使用碱片-重量法测定硫酸盐化速率

碱片法测定硫酸盐化速率,不需采样动力,简单易行。由于采样时间长,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。

碱片法操作简便,试剂毒性低。

(一)碱片-重量法(B)

1.原理

碳酸钾溶液浸渍过的玻璃纤维滤膜曝露于空气中,与空气中的二氧化硫、硫酸雾、硫化氢等发生反应,生成硫酸盐。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100cm²碱片上所含二氧化硫毫克数表示。反应式如下:

 2K₂CO₃+2SO₂+O₂—→2K₂S0₄+2CO₂

方法检出限为0.05mg SO₃/(100cm²碱片·d)。

2.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聚氯乙烯硬塑料板成90°角焊接,下面再焊个高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°,各眼距塑料板面15mm。使用时,将塑料皿倒装在支架的聚氯乙烯短管内,用三个铜螺栓固定塑料皿。

④分析大平:感量0.1mg。

⑤玻璃砂芯坩埚G₄。

3.试剂

①30%(m/V)碳酸钾溶液:称取75g无水碳酸钾,溶解于水,加甘油7.0ml,用水稀释至250ml,贮于具橡皮塞的细口瓶中。

②盐酸溶液C(HCI)=0.4mol/L:量取浓盐酸33ml。用水稀释至1000ml。

③10%(m/V)氯化钡溶液。

④1.0%(m/V)硝酸银溶液。

⑤EDTA-氨溶液:称取7.0g Na₂-EDTA,溶解于水,加氨水5.0ml,稀释至1000ml。

⑥(1+4)盐酸溶液。

4.采样

(1)碱片的制备

将玻璃纤维滤膜剪成直径7.0cm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%碳酸钾溶液1.0ml于每片滤膜上,使溶液在滤膜上扩散直径为5cm。滤膜在60℃烘干,贮于干燥器内备用。

(2)放样

将碱片毛面向外放入塑料皿,用塑料垫圈好边缘,装在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。采样点除考虑气象因素的影响及采样地点之间的合理布局之外,还应注意不要接近烟囱等含硫气体污染源,并尽量避免受人的干扰。采样高度为5～10m,如放置在屋顶上,应距离屋顶1～1.5m,放置时间为30d±2d。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)。

5.步骤

①沿塑料垫圈内缘,月利小刀刻下直径为5.0cm的样品膜。置于150ml烧杯中,斜靠在玻璃棒上,盖上表面皿,小心地从烧杯嘴处滴加10.4mol/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。过滤时只倾出上层清液,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。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。

加热陈化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,最后用淀帚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氯离子为止(用1.0%硝酸银溶液检查),洗涤液总体积控制在60～80ml,避免沉淀溶解损失。

⑥坩埚放在105～110℃烘箱中烘1.5h。在干燥器中冷40min,称重,再烘0.5h,冷却,称量至恒重(两次重量之差不超过0.4mg)。

将2～3片保存在干燥器中的空白碱片,按同法操作,测出空白值(mg)。

6.计算

硫酸盐化速率(SO₃,mg/(100cm²碱片·d))

S——样品碱片有效采样面积,cm²;

n——城片采样放置天数,准确至0.1d。

7.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EDTA-氨溶液浸洗后,再用(1+4)盐酸溶液浸洗,用水抽滤,仟细洗净,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。