大气中二氧化硫和二氧化氮合并监测方法的研究
刘素杰1 付延琨2
（1、昌邑市环境监测站，山东，昌邑261300；2、昌邑市卫生防疫站，山东，昌邑261300）
摘要：目的 研究大气污染物中二氧化硫、二氧化氮的合并快速监测方法。方法 利用离子色谱技术，对标准气体和室内外环境进行测定，对SO2和NO2测得值进行评价和分析。结果 该方法具有较好的准确度及精密度，与国家标准方法有较好的可比性。结论 离子色谱法监测空气中SO2合并NO2效率高，抗干扰性强，可为大气监测提供一种新的快速手段。 关键词：大气；二氧化硫；二氧化氮；监测
我国是燃煤大国，二氧化硫（SO2）为大气污染的重要组成部分；并且随着工业化进程的加快，二氧化氮（NO2）的排放也逐年增加。形成了大气的多重污染，所以对大气中SO2和NO2的合并监测，是目前国内了解和掌握大气污染状况的主要手段和措施。因此一个简便可靠，及时准确的测定方法是十分必要的。而目前，空气中SO2和NO2的国家标准监测方法均以化学反应为基础，利用特异的显色反应，用分光光度法进行比色定量，其成本高，耗时长，操作复杂。本研究中，采用离子色谱技术对空气中SO2和NO2合并进行定量分析，有效地克服了分光光度法的不足，而且减少了所用试剂对人员健康和周围环境的影响。 1．方法原理
将空气中的SO2、NO2吸收在三醇胺和过氧化氢吸收液中，SO2可发生两个重要的化学反应：（1）SO2+H2O H2SO3, (2) H2SO3+ H2O2 H2SO4+ H2O；NO2可发生一步化学反应：2NO2＋H2O HNO2+HNO3。SO42—、NO2和NO3可用离子色谱法定量，通过SO42—、NO2
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和NO3的浓度，计算空气中SO2和NO2的含量。
2．仪器与试剂
2.1 仪器：CIC-100型离色谱仪（青岛）；电导检测器；静态配气柜0.228m3。
2.2 试剂：K2SO4、NaNO2和KNO3标准溶液（国家标准物质中心）；所用溶液均用电阻率为18.3mΩ：㎝的超纯净水配制。
2.3 吸收液：于500 ml去离子水中加入15 ml三乙醇胺，再加入100 ml30％（v/v）过氧化氢，，用去离子水稀释至1000 ml，混匀，临用前配制。 2.4 SO2标准气：500 mg/ m3。 2.5 NO2标准气：100 mg/ m3。
2.6 SO42—、NO2 和NO3标准溶液：浓度均为1000ug/ ml 的K2SO4、NaNO2标准溶液和KNO3
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标准溶液（国家标准物质中心）。分别移取10 ml K2SO4、NaNO2和KNO3标准液，于100 ml容量瓶中，用去离子水定容，摇匀，作为混合标准溶液，各组分浓度为100 ug/ ml。
3．色谱条件
淋洗液：1.8mmol/LNa2CO3/1.7mmol/LNaHCO3，淋洗液流速：2.0ml/min; 再生液：12.5mmol/LH2SO4，再生液流速：3—5 ml/min；进样体积：50ul。 4 操作方法
4.1 用一个内装10 ml吸收液的玻板吸收管，以0.5L/ min流量采气，采气体积视空气中相应污染物的浓度而定。
4.2 测定，采样之后，吸收液经0.2um微孔滤膜过滤后直接注入离子色谱仪，分析相应离子。 4.3 结果计算
SO2, C(SO2, mg/m3)=[C(SO42-)×V1×64/96]/V
NO2, C(NO2, mg/m3)=[C(NO2-)+C(NO3-)×46/62]]×V1/V
式中C(SO42-)—从标准曲线上查得SO42-的浓度，ug/ ml；C(NO2-)—从标准曲线上查得NO2-的浓度，ug/ ml；C(NO3-)—从标准曲红上查得NO3-的浓度，ug/ ml；V1—吸收液的体积，ml；V—标准状态下采气体积，L。 5 样品测定
分别用CS－3型交直流两用大气采样器在室内和室外设点，同时采集大气和室内空气中的SO2和NO2，用离子色谱法和国家标准方法分别测定SO2和NO2的浓度，测定结果见表1。
表1 样品测定结果
地点
SO2测定值（mg/m3） NO2测定值（mg/m3）
离子色谱法 图标法 离子色谱法 图标法
室外 0.15 0.14 0.08 0.07 室内 0.11 0.11 0.05 0.05
由表1可知两种方法分别对室内外空气中SO2和NO2的测定结果一致，具有较好的可比性。 6. 结果和讨论 6.1 方法的选择性
由于离子色谱法是利用离子交换的原理，可以在阴离子分析柱上将不同阴离子根据亲和力不同而进行分离和淋洗，然后进入电导检测器检测。该法具有选择性好，无干扰等优点。 6.2方法的准确度和精密度
6.2.1 准确度：用溶液吸收法采集气体样品，可有效地吸收大气中的SO2和 NO2，并将其转化为相应的阴离子，采用先进的离子色谱技术可以准确地对吸收液中的SO42—、NO2和NO3
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分别进行定量分析，并可避免其他阴离子的干扰。采用国家标准方法〔四氯汞盐－副玫瑰
苯胺分光光度法（GB8970-1988）和Saltzman法（GB/T15435－1995）〕分别测定静态配气柜中配制含的SO2和 NO2标准气，测定结果与离子色谱法一致，表明离子色谱法具有较好的准确度。
6.2.2 精密度：在静态配气柜中配置不同浓度的SO2和 NO2，以0.5 ml/min流量采集静态配气柜中的空气，用离子色谱法分别进行多次分析，结果见表2。
表2 多次测定SO2和 NO2的精密度实验
名称 SO2(1) SO2(2) NO2(3)
2.46 22.90 5.93
2.41 24.00 5.55
测定值（mg/m） 2.38 25.30 5.84
2.46 25.40 5.56
2.42 25.40 5.90
2.42 24.70 5.77
3
平均值（mg/m3） 2.42 24.60 5.76
CV （％） 1.3 4.1 2.9
表明离子色谱法的测定结果具有较好的精密度。 6.2.3 最小采样体积
最小采样体积是保证能准确测出最高允许浓度范围所需的采样体积，是根据国家标准规定的最高允许浓度和分析方法的检出限来决定的，其计算公式如下：V=2a/b
式中：V—最小采样体积，单位：L；a—方法的检出限，单位：ug；b—最高允许浓度，单位：mg/m3（SO2和 NO2室内空气质量标准限值分别为：0.50和0.15 mg/m3）。 所以，按上述公式计算SO2和 NO2样品的最小采样体积分别为0.3L和0.5L。 7. 结论
本文建立了以溶液吸收一离子色谱法测定空气中SO2和 NO2的方法，该方法操作简便，采样效率高，无干扰离子影响，可为大气中SO2和 NO2监测提供一种新的快速的方法。 作者简介：刘素杰，女，山东昌邑，工程师，主要从事环境监测工作。