CO對定電位電解法測定煙氣中SO2干擾的定量關系探討

摘要：CO一直是定電位電解法測定固定污染源排氣中SO2的一個很大的干擾因素，在2017年11月28日發布的《固定污染源廢氣 二氧化硫的測定 定電位電解法》（HJ57-2017）中更是明確規定SO2測定儀初次使用前應開展CO干擾試驗，但CO對SO2的測定過程的干擾程度仍未明確指出。本文采用定電位電解法與抗一氧化碳干擾的自動滴定-碘量法[1]進行比對的方式，測定多種濃度的SO2標氣、CO標氣及上述兩種氣體的混合標氣，從定量方向探討CO對定電位電解法測定固定污染源中SO2的干擾。

關鍵詞：二氧化硫；一氧化碳；干擾；定量

中圖分類號：X13 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）06-0113-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.065

Abstract： Carbon monoxide has always been a great interference factor for the determination of sulfur dioxide in the exhaust of fixed pollution sources by the constant potential electrolysis. In November 28， 2017， the determination of sulfur dioxide in fixed pollution source （HJ57-2017） was more clearly defined before the first use of the sulfur dioxide analyzer. Carbon monoxide interference test has been carried out， but the interference degree of carbon monoxide on the determination process of sulfur dioxide has not been clearly pointed out. At the same time， we use the method of constant potential electrolysis and auto titration - iodimetric method， [1]， to determine a variety of concentration of sulfur dioxide standard gas， carbon monoxide standard gas and the mixed standard gas of the above two gases. From the quantitative direction， we discuss two of carbon monoxide in fixed potential electrolysis method for determination of fixed pollution sources. The interference of sulfur oxide.

Key words： Sulfur dioxide； Carbon monoxide； Interference； Quantification

1 實驗部分

1.1 實驗原理

1.1.1 自動滴定-碘量法[2]

檢出限：100～6000mg/m?。使煙氣中SO2按下列反應時被碘滴定：

I2+ SO2+2H2O→2HI+H2SO4

溶液開始為藍色，當碘完全消耗時，溶液變為無色，反應結束。用煙氣采樣器及其自帶計時功能記錄采集煙氣體積。由于在采樣期間生成的亞硫酸根一直滴定碘，由碘標準液體積、摩爾濃度和采樣體積即可計算出SO2濃度。

1.1.2 定電位電解法[3]

煙氣進入電化學傳感器，SO2通過滲透膜擴散到敏感電極表面發生氧化反應：SO2+2H2O→SO42-+4H++2e，并由此產生擴散電流。在規定條件下，電子轉移數（Z）、法拉第常數（F）、氣體擴散面積（S）、擴散系數（D）和擴散層厚度（δ）均為常數，極限擴散電流（i）大小與SO2濃度成正比，由此可得SO2濃度（c）：c=i·δ/（Z·F·S·D）。

1.2 儀器與試劑

TH-880F型微電腦煙塵煙氣分析儀；KANE9008型煙氣預處理器；TH-600B型智能煙氣分析儀；

定電位電解法：多種濃度SO2、CO單獨標準氣體及混合氣體；

自動滴定-碘量法吸收液：0.01mol/L碘標準溶液，其余與碘量法實際相同。

1.3 準確度與精密度

分別用定電位電解法及自動滴定-碘量法5次重復測定120～1996mg/m?SO2標準氣體，測定結果見表1。

由上表可見，定電位電解法相對誤差是0.83%～3.36%，自動滴定-碘量法相對誤差為0.83%～1.65%，兩種方法的相對誤差均小于5%，可見兩種方法準確度均較好，且相差不大，但自動滴定-碘量法準確度更高。定電位電解法相對標準偏差0.09%～2.54%，自動滴定-碘量法相對標準偏差是0.17%～1.92%，可見兩種方法精確度均較好，且并無太大差別。所以，兩種方法在準確度與精密度方面非常接近，適合用于進行比對測試。

2 實驗結果與討論

2.1 單一CO對SO2定電位電解法傳感器的示值影響影響

用TH-880F型微電腦煙塵煙氣分析儀分別多次測定4種不同濃度的單一CO標準氣體，記錄SO2示值（下稱由CO干擾引起的SO2示值為CO干擾值）并計算平均值，結果如下表：

由測試數據分析得，單一CO標準氣體對SO2示值存在正干擾，干擾示值隨CO氣體濃度增大而增大，CO對SO2示值干擾值為CO濃度的3.6%左右。

2.2 CO與SO2共同存在時對SO2示值的影響情況

2.2.1 相同濃度CO與不同濃度SO2共存時對示值的影響情況

用TH-880F型微電腦煙塵煙氣分析儀多次測定CO氣體濃度為定值1464mg/m?而SO2濃度為4種不同濃度的混合標準氣體，記錄結果并計算平均值，測定結果見表3。

由測定結果分析：

1.當CO氣體濃度為1464mg/m?時，各個混合標氣的CO干擾值為51～54mg/m?，可以認為當CO氣體濃度為定值時，CO干擾值也為定值；

2.CO干擾值與CO氣體濃度比為3.6%左右，此值不隨SO2濃度變化；

3.測定相對誤差隨SO2濃度增大而減小，至SO2濃度比CO大時，CO引起的示值誤差小于5%，符合標準方法要求，即CO對SO2示值影響程度隨SO2濃度增大而減小，SO2濃度比CO大到一定程度時，CO就不是干擾SO2測定的主要因素。

2.2.2 不同濃度CO與相同濃度SO2共存時對示值影響情況

用TH-880F型微電腦煙塵煙氣分析儀多次測定SO2濃度為定值299mg/m?而CO濃度為四種不同濃度的混合標準氣體，記錄結果并計算平均值，測定結果見表4。

由測定結果分析：

1.當SO2為定值時，CO干擾值與測定相對誤差隨CO濃度增大而增大，即CO對SO2示值干擾程度隨CO濃度增大而增大，且當CO濃度比SO2大時，示值誤差大于5%，已經超出標準方法規定，此時應對CO的干擾進行排除；

2.CO干擾值與CO濃度比在3.6%左右，此值不隨CO濃度變化。

2.3 方法間實際監測比對數據情況

選擇一條在以往監測發現的含CO較高的煙道，該煙道中煙氣不含其他干擾氣體。先將煙氣通過抽氣泵抽到KANE9008型煙氣預處理器，過程中會先將煙氣加熱至120℃，再冷凝至10℃以下，此過程解決了溫、濕度及負壓對測定的干擾[4]，最后再把煙氣平穩地同時分別通入TH-880F型微電腦煙塵煙氣分析儀和TH-600B型智能煙氣分析儀測定其中SO2濃度，并同步監測CO濃度，結果詳見表5。

由測定結果分析：

1.在實際煙氣監測中，若CO較高，定電位電解法測定SO2會導致監測結果嚴重失真；

2.CO氣體對SO2干擾值始終穩定在CO濃度的3.6%左右。

3 結論

經過對標準氣體的室內實驗和對實際污染源煙氣的測定得到以下結論：

1.CO對定電位電解法SO2示值存在正干擾，干擾值約為CO濃度的3.6%。

2.定電位電解法測定SO2的儀器須通過抗CO干擾試驗，且應配備CO傳感器，在實際監測中同步測定CO濃度，密切留意CO數據變化。

3.若實際煙氣中CO濃度遠大于SO2濃度，且定電位電解法儀器不具備抗CO干擾能力，則應選用其他抗CO干擾的分析方法，若CO濃度遠小于SO2，則可忽略其干擾。

參考文獻

[1]陳建軍. 定電位電解法與碘量法測定化工污染源廢氣中二氧化硫濃度的比較與分析研究[J]. 環境科學與管理， 2013， 38（11）： 127-129.

[2]空氣與廢氣監測分析方法（第四版增補版）[M].北京：中國環境科學出版社，2008.

[3]HJ 57-2017， 固定污染源廢氣 二氧化硫的測定 定電位電解法[S]，2017.

[4] GB/T16157-1996， 固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法[S]，1996.

收稿日期：2018-04-23

作者簡介：溫中力（1987-），本科，肇慶市環境保護監測站（肇慶市環境科學研究所）環境保護工程師，研究方向為環境保護。