兩種測(cè)定空氣中二氧化硫質(zhì)量濃度的方法的比較

1、 兩種測(cè)定空氣中二氧化硫質(zhì)量濃度的方法的比較摘要：在薩格勒布的一個(gè)檢測(cè)地點(diǎn)連續(xù)8年對(duì)并行24小時(shí)采取的空氣樣本進(jìn)行二氧化硫的質(zhì)量濃度測(cè)定。所用的兩種方法分別是四氯汞鉀鹽酸副玫瑰苯胺法（TCM)和英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)方法（SBM)，對(duì)每年測(cè)量的所有結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并分別討論了冬季和夏季時(shí)期，看它們是否受季節(jié)性節(jié)律的影響。一、介紹 由于在每個(gè)城市居住區(qū)的空氣煙霧中都含有燃料燃燒的產(chǎn)物二氧化硫，因此它被認(rèn)為是最普遍的一般空氣污染地區(qū)的污染物之一。 在那些定期進(jìn)行空氣污染物監(jiān)測(cè)的國(guó)家二氧化硫已經(jīng)成為特定地區(qū)空氣污染監(jiān)測(cè)的基本指標(biāo)。世界衛(wèi)生組織（WHO)，在該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的項(xiàng)目（全球環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）的框架內(nèi)，于1973

2、年至1980年間，組織了50個(gè)國(guó)家的175個(gè)監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)二氧化硫進(jìn)行了測(cè)定，目前該項(xiàng)目仍在進(jìn)行中，大多數(shù)的測(cè)量地點(diǎn)仍在繼續(xù)著這個(gè)項(xiàng)目。測(cè)量采樣地點(diǎn)被分為城市中心區(qū)CC和郊區(qū)S，在每個(gè)分類中它們又被劃分為居民R居住區(qū)、商業(yè)區(qū)C和工業(yè)區(qū)I。目前文獻(xiàn)里已經(jīng)有了很多測(cè)定二氧化硫含量的方法，但是當(dāng)選擇測(cè)定方法的時(shí)候就會(huì)遇到難題，因?yàn)椴皇敲恳环N方法都有詳細(xì)的說(shuō)明或者在測(cè)量中它們會(huì)受到一些干擾物質(zhì)的影響，要么就是有些方法需要一些昂貴的儀器，而這些儀器并不是每一個(gè)實(shí)驗(yàn)室都能承擔(dān)得起的。在歐洲，英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)方法（大氣污染物的檢測(cè) 1957）是最廣泛采用的測(cè)量方法，這樣國(guó)家之間的比較就很容易。這個(gè)方法的結(jié)果很容易受到酸

3、性的影響，例如一些常見(jiàn)的酸性化合物都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果有一定程度的影響，所以英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)方法是在不嚴(yán)格要求精確性和準(zhǔn)確性時(shí)采用的方法。作為經(jīng)典的城市地區(qū)二氧化硫的測(cè)量方法，英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)方法還是讓人普遍滿意的方法。 四氯汞鉀副玫瑰苯胺分光光度法是具體的，靈敏的，是實(shí)驗(yàn)室測(cè)量和校正最合適的方法。在測(cè)定環(huán)境空氣中時(shí)，它可能會(huì)受到一些偶然存在并且有可能會(huì)導(dǎo)致樣品測(cè)定不穩(wěn)定的不明化合物的影響。通過(guò)在顯色之前及時(shí)加入氨基磺酸吸收液，其中氮氧化物的干擾被完全消除了。在本次實(shí)驗(yàn)中，分別對(duì)英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)方法和四氯汞鉀法測(cè)定的二氧化硫的質(zhì)量濃度進(jìn)行了對(duì)比分析，并考慮了季節(jié)因素的影響。二實(shí)驗(yàn)部分1975到1982的8年間，在市郊居民居

4、住區(qū)的一個(gè)測(cè)定點(diǎn)進(jìn)行了二氧化硫連續(xù)24小時(shí)的平行測(cè)定。氣體樣品采用人工手動(dòng)收集，總是在每天的相同時(shí)刻使用兩種標(biāo)準(zhǔn)的并排放置的容量器采集。每天采集的空氣樣品體積是2立方米。并且在監(jiān)測(cè)地點(diǎn)周圍沒(méi)有主要空氣污染物。英國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)方法（校本管理）的原理是二氧化硫在1%過(guò)氧化氫溶液中被氧化為硫酸。硫酸是由四硼酸鈉滴定法與BDH問(wèn)題- 4.5的指標(biāo)，它排除了從空氣中的二氧化碳（第BS - 1747 1969年，通過(guò)ISO - 4219 1979年，通過(guò)ISO - 4220 1984，選擇1976年空氣污染物測(cè)量方法）的影響。隨著四氯汞鉀鹽酸副玫瑰苯胺法（TCM）的二氧化硫被四氯汞鉀溶液吸收，生成一個(gè)穩(wěn)定的復(fù)雜

5、的化合物HgCI2SO22 -鹽。這種復(fù)雜的產(chǎn)物與鹽酸副玫瑰苯胺和甲醛作用生成有色化合物。色彩的強(qiáng)度與樣品中二氧化硫的濃度成正比，用分光光度計(jì)在波長(zhǎng)為560納米處測(cè)定吸光度。為防止二氧化氮的干擾，在樣品顯色前加入氨基磺酸。將采集到的樣本當(dāng)天進(jìn)行分析，并且每周做一次標(biāo)準(zhǔn)曲線。由于極少數(shù)實(shí)驗(yàn)室配備了能準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的現(xiàn)代化的自動(dòng)儀器，所以啟動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)項(xiàng)目的世界衛(wèi)生組織推薦了這種監(jiān)測(cè)儀器給大批的實(shí)驗(yàn)室。英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)方法采集樣品是一年內(nèi)都無(wú)間斷的，然而四氯汞鉀鹽酸副玫瑰苯胺法只是在工作周才進(jìn)行的，在周末沒(méi)有采集。為了數(shù)據(jù)分析，只有將兩種方法在同一天采集到的樣品進(jìn)行分析對(duì)比才可以。三結(jié)果和討論 表一是標(biāo)準(zhǔn)法和四氯

6、汞鉀法8年里每年所測(cè)得的二氧化硫年平均質(zhì)量濃度的對(duì)比，連同相關(guān)性和重要意義水平的系數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)法所測(cè)得的數(shù)據(jù)比四氯汞鉀法偏高。都有一個(gè)很好的相關(guān)性的結(jié)果，得到的各年的顯著性水平小于0.01。表二和表三分別是在夏季和冬季的測(cè)量結(jié)果的對(duì)比。用標(biāo)準(zhǔn)法在整個(gè)夏天所測(cè)得的平均值比用四氯汞鉀法所得的結(jié)果要偏高，如表二所示。在監(jiān)測(cè)的起初的五年里，即從1975年到1979年，有一個(gè)很好的相關(guān)性系數(shù)并且所獲得的顯著性水準(zhǔn)在0.01的范圍內(nèi)。從1980年到1982年，測(cè)量結(jié)果的相關(guān)性系數(shù)并不是很顯著。用標(biāo)準(zhǔn)法在冬季間隔里所測(cè)得的平均值比用四氯汞鉀法所測(cè)得的結(jié)果偏高，但是在1981年和1982年用四氯汞鉀法所測(cè)得的結(jié)果

7、略微高些。所有年份的冬季監(jiān)測(cè)的結(jié)果都呈現(xiàn)出了良好的相關(guān)性，并且顯著性水準(zhǔn)在0.01范圍以內(nèi)。圖一所示的直方圖是8年內(nèi)用兩種方法分別在每個(gè)月所測(cè)得的空氣中二氧化硫的平均值的變化。圖二所示的是一個(gè)為期三年用標(biāo)準(zhǔn)法和四氯汞鉀法所測(cè)得的二氧化硫濃度的移動(dòng)平均數(shù)的趨勢(shì)圖。兩種方法所得的趨勢(shì)是相似的，只是用標(biāo)準(zhǔn)法所測(cè)得的數(shù)值比用四氯汞鉀法略高。 表一 空氣中SO2的年平均質(zhì)量濃度 (g/m3) 以及相關(guān)性結(jié)果 四氯汞鉀法 標(biāo)準(zhǔn)法 年份 N N r P1975 243 42 243 60 0.926 <0.011976 247 43 247 57 0.879 <0.011977 242 41 2

8、42 54 0.687 <0.011978 197 32 197 54 0.592 <0.011979 246 36 246 37 0.760 <0.011980 222 40 222 55 0.591 <0.011981 246 31 246 47 0.373 <0.011982 238 38 238 53 0.427 <0.01N 檢測(cè)樣品數(shù)年平均值r 相關(guān)性系數(shù)P顯著性水準(zhǔn)表二 夏季測(cè)得的SO 2質(zhì)量濃度 (g/m3) 和相關(guān)性結(jié)果 四氯汞鉀法 標(biāo)準(zhǔn)法 年份 N N r P1975 103 9 103 16 0.303 <0.011976 103

9、 8 103 13 0.514 <0.011977 105 7 105 22 0.409 <0.011978 60 11 60 20 0.450 <0.011979 104 8 104 11 0.514 <0.011980 80 8 80 28 0.066 >0.051981 104 6 104 35 0.173 >0.051982 101 4 101 38 0.065 >0.05N 檢測(cè)樣品數(shù)夏季平均值r 相關(guān)性系數(shù)P 顯著性水準(zhǔn) 很多年前我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)了二氧化硫?qū)θ祟惤】档牟焕绊?，尤其是?duì)兒童和老人更加明顯。迄今為止進(jìn)行的許多針對(duì)急性和慢性二氧化硫

10、危害的調(diào)查研究對(duì)此提供了很多支持?jǐn)?shù)據(jù)。（沃勒1979年，Gomzi 1983年，世衛(wèi)組織環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)8 1979年）。 該限額二氧化硫濃度不應(yīng)超過(guò)由世衛(wèi)組織的規(guī)定，但也不是推薦的一成不變的值，可能會(huì)有所變化。該準(zhǔn)則給出了主要污染物在任意時(shí)間內(nèi)限制含量的平均濃度，它是根據(jù)對(duì)大多數(shù)人的健康沒(méi)有危害的濃度而制定的。應(yīng)當(dāng)記住，沒(méi)有污染物是單獨(dú)存在于空氣中的，只有當(dāng)幾種化合物同時(shí)存在并且環(huán)境與反應(yīng)條件相似時(shí)才會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。 表三 冬季測(cè)得的SO2的質(zhì)量濃度(g/m3) 以及相關(guān)性結(jié)果 四氯汞鉀法 標(biāo)準(zhǔn)法 年份 N N r P1975 98 76 98 108 0.881 <0.011976 10

11、2 82 102 107 0.751 <0.011977 98 85 98 90 0.566 <0.011978 97 51 97 83 0.485 <0.011979 100 70 100 73 0.624 <0.011980 104 75 104 79 0.553 <0.011981 99 65 99 60 0.301 <0.011982 96 89 96 75 0.231 <0.05N 檢測(cè)樣品數(shù)冬季平均值r 相關(guān)性系數(shù)P 顯著性水準(zhǔn) 很多年前我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)了二氧化硫?qū)θ祟惤】档牟焕绊?，尤其是?duì)兒童和老人更加明顯。迄今為止進(jìn)行的許多針對(duì)急性和慢性

12、二氧化硫危害的調(diào)查研究對(duì)此提供了很多支持?jǐn)?shù)據(jù)。（沃勒1979年，Gomzi 1983年，世衛(wèi)組織環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)8 1979年）。 該限額二氧化硫濃度不應(yīng)超過(guò)由世衛(wèi)組織的規(guī)定，但也不是推薦的一成不變的值，可能會(huì)有所變化。該準(zhǔn)則給出了主要污染物在任意時(shí)間內(nèi)限制含量的平均濃度，它是根據(jù)對(duì)大多數(shù)人的健康沒(méi)有危害的濃度而制定的。應(yīng)當(dāng)記住，沒(méi)有污染物是單獨(dú)存在于空氣中的，只有當(dāng)幾種化合物同時(shí)存在并且環(huán)境與反應(yīng)條件相似時(shí)才會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。 世界衛(wèi)生組織努力將二氧化硫排放濃度的限值定的盡可能的低，以促進(jìn)新的、清潔的技術(shù)和脫硫技術(shù)的進(jìn)步或者必要時(shí)采取懲罰性措施來(lái)強(qiáng)制使污染物的排放濃度在不危害人體健康范圍內(nèi)。 根據(jù)

13、世界衛(wèi)生組織的最新指引，二氧化硫的年平均質(zhì)量濃度應(yīng)不超過(guò)50g/m³。（世界衛(wèi)生組織歐洲空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 1987年） 這項(xiàng)研究的結(jié)果表明，國(guó)標(biāo)法和四氯汞鉀法測(cè)定二氧化硫質(zhì)量濃度的相關(guān)性并不大，在夏季的整個(gè)時(shí)期的重要研究中只有當(dāng)質(zhì)量濃度都很低時(shí)（六月、七月、八月、九月）隨機(jī)誤差才更為明顯。二氧化硫夏季值很低，沒(méi)有對(duì)人類健康造成有害影響。 用標(biāo)準(zhǔn)法測(cè)得的二氧化硫質(zhì)量濃度的年平均值的約為50g/m³，用四氯汞鉀法測(cè)得的值偏低。每年季節(jié)性的測(cè)量結(jié)果的相關(guān)性對(duì)所有8年來(lái)說(shuō)都有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在冬季測(cè)得的平均值均高于全年的平均值，并且兩種方法測(cè)得的結(jié)果都高于50g/m³。在冬季（12月、一月、二月、三月），隨著季節(jié)變暖，二氧化硫的濃度可能會(huì)增加，對(duì)人體有有害影響。在整個(gè)測(cè)量階段兩種方法在冬季的相關(guān)性很顯著。4.結(jié)論 在