[实用新型]利用光声光谱法检测二氧化硫浓度的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于大气痕量气体检测装置技术领域，具体涉及一种利用光声光谱法检测二氧化硫浓度的装置。 

背景技术

CO、N₂O、SO₂、NO、NO₂、CH₄、CH₃、H₂S、卤化物和有机化合物等等都属于痕量气体，它们中有些是天然产生的，但在很大程度上是人类活动产生的各种痕量粒种，这些痕量粒种受到物理的、化学的和生物的作用并参与地球化学循环，对全球大气环境及生态产生重大影响，例如化学烟雾、酸雨、温室效应和臭氧层遭破坏等无不与前述的痕量气体有关。 

在并不限于前面例举的痕量气体中，SO₂是空气中最重要的一种含硫污染物，是一种辛辣的并且为窒息性的无色气体，熔点为-72℃，在水中的溶解度为8.5％(25℃)，SO₂与水蒸气混合后对金属具有很强的腐蚀性，并且对人类健康具有极大的危害性。 

随着科学技术的进步和工业的迅猛发展，人类在创造物质财富藉以增进文明的同时也伴随着向大气中排入大量的有毒有害气体。周知之理，大气中的SO₂主要由燃料如煤炭、石油、天然气等燃烧以及在化学产品的生产过程中产生，正常浓度为0.57～5.7ug/m³。又，SO₂是产生光化学烟雾和酸雨的根源之一，酸雨对建筑物和土壤具有极强的腐蚀性.并且使生物的种类与数量俱减，对人类和其他生物的生存具有严重的危害性，例如长期吸入SO₂会发生慢性中毒，不仅使呼吸道疾病加重，而且对肝、肾、心脏均有危害。SO₂在大气中经阳光照射以及某些金属粉尘如工业烟尘中氧化铁的催化而极易氧化成SO₃，与空气中的水蒸气结合形成硫酸雾，对金属制品、建筑物、土壤和江河湖泊产生酸化作用。 

我国环境质量标准规定，居住区大气中的SO₂日平均浓度应低于0.15mg/m³，年平均浓度低于0.06mg/m³。各国对大气质量的监测指标中，均把SO₂视为重点监测对象之一。 

针对SO₂的检测，我国环保标准主要定义了两种检测方法，一种是甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法，另一种是四氯汞盐吸收-副玫瑰苯胺分光光度法。除此之外还有采用电导率法和红外检测方法以及紫外荧光检测方法。 

前述的四氯汞盐酸吸收-副玫瑰苯胺分光光度法例如：SO₂被四氯汞钾溶液吸收后，生成稳定的亚硫酸盐络合物，再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用，生成紫红色络合物，在575nm处测量吸收度。该法是国内外测定空气中SO₂的最常用的方法，其优点是灵敏度 高、选择性好和既可适用于短时间采样，又可适合于长时间采样。缺点是吸收液毒性大；需要依赖添加化学物质。 

前述的甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法例如：SO₂被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟甲基磺酸加成化合物，在样品溶液中加入氢氧化钠使加成化合物分解，释放出的二氧化硫与副玫瑰苯胺，经甲醛作用而生成紫红色化合物，用分光光度计在波长577nm处测量吸光度。该法的优点是能够避免汞盐的毒性，该甲醛吸收法的吸收率与四氯汞钾吸收法相比显著提高，并且稳定。灵敏度和准确度与四氯汞钾吸收法相当，但是，操作条件较为苛刻以及显色操作要求较为严格以及需要依赖添加化学物质。 

前述的电导率法是借助于二氧化硫浓度测量仪，工作原理是利用溶液在温度恒定时，有与其浓度相对应的电导率。当该种溶液吸收气体或与气体发生反应时，其电导率发生变化，测出电导率从而求出气体浓度。该种仪器的电极在出厂前，需用二氧化硫标准气体进行标定，但不能一标永逸，凡是当吸收液的电导率与标定时吸收液的电导率相差较大时，必须重新标定，且采样管必须加热使用。所以此方法不适宜在大气环境长时间监测中使用。