定電位電解法測(cè)定固定污染源廢氣的二氧化硫

摘要：二氧化硫是我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中六項(xiàng)主要污染物之一。我國(guó)部分地區(qū)因二氧化硫排放集中導(dǎo)致酸雨多發(fā)，對(duì)本就脆弱的生態(tài)環(huán)境造成了很大傷害，因此須強(qiáng)化二氧化硫的監(jiān)控。定電位電解法是比較成熟的便攜式二氧化硫測(cè)量方法，但在實(shí)踐中仍存在許多問題，本文介紹了恒電位電解測(cè)量二氧化硫的測(cè)量方法，同時(shí)討論了恒電位電解測(cè)量?jī)x的維護(hù)問題。

關(guān)鍵詞：固定污染源;測(cè)定方法;二氧化硫;電位電解法

中圖分類號(hào)：X830.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）12-0-02

Abstract：Sulfur dioxide is one of the six major pollutants in Chinas environmental air quality standards. Due to the concentration of sulfur dioxide emissions in northern China， acid rain occurs frequently， which has caused great harm to the fragile ecological environment. Therefore， it is necessary to strengthen the monitoring of sulfur dioxide. “Constant potential electrolysis method” is a relatively mature portable measurement method for sulfur dioxide， but there are still many problems in practice.

Key words：Fixed pollution source;Determination method;Sulfur dioxide;Potential electrolysis method

二氧化硫?qū)Νh(huán)境的破壞很大，現(xiàn)階段，造成酸雨污染的主要因素是人類工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的二氧化硫和氮氧化物在大氣當(dāng)中同水分相結(jié)合。因此，要想有效減少酸雨的產(chǎn)生，必須在大范圍內(nèi)控制住人類工業(yè)生產(chǎn)過程中對(duì)二氧化硫的排放。加大檢測(cè)力度，特別是對(duì)工業(yè)生產(chǎn)廢氣中的二氧化硫排放量和二氧化硫的濃度進(jìn)行檢測(cè)。目前，在實(shí)踐中檢測(cè)二氧化硫濃度的方法主要包括：鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法、碘量法、定電位電解法以及中和滴定法。上述各種方法各有優(yōu)缺，適用于不同的環(huán)境和要求。其中，技術(shù)相對(duì)成熟且便利的方法主要是“定電位電解法”。但其在實(shí)際應(yīng)用的過程中也存在著一些的問題。有鑒于此，文章深度分析了“定電位電解法”的方法和原理，并對(duì)存在的問題和解決方法加以論述。

1 定電位電解法測(cè)量二氧化硫相關(guān)方法

現(xiàn)在通常采用碘量法、中和滴定法，通過氨基苯胺鹽酸分光光度法測(cè)定煙氣中二氧化硫濃度。該方法采用碘量法和中和滴定法確定，操作簡(jiǎn)便，易于掌握，基本可以滿足測(cè)量精度要求;鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法，可測(cè)量到低濃度的二氧化硫。而定電位電解法主要應(yīng)用于室內(nèi)空氣、煙囪排煙等的監(jiān)測(cè)，儀器便攜，測(cè)量范圍廣，使用和維護(hù)非常方便。上述幾種方法，中和滴定法和分光光度法會(huì)受到廢氣中其他共存物質(zhì)的干擾，而且吸收效率、試劑質(zhì)量、取樣測(cè)量和分析操作等因素也會(huì)影響測(cè)試精度。定電位電解法是現(xiàn)在比較先進(jìn)的測(cè)量方法，對(duì)二氧化硫在廢氣中的共存物質(zhì)具有很強(qiáng)的抗干擾能力，特別是現(xiàn)場(chǎng)采樣分析中，具有良好的準(zhǔn)確性，分析速度快，攜帶方便。

2 定電位電解法測(cè)量二氧化硫的原理

應(yīng)用定電位電解法進(jìn)行二氧化硫氣體濃度的檢測(cè)，主要應(yīng)用以下原理：

首先，待檢測(cè)氣體經(jīng)過除塵、去濕處理后，經(jīng)抽氣泵進(jìn)入傳感器室;其次，通過傳感器室后，待檢測(cè)氣體在電解槽中通過電解液進(jìn)行電位電解;最后，通過計(jì)算消耗的電流，就可以計(jì)算出待檢測(cè)氣體中二氧化硫的具體濃度。

檢測(cè)儀器的內(nèi)部裝有一個(gè)塑料制作的池體，里面裝有電極。電極之間充滿電解液。利用四氟乙烯制作的多孔隔膜在池體頂部位置封裝有前置放大器，通過傳感器與電極相連。一旦施加一定的電壓在電極之間，則傳感器進(jìn)入工作狀態(tài)。此時(shí)，被抽取的待檢測(cè)氣體與電極發(fā)生氧化或還原反應(yīng)，最終當(dāng)電極平衡時(shí)，變化值與氣體濃度成正比。

3 一氧化碳等干擾氣的解決方案

排放的廢氣當(dāng)中并不只有二氧化硫，還有其他如一氧化碳、氫氟酸、硫化二氫、阿莫尼亞等。由于定電位電解法主要依賴二氧化硫傳感器。為了防止污染電解液，在電解電位傳感器中一般會(huì)設(shè)置滲透膜。一些大于二氧化硫分子直徑的氣體分子會(huì)被阻攔在滲透膜之外。但是，還有一些同二氧化硫分子直徑差不多的氣體分子，會(huì)隨二氧化硫一起穿過滲透膜。這些氣體共同存在于廢氣當(dāng)中，當(dāng)進(jìn)行二氧化硫檢測(cè)時(shí)，這些氣體極易影響最終的檢測(cè)結(jié)果。因此，這部分氣體被稱之為“干擾氣”。這些氣體不僅會(huì)影響檢測(cè)數(shù)值，而且會(huì)造成傳感器的永久性損傷。因此，在采用定電位電解法時(shí)，一定要盡力避免干擾氣所帶來(lái)的影響和破壞。為此，應(yīng)在儀器中裝上對(duì)應(yīng)的傳感器，以此實(shí)現(xiàn)干擾補(bǔ)償，減少因干擾氣帶來(lái)的測(cè)量誤差。并且，新購(gòu)置的機(jī)器一定要進(jìn)行一氧化碳、氫氟酸，硫化二氫，阿莫尼亞等氣體測(cè)試，確定其影響范圍，保證其影響率在3%以內(nèi)。

4 定電位電解法測(cè)定設(shè)備的維護(hù)

定電位電解法測(cè)定設(shè)備是以水溶液當(dāng)作電解質(zhì)，在電解質(zhì)被蒸發(fā)或者被污染的情況下使用往往會(huì)使傳感器的信號(hào)強(qiáng)度下降，減少使用的壽命。而空氣中存在的被測(cè)物質(zhì)進(jìn)入傳感器里，會(huì)使設(shè)備有效成分減少，即使沒有實(shí)際測(cè)量，使用壽命也會(huì)縮短，所以正確的使用和維護(hù)非常重要。

儀器啟動(dòng)時(shí)，要使用清潔的空氣清潔傳感器，使用后立即關(guān)閉，儀器應(yīng)保持清潔空氣運(yùn)行5～10min，儀表顯示氣體值低于10個(gè)單位，保持儀器內(nèi)部處于新鮮空氣的環(huán)境，才可以關(guān)閉。因?yàn)閭鞲衅鏖L(zhǎng)時(shí)間暴露在煙氣中會(huì)極大影響使用壽命，只有短時(shí)間與被測(cè)對(duì)象接觸，長(zhǎng)期處于新鮮的空氣中才可維護(hù)其正常使用壽命。

對(duì)于裝有粉塵過濾裝置的儀器，要及時(shí)更換濾芯，有效避免傳感器因灰塵的進(jìn)入而造成污染。同時(shí)，便攜式儀器由于采取電池的方式提供能源，因此，無(wú)論是否使用，都需要經(jīng)常性的充電，頻率保持2-3周/次。目的是為了保障便攜式儀器的電池電量時(shí)刻不低于30%。

由于檢測(cè)氣體一般是抽取煙道中的氣體，因此，儀器氣泵流量的大小，直接影響到最終測(cè)量的數(shù)值。一般來(lái)說，如果泵抽力小，則最終測(cè)量數(shù)值偏低;如果泵抽力大，則最終測(cè)量數(shù)值偏高。因此，為了避免最終的測(cè)量數(shù)值同實(shí)際數(shù)值偏差過多，在實(shí)際測(cè)量時(shí)，要依據(jù)煙道的負(fù)壓大小，選擇合適的儀器流量，以確保最終測(cè)量數(shù)值同實(shí)際數(shù)值偏差在允許的閾值范圍內(nèi)。

一些測(cè)量?jī)x器的生產(chǎn)商在儀器出廠時(shí)，除了抽氣泵之外，還會(huì)安裝一個(gè)內(nèi)置的清洗泵。目的是在連續(xù)使用后，可以關(guān)閉檢測(cè)儀器的抽氣泵。此時(shí)，儀器內(nèi)置的清洗泵開啟，自動(dòng)抽取清潔空氣進(jìn)行內(nèi)部清洗。這種設(shè)置有效延長(zhǎng)了檢測(cè)儀器的使用壽命，確保了檢測(cè)儀器的精度，是值得鼓勵(lì)和推廣的設(shè)置。

參考文獻(xiàn)

[1]李琦，張欣，趙新亮.《固定污染源廢氣二氧化硫的測(cè)定“定電位電解法”》新標(biāo)準(zhǔn)解讀及一氧化碳對(duì)二氧化硫濃度影響分析[J].環(huán)境與發(fā)展，2019，31（02）：136+141.

[2]陳軍.污染源監(jiān)測(cè)中遇高濃度一氧化碳時(shí)二氧化硫的測(cè)定[J].低碳世界，2018（01）：3-4.

[3]白煜，周祥宇，張曉麗，閆駿，邸鑫，趙月，董廣霞.“定電位電解法”和非分散紅外法測(cè)定誤差分析[J].中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2016（04）：36-39.

[4]陳建軍.“定電位電解法”與碘量法測(cè)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(huán)境科學(xué)與管理，2013，38（11）：127-129.

[5]肜景.水泥企業(yè)職業(yè)危害因素及控制措施[A].中國(guó)建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司、國(guó)家水泥質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、首都科技條件平臺(tái)中國(guó)建材總院研發(fā)試驗(yàn)服務(wù)基地.《中國(guó)建材科技》安全生產(chǎn)技術(shù)交流會(huì)專刊（三）[C].中國(guó)建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司、國(guó)家水泥質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、首都科技條件平臺(tái)中國(guó)建材總院研發(fā)試驗(yàn)服務(wù)基地：中國(guó)建材科技雜志社，2016：3.

[6]周偉斌.“定電位電解法”測(cè)定固定污染源中二氧化硫的不確定度[J].廣東化工，2013，40（10）：135-136+158.

[7]王增報(bào).天津市冶金行業(yè)大氣污染防治現(xiàn)狀[A].河北省冶金學(xué)會(huì)、北京金屬學(xué)會(huì)、天津市金屬學(xué)會(huì).2012中國(guó)（唐山）綠色鋼鐵高峰論壇暨冶金設(shè)備、節(jié)能減排技術(shù)推介會(huì)論文集/推介指南[C].河北省冶金學(xué)會(huì)、北京金屬學(xué)會(huì)、天津市金屬學(xué)會(huì)，2012：7.

收稿日期：2019-08-02

作者簡(jiǎn)介：胡若曦（1988-），男，漢族，本科學(xué)歷，研究方向?yàn)榇髿馕廴痉乐巍?/p>