第四节 气态和蒸气态污染物质的测定

一、二氧化硫的测定 二氧化硫是主要空气污染物之一 , 为例行

监测的必测项目 . 它来源于煤和石油等燃料的燃烧 , 含硫矿石的冶炼 , 硫酸等化工产品生产排放的废气。测定空气中 SO2 常用的方法有分光光度法 , 紫外荧光法 , 电导法 ,

库仑滴定法和气相色谱法。

( 一 ) 分光光度法 四氯汞钾溶液吸收—盐酸副玫瑰苯胺分光光度法 该方法是国内外广泛采用的测定环境空气中 SO

2 标准办法 , 具有灵敏度高 , 选择性好等优点 , 但吸收液毒性较大 .

1) 原理 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 , 生成紫色络合物 , 其颜色深浅与 SO2 含量成正比。

• 测定要点 测定时 , 首先配制好所需试剂 , 用空气采

样器采样 , 然后按照方法一或方法二要求的条件 , 用亚硫酸钠标准溶液配制标准色列 ,试剂空白溶液 , 并将样品吸收液显色 , 定容 ;最后 , 在最大吸收波长处以蒸馏水作参比 ,用分光光度计测定标准色列 , 试剂空白和样品试液的吸光度 ; 以标准色列 SO2 含量为横坐标 , 相应吸光度为纵坐标 , 绘制标准曲线。

• 注意事项(1) 温度 , 酸度 , 显色时间等因素影响显色反应 ;

标准溶液和试样溶液操作条件应保持一致 .

(2) 氮氧化物 , 臭氧及锰 , 铁 , 铬等离子对测定有干扰 . 采样后放置片刻 , 臭氧可自行分解 ;

加入磷酸和乙二胺四乙酸二钠盐可消除或减小某些金属离子的干扰。

（二）甲醛缓冲溶液吸收—盐酸副玫瑰苯胺

分光光度法

特点：用甲醛缓冲溶液吸收—盐酸副玫

瑰苯胺分光光法测 SO2, 避免了使用毒性大

的四氯汞钾吸收液 , 在灵敏度 , 准确度诸方

面均可与四氯汞钾溶液吸收法相媲美 , 且样

品采集后相当稳定 , 但操作条件要求较严格。

该方法原理基于 : 气样中的 SO2 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 , 加入氢氧化钠溶液使加成化合物分解 , 释放出 SO2 与盐酸副玫瑰苯胺反应 ,生成紫红色络合物 , 其最大吸收波长为 577nm, 用分光光度法溅定 . 该方法最低检出限为 0.20μg/10mL; 当用 10mL 吸收液采气 10L 时 , 最低检出浓度为 0.020mg/m3 。

二、氮氧化物的测定 空气中的氮氧化物以一氧化氮 , 二氧化氮 ,三氧

化二氮 , 四氧化二氮 ,五氧化二氮等多种形态存在 ,其中二氧化氮和一氧化氮是主要存在形态 , 为通常所指的氮氧化物 (NOx) 。它们主要来源于石化燃料高温燃烧和硝酸 , 化肥等生产排放的废气 , 以及汽车排气 . 空气中 NO,NO2 常用的测定方法有盐酸萘乙二胺分光光度法 , 化学发光法 (见第十章 ) 及库仑原电池法。

( 一 ) 盐酸萘乙二胺分光光度法 该方法采样与显色同时进行 , 操作简便 ,

灵敏度高 , 是国内外普遍采用的方法 . 因为测定 NOx 或单独测定 NO 时 , 需要将 NO氧化成 NO2,故依据所用氧化剂不同 , 分为高锰酸钾氧化法和三氧化铬—石英砂氧化法 .两种方法显色 , 定量测定原理是相同的 .当采样 4～ 24L 时 , 测定空气中 NOx 的适宜浓度范围为 0.015～ 2.0mg/m3 。

1 、原理 用冰乙酸 , 对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺

配成吸收液采样 , 空气中的 NO2 被吸收转变成亚硝酸和硝酸 . 在冰乙酸存在条件下 , 亚硝酸与对胺基苯磺酸发生重氮化反应 , 然后再与盐酸萘乙二胺偶合 , 生成玫瑰红色偶氮染料 , 其颜色深浅与气样中 N02 浓度成正比 ,因此 , 可在 540nm 处，用分光光度法测定。

三、一氧化碳的测定 测定大气中 CO 的方法有非分散红外吸收

法 , 气相色谱法 , 定电位电解法 , 汞置换法等 .

非分散红外吸收法 :

一些气体的分子 (SO2,NH3,CH4 等 ) 可吸收其各自特征波长的红外光产生红外吸收光谱 , 其吸光度在一定浓度范围内符合朗伯 -比耳定律 ,通过测定吸光度可测定其浓度。

1. 气相色谱法 :

固定相 :TDX-01碳分子筛 (固体 );n 检测器 :FID;载气 :H2

原理 : 空气中的 CH4经 TDX-01 分离后分别在反应炉中转化为 CH4, 并依次进入 FID检测器被检测 ,通过与同样条件下标准气的样所的结果 (峰高 ) 的对照 ,获得空气中 CO 含量

2. 非分散红外吸收法1 ）原理：见教材 P69

2 ）非分散红外吸收法监测仪3. 汞置换法

四、光化学氧化剂的测定 总氧化剂是指空气中除氧以外能氧化碘化钾析

出碘的物 质 . 主要有臭氧 ,过氧乙酰硝酸酯 , 氮氧化物等。

光化学氧化剂是指除氮氧化物以外的能氧化碘化钾的物质 , 二者的关系为 :

光化学氧化剂 =总氧化剂 -0.269× 氮氧化物 测定——常用硼酸 -碘化钾分光光度法 (352nm)，见教材 P71

五、 O3 的测定 1.硼酸碘化钾分光光度法 : 测定时 ,即采集

样品又采集零气以去除其他氧化剂的干扰。P71

2.靛蓝二磺酸钠分光光度法。教材 P71

六、硫酸盐化速率的测定 硫酸盐化速率 : 污染源排放到空气中的 SO2,H2S,

H2SO4 蒸气等含硫污染物 ,经过一系列氧化演变和反应 ,形成危害更大的硫酸雾和硫酸盐雾的速度。

测定方法 : 二氧化铅 -重量法 ,碱片 -重量法 ,碱片 - 离子色谱法 .

测定原理 :P72 测定步骤 : 采样管 ( 片 ) 制备 -- 采样 ( 采样管放百叶箱中 30±2d)--- 测定 P72

七、挥发性有机物 (VOCs) 和甲醛的测定 是指室温下饱和蒸气压超过 133.32Pa 的有机物 ,如苯 ,卤代烃 , 氧烃等。和甲醛是人们关注的室内空气污染的主要有机物 , 具有毒性和刺激性 , 有的还有致癌作用。

挥发性有机化合物 (VOCs) 的测定 测定方法 :冷冻吸附采样 ,热解析进样 , 气

相色谱法测定。

• 甲醛的测定 1.酚试剂分光光度法• 原理 : 甲醛与酚试剂反应生成嗪 , 在 Fe3 存在下 ,嗪与酚试剂的氧化产物反应生成蓝绿色化合物 , 在 630nm 用分光光度法测定

• 测定步骤 : 气泡吸收管采样 ( 溶液吸收 ); 绘制标准曲线 ; 测样品吸光度并根据采样体积计算空气中甲醛浓度 .