大气中硫酸盐化速率的测定方法

大气中硫酸盐化速率的测定方法由于工业和家庭排放物中的一些含硫污染物，如SO2、H2S、H2SO4等，经过一系列氧化演变过程，最终形成危害更大的硫酸雾和硫酸盐雾。大气中硫化物这种演变过程称为硫酸盐化速率。测定硫酸盐化速率可以反映出城市大气污染的相对程度。碱片法测定硫酸盐化速率，不需采样动力，简便易行。由于取样时间长，测定结果能较好地反映空气中含硫污染物（主要是二氧化硫）的污染状况和污染趋势。二、碱片－重量法(一)原理碳酸钾溶液浸渍过的玻璃纤维滤膜曝露于空气中，与气态含如二氧化硫、硫酸雾、硫酸化氢等发生反应，生成的硫酸盐。测定生成的硫酸盐含量，计算硫酸盐化速率。其结果以每日在100㎝2碱片上所含三氧化硫毫克数表述。反应式如下：K2CO3+2SO2+O2→2K2SO4+2CO2方法检验出限为0.05mgSO3/(100㎝2碱片.d)。(二)仪器(1)塑料皿：内径72mm，高10mm（可采用普通玻璃罐头瓶塑料盖）。（2塑料垫圈：厚1～2mm，内径50mm，外径72mm，能与塑料皿紧密配合。(3)塑料皿支架：将两块120mm×120mm聚氯乙烯塑料板成90度角焊接，下面再焊接一个高30mm、内径为78～80mm的聚氯乙烯短管，短管上钻三个螺栓眼，互成120度，各眼距塑料板面15mm。使用时，将塑料皿倒装在指甲的聚氯乙烯短管内，用三个铜螺栓固定塑料皿。(4)玻璃纤维滤膜。(5)玻璃砂芯坩埚G4型。(6)分析天平：感量0.1mg。(三)试剂(1)30%（m/v）（300g/L）碳酸钾溶液称量75g无水碳酸钾，溶于水中，加入7ml甘油，再用水稀释至250ml。贮于具橡皮塞的试剂瓶中。(2)盐酸溶液C（HCL）=0.4mol/L：量取浓盐酸33ml，用水稀释至1000mL。(3)10%(m/v)(100g/L)氯化钡溶液。(4)1.0%(m/v)(10g/L)硝酸银溶液。(5)EDTA－氨溶液(乙二胺四乙酸二钠－氨溶液):称量7gNa2－EDTA－(乙二胺四乙酸二钠盐)，溶于水中，加入氨水5.0ml氨水，再加水稀释至1000mL。(6)(1＋4)盐酸溶液。(四)采样(1)碱片的制备将玻璃纤维滤膜剪成直径为7.0㎝的圆片，毛面向上，平放在150ml烧杯口上，用刻度吸管均匀滴加30%（300g/L）碳酸钾溶液1ml于圆片滤纸上，使溶液在滤膜上扩散直径为5㎝。然后，置于60℃烘干，贮于干燥器内备用。制备碱片时，滴加300g/L碳酸钾溶液在圆片滤纸上，必须扩散浸渍均匀，不得出现空白。（2）放样将碱片毛面向外放入塑料皿采样夹中，用塑料垫圈压好边缘，装入塑料袋中携至采样现场，使滤膜面向下固定在塑料皿支架上。采样高度为5～10m的欲测地点暴露采样，如放在屋顶上，应距屋顶1～1.5m，放置时间为30天±2天。采样后，收回采样夹装入原袋中，送回实验室分析。放样和收样时，记录和核对放样地点、滤膜编号及时间（月、日、时）(五)步骤①沿塑料垫圈内缘，用锋利的小刀刻下直径为5.0㎝的样品膜，置于150ml烧杯中，斜靠在玻璃棒上，盖上表面皿，小心的从烧杯嘴处滴加0.4mol/L盐酸溶液约20ml。待二氧化碳完全逸出后，将碱片捣碎，加热至近沸2～3min。②用少量水冲洗表面皿，用中速定量滤纸将样品溶液滤入150ml烧杯中，过滤时只清出上层清液，尽量不让碎碱片进入漏斗。用温水以倾注法洗涤碱片残渣数次。收集滤液和洗涤液共60～100ml。③将滤液加热（不得沸腾）浓缩至40ml（采暖期二氧化硫浓度高时，体积可为60～80ml）。④在加热条件下，搅拌并逐滴加入10%氯化钡溶液1ml（18～20滴），开始时要快搅慢滴，以获得颗粒粗大的硫酸钡沉淀。待硫酸钡沉降后，在上层清液中加1～2滴氯化钡溶液，检查沉淀是否完全。加热沉化30min，搅拌数次，冷却，放置2h（或过夜）后过滤。⑤将硫酸钡沉淀滤入（全部移入）已恒重的G4玻璃砂芯坩埚中，抽气过滤，用温水洗涤并将沉淀转入坩埚，最后用淀擦下杯壁上的沉淀并洗入坩埚。用温水洗涤坩埚中的沉淀直至滤液中不含离子为止（用10%硝酸银溶液检查，直至滤液滴加10g/L硝酸银溶液不发生浑浊为止）。洗涤液总体积控制在60～80ml，避免沉淀溶解损失。⑥将有沉淀物的坩埚置于105～110℃烘箱内烘1.5h后，取出后放入干燥器内冷却40min。在分析天平上称量。再次烘烤，称量直至质量恒定，两次称重相差不应超过0.4mg。带沉淀物的坩埚①称量结果减去空坩埚称量结果即为硫酸钡质量。在每批样品测定的同时，取未采样的滤纸碱片2～3片，按相同操作步骤，作试剂空白测定。(六)计算硫酸盐化速率（SO3,mg/(100㎝2碱片.d)）=(Ws﹣Wb)∕S·n×MSO3∕MBaSO4×100=(Ws﹣Wb)∕S·n×34.3式中Ws——样品碱片中测得的硫酸钡质量，mg；Wb——空白碱片中测得的硫酸钡质量，mg；S——样品碱片有效采样面积3.14×(2.5)2，cm2；n——碱片在空气中放置天数，准确至2.4h（0.1d）。34.3——三氧化硫与硫酸钡分子量比值。(七)说明①制备碱片时，滴加碳酸钾溶液应保证滤膜浸渍均匀，不得出现空白。②坩埚恒重时各次称量、冷却时间及坩埚排列顺序要保持一致，避免因条件不一致造成误差。③用过的玻璃砂芯坩埚应及时用水冲出其中的沉淀，用温热的EDTA－氨溶液浸洗后，再用(1＋4)盐酸溶液，用水抽滤，仔细洗净，烘干备用。④采样支架及设备，在保证基本尺寸合乎要求的条件下，固定塑料皿的方法可根据具体情况自行设计和加工。