吸收-鹽酸副玫瑰苯酚風(fēng)光光 度法測(cè)定空氣中的二氧化硫含量的原理和方法。2. 在總結(jié)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)校區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀（二氧化硫指標(biāo)）進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。三、實(shí)驗(yàn)原理1. 二氧化硫的基本性質(zhì)二氧化硫（S02）又名亞硫酸肝，分子量為，為無(wú)色有很強(qiáng)刺激性的氣體，沸點(diǎn)為-10C, 熔

3、點(diǎn)為。C,對(duì)空氣的相對(duì)密度為。極易溶于水，在0弋時(shí)，1L水可溶解S02, 2（TC溶解S02, 也溶于乙醇和乙瞇。S02是一種還原劑，與氧化劑作用生成S03或H2S03。2. 鹽酸副玫瑰苯酚分光光度法測(cè)定S02最常用的化學(xué)方法是鹽酸副玫瑰苯酚分光光度法，吸收液是Na2HgC14或 K2HgC14溶液，與S02形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。為避免汞的污染，近年來(lái)用甲醛溶液代替汞鹽作 吸收液。S02被甲醛緩沖溶液吸收后，生成穩(wěn)定的輕甲基磺酸加成化合物，與鹽酸副玫瑰苯胺作 用，生成紫紅色化合物，用風(fēng)光光度計(jì)在570mm處進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定范圍為10mL樣本溶液中含一20ugS02。若采樣體積為20L,則可測(cè)濃度范圍

4、為一m3 3. 方法特點(diǎn)加入氨磺酸鈉溶液可消除氮氧化物的干擾，采樣后放置一段時(shí)間可使臭氧自行分解，加 入磷酸和乙二胺四乙酸二鈉鹽，可以消除或減小某些重金屬的干擾；空氣中一般濃度水平的某些重金屬和臭氧、氮氧化物不干擾本法測(cè)定；本方法克服了四氯汞鹽吸收二鹽酸副玫瑰苯酚風(fēng)光光度法對(duì)顯色溫度的嚴(yán)格要求，適宜 的顯色溫度范圍較寬，為1525乜，可根據(jù)室溫加以選擇。但樣品應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)在同一溫 度、時(shí)間條件下顯示測(cè)定；本方法也克服了汞的污染。四、實(shí)驗(yàn)試劑（一）吸收液儲(chǔ)備液（甲醛一一鄰苯二甲酸氫鉀）：稱(chēng)取鄰苯二甲酸氫鉀和乙二胺四乙 酸二鈉（EDTA2Na）溶于水中，加入L甲醛溶液，用水稀釋至1000ml,混勻

5、。（本試劑由 實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備）（二）吸收液使用液：吸取吸收液儲(chǔ)備液25ml于250ml容量瓶中，用水稀釋至刻度。 （學(xué)生完成）（三）氫氧化鈉溶液CNaOH=2mol/L：稱(chēng)取4gNaOH溶于50ml水中。（本試劑由實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn) 備）（四）氨基磺酸100ml：稱(chēng)取氨基磺酸，溶解于50ml水中，并加入加ol/L NaOH溶液 pH=50 （本試劑由實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備）（五）鹽酸副玫瑰溶液100m。（本試劑由實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備）（六）碘溶液（1/2I2=L）：稱(chēng)取碘于燒杯中，加入碘化鉀和少量水，攪拌至完全溶解， 用水稀釋至100ml,儲(chǔ)存于棕色瓶中。（本試劑由實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備）（七）淀粉溶液（100ml）：稱(chēng)取可溶性淀粉，用少量

6、水調(diào)成糊狀，慢慢倒入100ml沸水 中，繼續(xù)煮沸至溶液澄清，冷卻后存于試劑瓶中，臨用現(xiàn)配。（本試劑由實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備）（A）硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（CNa2S203=L）。（本試劑由實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備）（九）二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：稱(chēng)取亞硫酸鈉（Na2S03）及乙二胺四乙酸二鈉鹽（EDTA 27a）溶于100ml新煮沸并冷卻的水中，此溶液每ml含有相當(dāng)于（320400） ug二氧化 硫。溶液需放置（23）小時(shí)后標(biāo)定其準(zhǔn)確濃度。標(biāo)定方法：吸取二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，置于250ml碘量瓶中，加入50ml新煮沸但已 冷卻的水，碘溶液（1/2 I2=L）及l(fā)ml冰乙酸，蓋塞，搖勻。于暗處放置5min后，用L硫 代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)

7、溶液滴定至淺黃色，加入2ml 100ml淀粉溶液，繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛好褪去為終 點(diǎn)。記錄滴定所用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積V,另取水20ml進(jìn)行空白試驗(yàn)，記錄空白滴定硫代硫酸鈉的體積VO。按下式計(jì)算二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液的濃度:=怛竺亠竺xWOO2 20.00（學(xué)生完成）5O“g/x5OX =（十）二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)使用液：吸取二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液Xml %于50ml容量瓶中，用吸收液使用液定容至刻度。（學(xué)生完成）五、測(cè)定步驟（一）采樣用一個(gè)內(nèi)裝8mL采樣吸收液的多孔玻板吸收管，以分鐘的流量，采樣40分鐘。同時(shí)，測(cè)定氣溫、氣壓。據(jù)此計(jì)算出相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積。附：體積換算_273 口口0= 口口 27

8、3七70L2式中，為相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的樣品體積（L）； V.為現(xiàn)場(chǎng)采樣的體積（L）； E為采樣時(shí)的氣溫（C）；為采樣時(shí)的氣壓（kPa）。（二）標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制吸取S0?標(biāo)準(zhǔn)使用液 與lOmL比色管中，用吸收使用液定容至10mL刻度處，分別 加入氨基磺酸鈉溶液，溶液，充分混勻后，再加入鹽酸副玫瑰苯胺溶液，立即混勻。等待顯 色（可放入恒溫水浴中顯色）。參照表1選擇顯色條件：表1顯色溫度與顯色時(shí)間對(duì)應(yīng)表顯色溫度/c1015202530顯色時(shí)間/分鐘402015105穩(wěn)定時(shí)間/分鐘5040302010根據(jù)實(shí)驗(yàn)室室溫條件，選擇2（TC對(duì)應(yīng)顯色條件進(jìn)行操作。依據(jù)顯色條件，用10mm比色皿，以吸收液作參比，在

9、波長(zhǎng)570nm處，測(cè)定各管吸光度。 以SO,含量（ug）為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。（三）樣品測(cè)定釆樣后，樣品溶液轉(zhuǎn)入10mL比色管中，用少量（lmL）吸收液洗滌吸收管內(nèi)容物，合 并到樣品溶液中，并用吸收液定容至10mL刻度處。按上述繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的操作步驟，測(cè)定 吸光度。將測(cè)得的吸光度值標(biāo)在標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上，通過(guò)查取或計(jì)算，得到樣品中$0;的量口口（ P g）。六、注意事項(xiàng)（一）加入氨磺酸鈉溶液可消除氮氧化物的干擾，采樣后放置一段時(shí)間可使臬氧自行分解, 加入磷酸和乙二胺四乙酸二鈉鹽，可以消除或減小某些重金屬的干擾。（二）空氣中一般濃度水平的某些重金屬和臭負(fù)、氮氧化物不干擾本法測(cè)定。當(dāng)10

10、ml樣 品溶液中含有1 P gMnJ，或ug以上Cr”時(shí)，對(duì)本方法測(cè)定有負(fù)干擾。加入環(huán)己二胺四乙酸二 鈉（簡(jiǎn)稱(chēng)CDTA）可消除L濃度的Mn2+的干擾；增大本方法中的加堿量（如加L的氫氧化鈉溶液 可消除L濃度的Cr的干擾。（三）二氧化硫在吸收液中的穩(wěn)定性：本法所用吸收液在40乜氣溫下，放置3天，損失 率為1%, 37弋下3天損失率為。（四）本方法克服了四氯汞鹽吸收一鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法對(duì)顯色溫度的嚴(yán)格要求， 適宜的顯色溫度范圍較寬（1525）。（2,可根據(jù)室溫加以選擇。但樣品應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)在同一溫 度、時(shí)間條件下顯色測(cè)定。七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理（一）S02標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液濃度的測(cè)定根據(jù)上述對(duì)S02標(biāo)

11、準(zhǔn)儲(chǔ)備液濃度進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定結(jié)果如下:表2 S02標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液標(biāo)定數(shù)據(jù)起始刻度（mL）終止刻度（mL）滴定體積（mL）實(shí)驗(yàn)組12空白組C1（V。一ASM 咧Xi。20.00巴上氣罟竺汀叫49咖C2(17.78 一 14.72) X 0.1024 X 32.02、2000 %1 000 = 501.66 u g/mL求平均值可得:495.11 + 501.662=49&38“g / mL將兩組數(shù)據(jù)分別代入計(jì)算公戎可得:（二）S02標(biāo)準(zhǔn)使用液使用量計(jì)算根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，可以計(jì)算：5.0 y g/mL X 50mL =5.0 y g/mL X 50mL498.38 u g/mL因此，so,標(biāo)準(zhǔn)使用液的使

12、用量應(yīng)為。（三）采樣體積換算根據(jù)實(shí)驗(yàn)當(dāng)天氣溫、氣壓條件：t = 20C, P =27308V。= 0.5 L/分鐘 X 40 分鐘 X 20 X T0L3 = 18731（四）標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)繪制不同濃度的S02標(biāo)準(zhǔn)使用液吸光度測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3:表3不同含量的SQ標(biāo)準(zhǔn)使用液吸光度測(cè)定結(jié)果S02標(biāo)準(zhǔn)使用液添加體積S02含量(ug)吸光度換算公式：M = ug/mL X L；其中：MSO?含量（Pg）;L一一S（h標(biāo)準(zhǔn)使用液添加體積。以S02含量（ug）為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn):一一吸光度/m （SOp0.6-Y=0.02491X+0.0524905_R=0.9991601 - 2024681

13、0121416182022SO?含址（pg采用origin軟件進(jìn)行線(xiàn)性擬合得:Y = A + B * XParameter Value ErrorABR SD N P6 得到標(biāo)準(zhǔn)方程：Y=+；Rr表明吸光度與SO?含量為正比關(guān)系，符合實(shí)際。（五）實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算樣品經(jīng)處理后，測(cè)得的吸光度為。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的方程，可計(jì)算出樣品中S02的量2（T X-0.05249M g = 090“g / mL20.02491因此空氣中的so,含量為：口0（L）/8.73L口2 含昨/、= 徑嚴(yán)=縹芽=0.048mg/b八. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（一）數(shù)據(jù)有效性分析1本次實(shí)驗(yàn)滴定so,標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液時(shí)，相對(duì)平均偏差為測(cè)定結(jié)果可靠

14、；2標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程F值為，表明方程符合線(xiàn)性規(guī)律，方程可靠；3. 實(shí)驗(yàn)最終計(jì)算得樣品中50：;含量為，符合本方法中“測(cè)定范圍為10mL樣本溶液中含 -20 y g SO.”的要求，因此選用該實(shí)驗(yàn)方法是可靠的；4. 此外，本次實(shí)驗(yàn)操作較為規(guī)范，計(jì)算較為嚴(yán)謹(jǐn)。因此可以認(rèn)為，本次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)有效 性高，結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。（二）結(jié)果分析與評(píng)價(jià)根據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3095-2012）的基本規(guī)定以及廣州市環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)區(qū)劃（穗府（1999 ） 23號(hào)）的精神，中山大學(xué)東校區(qū)應(yīng)當(dāng)屬于大氣環(huán)境質(zhì)量一類(lèi)功能 區(qū)，執(zhí)行環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3095-2012）的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)如表4：表4SO?濃度限

15、值標(biāo)準(zhǔn)（u g/m3）平均時(shí)間一級(jí)濃度限值二級(jí)濃度限值年平均206024小時(shí)平均501501小時(shí)平均150500本次實(shí)驗(yàn)受客觀條件的限制，以1次采樣分析結(jié)果模擬小時(shí)均值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出監(jiān)測(cè)點(diǎn) 所在區(qū)域S（h濃度為0.048mg/m3 （48pg/m:，）,達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)要求，距離標(biāo)準(zhǔn)限值還有102 P g/m;,可認(rèn)為該濃度符合環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)附近空氣受SO?污染較小。九、相關(guān)討論1. 空氣中二氧化硫測(cè)定方法的對(duì)比分析對(duì)目前實(shí)驗(yàn)中最常用的兩種測(cè)量空氣中二氧化硫濃度的方法一一四氯汞鉀-鹽酸副玫瑰苯胺 分光光度法和甲醛緩沖液-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法進(jìn)行分析比較。四氯汞鉀-鹽酸副玫瑰

16、苯胺分光光度法甲醛緩沖液-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法實(shí)驗(yàn)方用采樣后的吸收液全部移入10ml具塞比用采樣后的吸收液全部移入10ml具色管中，用少量采樣后的吸收液洗滌進(jìn) 氣管內(nèi)壁3次后移入具塞比色管中，搖 勻，取于25ml具塞比色管中，加吸收 液，揺勻后加入氨基磺酸溶液，搖勻， 放置lOmin,準(zhǔn)確加入甲醛溶液和5ml鹽 酸副玫瑰苯胺溶液，用去離子水稀釋至 刻度，塞好塞子揺勻。在22笙水浴箱反應(yīng) 30min后，于548nm波長(zhǎng)下，以水為空白 測(cè)定吸光度。每個(gè)樣品測(cè)3次，以測(cè)得 的吸光度均值減去空白管的吸光度均值 后，由標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)得二氧化硫的含量（ug）。 若樣品液中待測(cè)物的濃度超過(guò)測(cè)定范圍， 可用吸收

17、液稀釋后測(cè)定，計(jì)算時(shí)乘以稀釋 倍數(shù)。塞比色管中，用少量采樣后的吸收液 洗滌進(jìn)氣管內(nèi)壁3次后移入具塞比色 管中，取于25ml具塞比色管中，加 入6ml吸收液，揺勻后加入氨基磺酸 溶液，搖勻，放置1 Online加入氫氧 化鈉溶液后迅速加入3ml鹽酸副玫瑰 苯胺溶液，塞好塞子搖勻。在22乜水 浴箱庾應(yīng)15min后，于575nm波長(zhǎng)下， 以水為空白測(cè)定吸光度。每個(gè)樣品測(cè)3 次，以測(cè)得的吸光度均值減去空白管 的吸光度均值后，由標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)得二氧 化硫的濃度（Ug/ml）。若樣品液中 待測(cè)物的濃度超過(guò)測(cè)定范圍，可用吸 收液稀釋后測(cè)定，計(jì)算時(shí)乘以稀釋倍 數(shù)。測(cè)量結(jié) 果準(zhǔn)確 度和精 密度對(duì) 比對(duì)比方法四猛汞仰法

18、甲軽緩沖液法標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)=0.)95X-0.0015相關(guān)系敬心 0.999回牧率（）95第1次5,!(1 nig/n?+.98 mg/ n?第2次S.Cfi n/in44.)6 nig/nia第3次4.97 nig/n?4.JW總虧小一4:94i価3 * 1機(jī)準(zhǔn)曲級(jí)、精帝度和準(zhǔn)確度的比較大氣樣衣2樣品觀量結(jié)果2U氮親鉀祛（ing/m）甲醛吸收法Tn巧品測(cè)量116.0016.10結(jié)果比2$.603未檢岀未檢岀較45.(K4.80517.0017.306未橙出未檢岀7未核岀未檢岀82.(K2.13911.4011.W14)10.6010.30兩種檢四氯汞鉀法在實(shí)驗(yàn)成本上遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于甲醛吸收法。在22乜水浴

19、箱中反應(yīng)，四氯汞鉀測(cè)方法法要30min后才顯色明顯，顏色為玫瑰色，穩(wěn)定性不好。甲醛緩沖液法在同等條所需主件下13min就可顯色，顏色為紅色，穩(wěn)定性好。四氯汞鉀法顯色所需時(shí)間比甲醛要試劑吸收法久，穩(wěn)定性比甲醛吸收法差（詳見(jiàn)表3）O成本及表3兩樣方法所用的主痙試劑及成本等比較效果對(duì)方法氧汞鉀法單價(jià)甲他裁收法單價(jià)試刑及用星較硫腹惦（）.2g；冗/SOOg亞硫鞍鈉（）.2g7 7C/5X)g比氯化汞10.6g17 7C/250g甲 ff? 5.3ml5 元/500 :nil氯化停5.96g9 元/500g雲(yún)氣化鈉4（臨5.6 元/500g氮6g/L25 7t/15g瓠基頤酸胺3g/L25 冗/15g赴

20、酸100ml5.4 元/500mi鹽酸100ml5.4 元 /500ml碑酸25ml10.4 元/500ml函俊2(Xhnl10.4 7C/5Xhnl所需成本19.15 元10.40 元實(shí)臉效果好好顯色顯玫瑰色顯紅色BtfSl3hmn1311U11不好好對(duì)比結(jié)論：兩種方法檢出結(jié)果差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，準(zhǔn)確度及精確度等方面結(jié)果相近。從試劑毒副作用、環(huán)境保護(hù)、實(shí)驗(yàn)消耗成本等方面來(lái)看，甲醛緩沖液-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法優(yōu)于四氯汞鉀-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法。2. 空氣中二氯化硫測(cè)定實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)牝。選擇適宜的測(cè)定條件，減少實(shí)驗(yàn)誤差，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性甲醛緩沖溶液吸收一鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法”測(cè)定空氣中的二氧化硫時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件 中的顯色溫度與顯色時(shí)間要控制得很?chē)?yán)格，否則測(cè)定將出現(xiàn)嚴(yán)重偏