不同材質(zhì)濾膜對硫酸霧測定的影響

李劍　欒玲玉　趙艷榮　孫蕓蕓　劉建萍　袁世興

摘要 硫酸霧測定中，濾膜的選擇至關(guān)重要，玻璃纖維濾膜需要進(jìn)行浸泡前處理，費(fèi)時費(fèi)力且處理后的數(shù)據(jù)偏差很大；石英濾膜不需要前處理，但價格昂貴；聚丙烯纖維濾膜價格適中，且不需要進(jìn)行前處理。通過對實際樣品測定效果進(jìn)行對比，表明聚丙烯纖維濾膜完全可以取代玻璃纖維濾膜和石英濾膜。

關(guān)鍵詞 硫酸霧；聚丙烯纖維濾膜；玻璃纖維濾膜；石英濾膜

中圖分類號 X831 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）20-0173-02

Abstract The choice of filter membrane is very important in sulfuric acid mist determination.Fiberglass filter membrane needs to be pretreated before soaking immersion，which is time-consuming and laborious，and the data deviation after treatment is very large.Quartz filter membrane does not need pretreatment，but it is expensive.Polypropylene filter membrane is moderate in price and does not need pretreatment.Compared with the actual samples，the polypropylene filter membrane can completely replace the fiberglass filter membrane and the quartz filter membrane.

Key words sulfuric acid mist；polypropylene filter membrane；fiberglass filter membrane；quartz filter membrane

硫酸霧是一種具有強(qiáng)烈刺激性的氣體，是人體健康的主要危害源之一，也是形成酸雨的主要來源之一[1-2]。硫酸霧來自于生產(chǎn)及使用硫酸的企業(yè)或以化石燃料為原料的工廠，會對人體皮膚、呼吸道、眼結(jié)膜等造成嚴(yán)重刺激及損害[3-4]。因此，硫酸霧是大氣污染物重要監(jiān)測項目之一。目前，對于污染源硫酸霧的國標(biāo)監(jiān)測方法有鉻酸鋇比色法[5]及離子色譜法[6]。離子色譜法是測定硫酸霧的最佳方法，在標(biāo)準(zhǔn)《固定污染源廢氣 硫酸霧的測定 離子色譜法》（HJ 544—2016）中規(guī)定，無組織排放廢氣中硫酸霧用玻璃纖維濾膜或石英濾膜采集，用純水浸取，用離子色譜法進(jìn)行檢測。玻璃纖維濾膜受制造材料和工藝條件的影響，用于測定硫酸霧時空白值很高，且不穩(wěn)定，每一批濾膜存在很大的誤差，嚴(yán)重影響測定結(jié)果[7]。為了降低玻璃纖維濾膜中硫酸根含量，將濾膜浸泡在純水中，使濾膜中的硫酸根基本溶出，以符合監(jiān)測方法要求，但這種處理方式所需時間較長，同時每一批處理的濾膜空白偏差很大。石英濾膜空白值低，比較穩(wěn)定，但價格昂貴。

本文采用玻璃纖維濾膜、石英濾膜、聚丙烯纖維濾膜分別進(jìn)行空白試驗，結(jié)果表明，聚丙烯纖維濾膜不需要進(jìn)行前處理，空白值滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，而且價格適中。用聚丙烯纖維濾膜進(jìn)行實際樣品測定，與石英濾膜比較，分析結(jié)果符合要求，獲得了較好的測定效果。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

離子色譜分析儀為ICS 5000+，由賽默飛世爾科技中國有限公司生產(chǎn)；色譜柱為AS11-HC及AG-11保護(hù)柱；流動相為30 mmol/L氫氧化鉀溶液，流量1.0 mL/min；進(jìn)樣量10 μL。標(biāo)準(zhǔn)溶液為硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 mg/L），由環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。分別配制濃度為0、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，用離子色譜儀測定其峰面積，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性相關(guān)系數(shù)0.999 8，標(biāo)準(zhǔn)曲線滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.2.2 玻璃纖維濾膜前處理方法。將玻璃纖維濾膜裝入盛有試驗用水的大燒杯中（燒杯中一次放入的濾膜數(shù)量不宜過多），用表面皿蓋好燒杯，放入超聲波清洗器中清洗10 min，中間需換水2～3次，然后測定浸泡水的電導(dǎo)率，電導(dǎo)率值應(yīng)小于3 mS/m，否則重復(fù)上述步驟。將洗滌完畢的濾膜置于干燥箱中常溫晾干，干燥后放入濾膜盒中備用。

1.2.3 樣品分析。將樣品濾膜放入250 mL具塞磨口錐形瓶中，加入約100 mL試驗用水浸沒，瓶口上倒放一玻璃漏斗，放于電爐或電熱板上加熱近沸騰，約30 min后取下，冷卻后將浸出液經(jīng)0.45 μm水系微孔濾膜過濾至50 mL容量瓶中，用適量試驗用水洗滌錐形瓶及樣品殘渣3～4次，洗滌液經(jīng)水系微孔濾膜過濾至容量瓶中，定容待測。

2 結(jié)果與分析

2.1 玻璃纖維濾膜處理前后硫酸根含量的測定結(jié)果比較

在同一批次濾膜中隨機(jī)抽取20張，取其中10張按照1.2.2步驟進(jìn)行前處理，剩余10張不處理，分別測定其硫酸根的空白值，結(jié)果見表1。可以看出，未處理前的玻璃纖維濾膜硫酸根含量特別高，遠(yuǎn)高于方法檢出限，無法滿足分析方法要求；雖然處理后的玻璃纖維濾膜硫酸根濃度下降很大，基本滿足了檢測要求，但從濾膜處理后的結(jié)果看，濾膜的硫酸根結(jié)果不穩(wěn)定，10次測定結(jié)果RSD值達(dá)到了27.500%，數(shù)據(jù)存在很大的系統(tǒng)誤差，嚴(yán)重影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.2 不同材質(zhì)濾膜的硫酸根含量測定結(jié)果比較

分別選取石英濾膜和聚丙烯纖維濾膜各10張，不經(jīng)過前處理直接用來分析測定樣品硫酸根含量，結(jié)果見表2。可以看出，石英濾膜與聚丙烯纖維濾膜的硫酸根含量均不高，不需要進(jìn)行前處理均能滿足檢測要求，而且10次測定結(jié)果的RSD均小于5%。但石英濾膜價格昂貴，而聚丙烯纖維濾膜價格適中（石英濾膜約20元/張，聚丙烯纖維濾膜約3元/張），建議選用聚丙烯纖維濾膜用于樣品采集，既能保證滿足檢測要求，又能節(jié)約成本、提高工作效率。

2.3 精密度和準(zhǔn)確度

精密度：選取一聚丙烯纖維濾膜樣品溶液連續(xù)測定6次，結(jié)果見表3，可以看出RSD為2.760%。準(zhǔn)確度：取上述聚丙烯纖維濾膜樣品溶液，進(jìn)行加標(biāo)回收試驗，結(jié)果見表4，可以看出加標(biāo)回收率為97.73%。由此表明，本方法測量精密度、準(zhǔn)確度均較高，滿足檢測要求。

2.4 比對試驗

選取石英濾膜和聚丙烯纖維濾膜同時采集某蓄電池企業(yè)廠界無組織廢氣中的硫酸霧，結(jié)果見表5。可以看出，2種濾膜測定結(jié)果的相對偏差在5.33%～9.22%之間，均在10%之內(nèi)，符合質(zhì)量控制要求，數(shù)據(jù)具有可比性。用聚丙烯纖維濾膜在實際樣品分析過程中完全可以取代石英濾膜。

3 結(jié)論

通過一系列試驗分析及方法比對，用浸泡法處理玻璃纖維濾膜，硫酸根含量明顯不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)存在很大的系統(tǒng)偏差，而且前處理費(fèi)時費(fèi)力；石英濾膜和聚丙烯纖維濾膜空白值很低，其中石英濾膜價格昂貴，聚丙烯纖維濾膜價格適中。聚丙烯纖維濾膜空白值穩(wěn)定且滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，采集效率也與石英濾膜相差無幾。因此，選取聚丙烯纖維濾膜替代石英濾膜和玻璃纖維濾膜用于大氣中的硫酸霧采集可行性較好。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 董金明.離子色譜儀器對污染源廢氣硫酸霧的監(jiān)測與控制[J].綠色科技，2013，3（3）：203-204.

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[3] NAGATA C，F(xiàn)UJITANI H，BLYTHE G M，et al.Wet type electrostatic precipitator successfully applied for SO3 mist removal in boilers using high sulfur content fuel[C]//Combined power plant air pollutant control mega symposium，2004：484.

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[5] 國家環(huán)保總局.空氣和廢氣監(jiān)測分析方法[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2007.

[6] 固定污染源廢氣 硫酸霧的測定 離子色譜法（HJ 544-2016代替HJ 544-2009）[EB/OL].（2016-03-29）[2018-04-25].http：//www.docin.com/p-1519026724.html.

[7] 張秋彭，宋文質(zhì).在測定大氣硫酸鹽過程中SO2在濾膜上的轉(zhuǎn)化[J].環(huán)境化學(xué)，1984，3（5）：30-34.