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2、溶液电导法
• 【工作原理】用酸性的硫酸-过氧化氢溶液吸收
气样中的SO2生成的硫酸：
SO2 H 2O2 H 2 SO4 2 H SO4
2
• (7.1)
• 生成的离子会使吸收液电导率增加，其增加值决 定于气样中的SO2含量，通过测量吸收液吸收SO2 前后电导率的变化，就可知气样中SO2的浓度。 • 电导式SO2自动监测仪器中有两个电导池，一个是 参比池，用于测定空白吸收液的电导率（K1）， 另一个是测量池，用于测定吸收SO2后的吸收液电 导率（K2）。两种电导液电导率差值（K2-K1）即 气样中的SO2浓度。
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2


(7.2)
3、库仑滴定法
使阴极液体中的I2减少，阴极电流降低，为维持电极间的氧 化还原平衡，降低的电流通过参比电极流出。 气样中的SO2含量越大，则阴极电流越小而参比电极电流IR越 大。当气样以固定流速连续地通入库仑池时，则参比电极 电流和SO2量间的关系：
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2、化学发光法
【工作原理】气样中的NOx分子吸收化学能后，被 激发到激发态，再由激发态返回至基态时，以光 量子的形式释放出能量，这种化学反应称为化学 发光反应。利用测量化学发光强度对物质进行分 析测定的方法称为化学发光分析法。化学发光现象包括
• （1）红外线吸收法
• 【工作原理】将气样导入气体池，用选择
性检测器测定SO2在7.3μm附近的红外线吸 收，即可连续地求得SO2的浓度。 • （2）紫外线吸收法
• 【工作原理】将气样导入气体池，在
280～320nm附近对SO2的紫外吸收量变化进 行光电测定，即可连续地求得SO2的浓度。
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7.2.2氮氧化物
• 氮的氧化物有一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化三氮等多种 形式。其中占主要成分的是NO和NO2，以NOx(氮氧化物)表示。 • NOx污染主要来源于生产、生活中所用的煤、石油等燃料燃烧的产物 (包括汽车及内燃机燃烧排放的NOx)；其次是来自使用硝酸的生产排 放的尾气。 • NO为无色、无臭、微溶于水的气体，在大气中易被氧化为NO2，NO2 为棕红色气体，具有刺激性臭味，是引起支气管炎等呼吸道疾病的有 害物质。当NOx与碳氢化物共存于空气中时，经阳光紫外线照射，发 生光化学反应，产生一种光化学烟雾，它是一种有毒性的二次污染物。 NO2比NO的毒性高4倍，可引起肺损害，甚至造成肺水肿。慢性中毒 可致气管、肺病变。吸入NO，可引起变性血红蛋白的形成并对中枢 神经系统产生影响。NOx对动物的影响浓度大致为1.0mg/m3，对患者 的影响浓度大致为0.2mg/m3。国家国家环境质量标准规定，居住区的 平均浓度低于0.10mg/m3，年平均浓度低于0.05mg/m3。
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7.2大气污染指标监测
• 7.3.1二氧化硫
• 测定SO2常用的方法有：分光光度法、溶液 电导率法；紫外荧光法；红外线吸收法； 库化滴定法；火焰光度检测法等。
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1、分光光度法
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1、分光光度法
钍试剂分光光度法
• 【工作原理】气样中的SO2被过氧化氢
（H2O2）溶液吸收并被氧化为硫酸 （H2SO4），硫酸根与过量的高氯酸钡反应 生成硫酸钡沉淀，剩余的钡离子与钍试剂 结合生成钍试剂－钡紫红色络合物。 • SO2+H2O2=H2SO4 • Ba2++SO42-=BaSO4↓ • Ba2++钍试剂=钍试剂-钡络合物（紫红色） 最大吸收波长520nm。
干扰。
为避免四氯汞钾溶液的毒性，可用甲醛缓冲溶液取代，作 为吸收液，之后加入NaOH溶液，使SO2释放，再与盐酸副 玫瑰苯胺显色。
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1、分光光度法
甲醛缓冲液吸收-盐酸副玫瑰苯胺光度法*
• 【工作原理】气样中的SO2被甲醛溶液吸
收后，生成稳定的羟基甲基磺酸，再加入 氢氧化钠溶液使之分解，释放出的SO2与盐 酸副玫瑰苯胺作用，生成紫红色络合物， 进行光度测定。
气样中的NO和NO2常用的测定方法有盐酸 萘乙二胺分光光度法，化学发光法及恒电 流库仑滴定法等。
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1、盐酸萘乙二胺分光光度法
• 【工作原理】用对氨基苯磺酸和盐酸萘乙 二胺配成吸收液。采样时气样中的NOX经氧 化管后以NO2的形式被吸收，生成亚硝酸和 硝酸，在冰乙酸条件下，亚硝酸与吸收液 中的对氨基苯磺酸起重氮化反应，再与盐 酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色的偶氮化 合物，其颜色深浅与气样中NO2浓度成正比， 于波长540nm处用分光光度法定量。
IR M QV 0.000332 I R 96500 n
(7.3)
式中：QV—每秒进入库仑池的SO2量（μg/s）；IR—参比电极 电流（μA）；M—SO2分子量（64）；n—参加反应的每个 SO2分子的电子变化数。
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4、红外吸收法
2、气体状态污染物
• 气体状态污染物是以分子状态存在的污染 物。 • 气态污染物总体上可以分为表7.1五大类。
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表7.1气体状态大气污染物的分类
污染物 含硫化合物 含氮化合物 碳的氧化物 有机化合物 一次污染物 SO2、H2S NO、NH3 CO、CO2 C1～C10 二次污染物 SO3、H2SO4、 MSO4 NO2、HNO3、 MNO3 无 醛酮过氧乙酰硝酸 酯、O3
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5.1光电荧光计
• 用于荧光分析的仪器有目视荧光计、光电 荧光计和荧光分光光度计等。 • 光电荧光计以高压汞灯为激发光源、滤光 片为色散元件，光电池为检测器，将荧光 强度转换成光电流，用微电流表测定。可 以测定微量荧光物质。
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5、紫外荧光法
• 【工作原理】某些物质受到紫外光照射后，会发 射出比照射光波长长的荧光，用波长190—230nm 紫外光照射气样，则气样中的SO2紫外光被激发至 激发态，即 SO2 h SO2 (7.4)
激发态SO2不稳定，瞬间返回基态，发射出330nm的 荧光，即 SO2 SO2 h 2 (7.5) • 利用测荧光波长和荧光强度建立起来的定性、定 量方法称为荧光分析法。
5.2荧光分光光度计
• 如果对荧光物质进行 定性研究或选择定量 分析的适宜波长，则 需要使用荧光分光光 度计（图7.2）。
图7.2荧光分光光度计结构示意图
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5.3紫外荧光SO2监测仪
紫外荧光SO2监测仪由气路系统及荧光监测系 统两部分组成，如图7.3和图7.4所示。
第七章环境污染物检测 ——大气污染
制作：孟现柱 mengxz12@ /jc/index.html
7.1概述
• 大气污染物:由于人类活动或自然过程排入 大气并对人和环境产生有害影响的那些物 质。 • 大气污染物按其存在形态可概括为两大类： 1.气溶胶状态污染物；2.气体状态污染物。
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1、分光光度法
四氯汞盐－盐酸副玫瑰苯胺分光光度法
【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（NOx）、臭氧（O3）及Mn2+、Fe3+、Cr6+等
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
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1、气溶胶状态污染物
• 在大气污染中，气溶胶系指沉降速度可以 忽略的小固体粒子、液体粒子或它们在气 体介质中的悬浮体系。 • 按气溶胶的来源和物理性质，可分为:粉尘 （1～200μm）、烟（0.01~1μm）、飞灰、 黑烟、雾等。
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图7.3紫外荧光SO2监测仪气路系统
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5.3紫外荧光SO2监测仪
图7.4SO2监测仪荧光计工作原理
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6、火焰光度检测法
• 【工作原理】将气样导入富氢（氢气）火
焰中，富氢火焰使SOx形成激发态分子，当 它们回到基态时，发射出394nm特征波长的 光，光强度与被测组分的量成正比，测定 它的发光强度，即可连续的测得SO2的浓度。
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7、比色法
• 比色法以生成有色化合物的显色反应为基础，通 过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测 组分含量的方法。 • 一般包括两个步骤：首先是选择适当的显色试剂 与待测组分反应，形成有色化合物，然后再比较 或测量有色化合物的颜色深度。 • 比色法二氧化硫监测仪采用程序控制自动采样装 置和自动加液计量装置，依次量取吸收液，采集 定量气样，加入SO2显色剂和进行比色测定。
1、分光光度法
四氯汞盐－盐酸副玫瑰苯胺分光光度法
【测定要点】先用亚硫酸钠（Na2SO3）标准溶液配 制标准色列，在最大吸收波长处以蒸馏水为参比 测定吸光度，用经试剂空白修正后的吸光度对SO2 含量绘制标准曲线，然后以同样方法测定显色后 的样品溶液，经试剂空白修正后，气样中SO2含量：
SO
2
mSO2 V1 Vn V2
卤素化合物
HF、HCl
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无
注：MSO4、MNO3分别为硫酸盐和硝酸盐。
7.2大气污染指标监测
• 7.3.1二氧化硫SO2是主要大气污染物之一，为大气环境污 染例行监测项目。SO2无色、易溶于水、有刺激性气味。 主要由燃煤及燃油等含硫物质燃烧产生，其次是来自自然 界，如火山爆发、森林起火等产生。 • SO2的味阈值是0.3ppm，对人的结膜和上呼吸道粘膜有强 烈刺激性，可损伤呼吸器管，致支气管炎、肺炎，甚至肺 水肿呼吸麻痹。短期接触SO2浓度为0.5mg/m3空气的老年 或慢性病人死亡率增高，浓度高于0.25mg/m3，可使呼吸 道疾病患者病情恶化。长期接触浓度为0.1mg/m3空气的人 群呼吸系统病症增加。SO2对金属材料、房屋建筑、棉纺 化纤织品、皮革纸张等制品容易引起腐蚀，剥落、褪色。 还可使植物叶片变黄甚至枯死。国家环境质量标准规定， 居住区日平均浓度低于0.15mg/m3，年平均浓度低于 0.06mg/m3。