工业废气二氧化硫的危害和检测方法

神兴明，任士伟，王 娜

(金正大生态工程集团股份有限公司 养分资源高效开发与综合利用国家重点实验室，山东 临沂 276700)

0 前言

工业二氧化硫废气是一种无色、有强烈刺激性气味、可溶于水的气体。二氧化硫是我们生活中常见的工业废气，它不仅威胁着人们的健康，而且对环境、工业设备、建筑物甚至文物也有很强的腐蚀性。当大气中二氧化硫的含量超标时，不仅会直接危害人体健康和动植物的生长，经过氧化反应逐渐形成酸雾或硫酸雨能使大片森林和农作物毁坏，当大气中二氧化硫的浓度为1×10-6～5×10-6时，即可闻到气味，高于5×10-6时，吸入可引起心悸、呼吸困难等心肺疾病，严重者可引起反射性声带痉挛、喉部水肿甚至窒息。会对植物造成慢性危害，使植物叶片逐渐褪绿，进而使植物叶片表面产生损伤斑，甚至直接枯萎脱落，降低植物的产量和质量。由于二氧化硫气体易挥发，水溶性强，不易被颗粒吸附，扩散性强，可与空气任意混合，危害范围广[1]。

充分认识工业废气二氧化硫的危害和现状，加强废气处理和检测方法创新有重要的现实意义。

1 工业废气二氧化硫的检测方法

根据GB3095—2012环境空气质量标准和GB/T 16157—1996固定污染源废气中颗粒物测定和污染物采样方法规定：最大允许排放浓度为空气中二氧化硫≤0.02 mg/L。国家工业排放到大气中的二氧化硫含量有明确限量要求，国家标准规定工业废气中二氧化硫含量≤0.15 mg/m3。

硫氰酸汞分光光度法和离子色谱法是我国测定硫离子的主要方法。 硫氰酸汞分光光度法方法灵敏，显色溶液稳定，操作简单，但选择性差，方法不易掌握； 离子色谱法准确、灵敏且具有选择性，并且可以同时测定多种阴离子，但其操作复杂，仪器昂贵。通过长期的实践探索和大量数据整理分析，本文找出一种快速、准确、操作简单、数据重现性好的检测方法。 此检测方法可准确、快速地测量工厂车间工业废气中二氧化硫的含量，为实际生产提供数据支持，有利于实际生产的操作。

2 实验部分

2.1 实验仪器

500 mL玻璃反应管4个、50 mL酸式滴定管1个、50 mL碱式滴定管1个、循环水式多用真空泵，临海市永昊设备有限公司；气体流量计，安徽天维仪表有限公司。

2.2 试剂及溶液

氢氧化钠标准滴定溶液，0.5 mol/L；硫酸标准滴定溶液，0.5 mol/L；酚酞指示剂，1%。

2.3 实验前准备

分别向3个反应管各装入氢氧化钠标准溶液50 mL和3～5滴1% 酚酞指示剂，并将3个反应管依次串连在一起作为工业废气的接收器。

2.4 反应过程

用过量氢氧化钠溶液吸收废气中的二氧化硫，生成亚硫酸钠可继续吸收二氧化硫生成亚硫酸氢钠，再与适量氢氧化钠反应，可再生亚硫酸钠溶液，进行再循环反应，最后用硫酸标准滴定溶液与过量氢氧化钠反应。

3 检测步骤

3.1 样品采集

①检查循环水多用真空泵和气体流量计是否能正常工作，检查尾气管路是否连接正常。②将尾气管道、反应管、流量计、循环真空泵依次与橡胶管串联；记录流量计的初始读数A1，启动电源，启动工业尾气检测，记录仪表的结束读数A2停止尾气检测后的流量计。③将3个反应管中的液体全部转移到三角烧瓶中，用配制好的0.5 mol/L硫酸标准溶液中和剩余吸收液中的氢氧化钠标准滴定液。二氧化硫含量的计算方法如下：

式中：V1为氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL；V2为硫酸标准滴定溶液的体积，mL；c1为氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/L；c2为硫酸标准滴定溶液的浓度，mol/L；M为二氧化硫的摩尔质量，g/mol；A为流量计记录的抽取尾气体积，A=A2-A1，L。

3.2 实验数据

样品采集必须在生产设备、生产过程正常运行的前提下，在同一个取样点进行工业废气采集。同时对照实验按GB/T16109—1995《车间空气中二氧化硫的盐酸副玫瑰苯胺分光光度测定方法》进行二氧化硫含量测定，检测数据见表1[2]。 由表1可知，其结果准确无偏差并且重现性好。

表1 样品测定结果 mg/L

为真实反映各厂尾气二氧化硫排放情况，尾气二氧化硫检测应在生产设备和生产工艺正常运行的情况下进行样品收集。样本采集量影响实验结果的准确性，尾气收集尽量在200～500 L，并控制检测尾气量，尽量避免指示器的变色范围。为防止吸收瓶内的吸收液因管道负压而被吸回管道，尾气检测完成后，应先拆下连接设备的胶管，再拆下开关，应关闭循环真空泵。

4 结论

在加快工业生产发展的同时，要认识到环境保护的重要性和必要性，责令污染严重、二氧化硫排放不达标的工厂依法停产整顿，加快环境监测力度，实现清洁生产。 准确检测工业废气中二氧化硫的含量，改进工业废气中二氧化硫的处理技术和准确、快速的检测方法，确保工业废气经处理后排放。 及时准确地检测工业废气中二氧化硫的含量更为重要。

经过长期实践和大量数据积累，建立了一种简单、快速、易操作的酸碱中和滴定法测定工业废气中二氧化硫的含量。 实验结果与GB/T16109—1995进行比较，结果是准确的、公正的、可重复的。 该方法可用于日常工业废气检测，简单、快速、操作简单、成本低，可以快速、准确地测量排放工业废气中二氧化硫的含量，从而控制工业废气中二氧化硫含量的不超标排放，为实际操作提供参考，适用于在工业生产控制过程中的运用检测。