二氧化硫及其检测方法的研究
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摘要：本文概述了二氧化硫的来源及危害和测定二氧化硫的常规方法。
关键词：二氧化硫；检测
[中图分类号]TS262.6 [文献标识码]A [文章编号]1009-9646（2012）4-0031-02
二氧化硫在常温下是一种无色有刺激性气味的气体，具有毒性，易溶于水，在水中的溶解度为体积比1:40，密度比空气要大。二氧化硫具有漂白性，它与有色物质发生化合作用生成无色的化合物，但在受热后无色的物质会发生分解又变成原来的有色物质。二氧化硫是酸性气体，它溶解于水后与水发生反应生成亚硫酸，亚硫酸是二元弱酸。二氧化硫具有很强的还原性，在常温下就可以和许多氧化性物质发生氧化还原反应；二氧化硫还具有一定的氧化性，它可以和许多还原性物质发生氧化还原反应。
二氧化硫是大气中数量最大、分布最广、影响人类生命财产最严重的气体污染物之一，和氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物及颗粒物一起被认为是大气五大污染物，其中二氧化硫是其中的第一大污染物[1]。
一、二氧化硫的来源及危害
大气中二氧化硫主要来自两个方面：天然来源和人为来源。天然来源主要来自自然过程、火山爆发、沼泽及大陆架等处所释放的硫化氢，进入空气后被氧化成了二氧化硫；含硫的有机物被细菌分解及海洋形成的硫酸盐气溶胶在大气中经过一系列的转化而形成二氧化硫等。人为来源为人类的生产及生活活动，包括矿物燃料燃烧和含硫物质的工业生产过程。同时，二氧化硫一般被认为为大气污染物的一种，其中人为排放量约占大气中二氧化硫总量的2/3，排放量大的工业部门有火电厂、钢铁、有色冶炼、化工、炼油、水泥、航空业等。
二氧化硫成为空气中最主要的危害之一是因为产生了酸雨，酸雨是指pH值小于5.60的降水，可形成酸雨的主要物质是二氧化硫和氮氧化物，在我国形成酸雨主要是以二氧化硫为主。二氧化硫进入大气中后，由于尘埃的吸附、大气的运动及阳光的光化学等作用形成气溶胶，悬浮于空气中，并随着降雨落在地面上，因二氧化硫溶于水后产生弱酸，所以形成了酸雨。重庆，是我国酸雨高发地区之一，金属材料的腐蚀速度约为非酸雨地区的4倍，可见酸雨对金属材料危害极大。除此之外，二氧化硫对一些涂层，织物，塑料制品，木材，皮革，玻璃灯均有腐蚀作用。同时，酸雨对水生生态环境、农业生态环境、森林生态环境、建筑物及人体健康等多方面都有极大的影响[2]。
二氧化硫可以被吸收进入血液，对全身产生毒副作用，它能够破坏酶的活性，从而明显影响碳水化合物及蛋白质的代谢，对肝脏有一定的损害。研究表明[3-4]，人如果长期处在二氧化硫污染的环境中，由于二氧化硫和飘尘的联合作用，可使肺泡纤维增生，形成纤维性病变，发展下去可使纤维断裂形成肺气肿；另外，二氧化硫还可以加强苯并（a）的致癌作用。
二氧化硫对植物也存在严重的危害，大气中二氧化硫主要通过叶面吸收进入植物机体中，通常认为高等植物生命体不受伤害的二氧化硫临界浓度为150ppm[5]。有研究者发现[6-7]，二氧化硫进入植物体后将对植物机体的生长发育产生重大影响，如对植物微结构产生影响导致叶面发黄、枯萎、落叶及生长缓慢等或引起酶的分子空间结构变化导致酶活性的丧失，同时还得出二氧化硫对植物体的危害程度与气体浓度及污染延迟时间成正比。
二氧化硫具有漂白、防腐和抗氧化的作用，因而在食品、药材加工生产过程中，常作为保险剂加入以延长存放时间。然而，它除了对食品、药材的色泽和保存期延长有一定的作用外，一旦使用过量，就会破坏食品、药材的品质，还会严重的影响人体的健康[8]。
二、二氧化硫的检测方法
1.分光光度法
分光光度法测定二氧化硫是一种经典的方法，即盐酸副玫瑰苯胺比色法[9]，由WEST提出。其主要原理如下：首先食品和药材等含有的二氧化硫经前处理把二氧化硫释放出来，然后用四氯汞钠吸收酸化，最后与盐酸副玫瑰苯胺反应形成紫红色的络合物，在一定的波长下进行分光光度测定。测定用的试剂较多，操作较繁琐，但灵敏度高，并且分析数据可靠，已近成为了国内测定二氧化硫的标准方法。由于所用的四氯汞钠吸收剂是对环境污染严重，人们提出了许多非）
汞物质作吸收剂，如甲醛、乙醇胺、吗啉、三乙醇胺、瓜环等，都具有很高的灵敏度和可靠性。
2.荧光光度法
当二氧化硫与荧光性物质反应时，体系的荧光强度会增强或减弱，因而可利用荧光光度的变化来检测二氧化硫。碘和荧光素反应会导致荧光素荧光强烈猝灭，而用二氧化硫可以有效防止这个作用。
3.化学发光法
某些物质经过特定化学反应后会产生激发态物质，然后跃迁至低能态时会出现发光现象，化学发光法正是基于这种现象的一种分析方法。SO32-具有这种性质，其发光反应机理是从中间体SO32-产生三线态SO32-能够出现发光现象。
4.光谱法
应用于二氧化硫测定的光谱法主要有：火焰原子吸收法、光谱吸收法等。龙斯化等[16]以三氧化铬为氧化剂，酸性的二价钡为吸收液，当二氧化硫氧化成三氧化硫后，用被标准液吸收，把生成的硫酸钡过滤后，原子吸收测定剩下的二价钡，从而测定出了大气中的二氧化硫的含量。
5.碘量法
碘量法是最早分析二氧化硫的技术之一，它是利用吸收液固定二氧化硫后，用碘标准溶液来滴定二氧化硫的含量。
三、展望
上述测定二氧化硫的方法大都存在着检测方法的复杂和检测时间较长的缺点，难以实现快速检测。希望随着研究的深入能够研制出适用于现场、快速检测二氧化硫的样品前处理设备、检测仪器和检测方法。
[1]冯玲,杨景玲,蔡树中.烟气脱硫技术的发展及应用状况[J].环境工程,1997,15(2):19-24.
[2]徐明.烟气二氧化硫污染控制技术发展及现状[J].安徽师范大学学报自然版,2001,24(2):187-189.
[3]二氧化硫对人体有什么危害.大连环境监测中心,2005.
[4]孟紫强.二氧化硫对人体血淋巴细胞的遗传毒性研究[J].城市环境与城市生态,1994,04.
[5]曹洪法,刘厚田.植物对二氧化硫的反应[J].环境科学,1985,6(6):59-66
[6]中科院植物研究所二室编著.环境污染与植物[M].北京:科学出版社,1978.
[7]吴丽英,王晓霞,陈德金.二氧化硫对作物光合强度和呼吸强度影响研究[J].农业环境保护,1989,892:9-12.
[8]张水华.食品分析[M].中国轻工业出版社,2007
[9]GB5009.34-2010,食品中亚硫酸盐的测定盐酸副玫瑰苯胺比色法[S].中国标准出版社.