染剂（DYE）添加在硫化二氧化硫测定无机化学物质中的作用

张卫宝

摘 要：为了测量环境空气中的二氧化硫（SO2），美国环境保护署（USEPA）已经推荐了基于PRAdye的比色法作为参考技术。该方法已经在许多国家长期开发和应用；但是关于采样和分析条件的方法的灵敏度的信息是不可用的。在一些东南亚国家进行的合作研究表明，测量浓度与实际值有很大差异（约为50%）。观察到用于显色的染料起着重要作用，并且即使在制备染料溶液方面也有轻微的变化，可能导致测量的二氧化硫浓度的显着变化。因为空气质量测量的一个主要目标是将空气污染浓度与空气污染的影响联系起来，因此所使用的方法应该能够产生准确的污染物水平，从而有效地制定和实施适当的管理计划。因此，在本次调查中，已经突出了SO2监测方法中使用的染料的作用。使用以不同模式制备的不同颜料的染料来研究测量的二氧化硫浓度水平的变化。还对所有染料的规格进行了测试。还强调了对SO2认证参考物质（CRM）的使用需求。

关键词：二氧化硫；染剂；无机化学

二氧化硫是最重要的空气污染物之一。SO2的主要人为来源是在固定燃烧和工业过程中燃烧化石燃料，即石油，化工，冶金矿产，家用排放和汽车（柴油车）。自然资源是火山，地热活动，有机物细菌分解，森林火灾等。二氧化硫对人类健康，植被，物质损害的不利影响是众所周知的。短期暴露于二氧化硫含量升高可能导致呼吸困难；如喘息，胸闷或气短。长时间暴露于高浓度的二氧化硫，加上高含量的颗粒物质，会引起心血管疾病，呼吸系统疾病和肺部防御的变化。SO2和NOx一起是酸性沉积（酸雨）的主要前体，这与土壤，湖泊和溪流的酸化有关，并加速了建筑物和古迹的腐蚀。SO2也是颗粒物质的主要前体，这对于健康有重要的意义，也是可见度差的主要原因。环境空气中的二氧化碳主要通过对位 - 罗糖醛（PRA），湿化学法来确定。这种手动监控方法被广泛应用于许多发展中国家和欧洲国家，并且将继续使用，因为与自动分析仪相比，这是一种经济的方法。在这种方法中，空气样品通过四氯乙酸钾（TCM）的吸收剂溶液，存在于空气流中的二氧化硫与TCM反应形成稳定的络合物二氯亚硫酸氢盐（DSM），其随后与酸漂白的对苯二胺（PRA）反应，染料和甲醛（HCHO），以形成强烈着色的染料 - 络合物对 - 玫瑰苯胺甲基磺酸。在啤酒定律应用范围内，分光光度法测定548nm处的颜色强度，其中光密度与环境空气中SO2浓度的水平成正比。二氧化硫浓度在25-1000μgm-3范围内，可以用规定的监测条件进行测定。

1 實验方案

在第一组实验中，主要关注的是尽可能低地获得试剂空白的吸光度，使得暴露样品中的色偏可以最小化。这通过在步骤I中将RAdye溶解在100ml蒸馏水（DW）中而不是100ml 1M HCl来实现。然后通过在4ml步骤I染料溶液中加入6ml HCl，制备染料工作溶液（步骤II），并组成体积至100毫升与DW（称为染料C）。将使用该染料测定的二氧化硫濃度与使用在1M HCl中制备的PRA和RA染料（称为染料A和染料B）测定的二氧化硫浓度进行比较。此前，将在HCl中制备的RA染料与PRA染料（Fluka制作，作为参考）进行比较，并且由本文作者建立，RA染料可以代替PRA染料（Goyal，2001）。发现RA染料（化学式C20H19N3·HCl；分子量：337.83）在同时测量期间具有与PRA染料相似的特性和浓度的SO2（化学式：C19H17N3·HCl；分子量：323.83）。结果在本文第3.3.1节中简要介绍。在制备RA染料的步骤I时，发现RA染料仅部分溶于蒸馏水。剩下多达60%的残留物，通常被丢弃。

2 结果和分析

2.1染剂测试

对所有染料（A，B，C和G）进行测定。 这些染料的平均纯度分别为97%，98%，22%和33%。 染料C和G的纯度较低是由于这些染料仅部分溶于蒸馏水，不能被认为是染料的杂质。 染料C和G的不溶性质量分别高达55%和43%，保留在滤纸上。 在溶解在1M HCl中后，进一步利用该不溶物质（残余物），并制备新鲜的染料溶液，并用于如以下部分所讨论的SO2浓度测定。

2.2DYE和DYE复合物的比较

所有染料的规格总结在表II中，其表明试剂空白的吸光度远小于0.170AU的可接受值。对于在蒸馏水中制备的染料（C，D和G），它是最低的。这已经克服了试剂空白的高吸光度值的问题，通常在SO2浓度测定中引起显着的色偏。此外，对于所有染料[3]，校准曲线的回归分析产生了在0.305-0.532范围内的斜率。然而，没有一种染料显示0.746的推荐斜率。在HCl中制备的染料（A和B）比DW中制备的染料显示出更高的斜率值。从残留物制备的校准曲线的斜率最高。

3 结语

在SO2测量中添加染料溶液起着重要作用，染料制备中的轻微变化可导致测量的二氧化硫浓度的显着变化。因此，在该方法中需要非常小心地制备和添加染料溶液。其次，通过使用在蒸馏水中制备的RA染料，可以将由PRA染料制备的试剂空白的高颜色强度的偏差最小化。然而，发现染料仅部分可溶（43%），不溶性染料质量未被利用。还进行了二氧化硫浓度测定中剩余质量的研究。因此，个别监测实验室必须从经济的角度来决定其使用。建议可以使用任何一种染料溶液，只要后续分析也以相同的方式进行。此外，使用以不同模式制备的不同类型的染料证明了校准曲线的有用性，并且可以得出结论，校准曲线有助于获得精确的测量。但为了获得准确的测量（代表真实的环境条件），监测实验室应在常规分析中使用经认证的SO2参考物质；从而可以有效利用SO2上产生的数据。

参考文献：

[1]周谨.天然染料稀土媒染剂环保染色工艺研究[J].毛纺科技，2015（09）：54-58.

[2]吴红霞，魏欢.天然染料媒染剂的环保性研究[J].染整技术，2014（04）：49-51.