渠立标

摘 要：二氧化硫的过度排放，除了会降低空气质量外，还会形成酸雨，对农作物、建筑物等造成严重危害。随着国家对环保工作重视程度的不断提升，做好空气中二氧化硫的监测成为当前的一项重要工作。通过实时监控、精准测量空气中二氧化硫浓度，可以为下一步空气污染问题的整治提供必要的参考。现阶段国内在二氧化硫监测方面，已经形成了较为完善的技术体系，常用的有分光光度法、碘量法、定电位电解法等。本文在介绍这些常用监测技术的基础上，提出了一种新型的实时、在线监测技术，实践应用效果良好，具有推广价值。

关键词：大气环境检测;二氧化硫;定电位电解法;实时监测技术

1 常用二氧化硫檢测方法

1.1 分光光度法

全称甲醛缓冲液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法，该法早在20世纪90年代就已经广泛的应用到二氧化硫监测中。其原理是空气中二氧化硫被甲醛缓冲液吸收后，生成稳定的羟基甲磺酸加成化合物，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盐酸副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成紫红色化合物，根据溶液颜色深浅，用分光光度计在577nm处进行测定。此法的应用优势在于灵敏度较高，对于空气中微量二氧化硫的检出率较高，并且可以从多种污染气体（如NO、CO等）中，准确的将二氧化硫识别出来，监测结果的可信度较高。但是也存在一定的缺陷，例如操作流程较为复杂，且频繁更换试剂也会增加监测成本。

1.2 火焰光度法

作为现阶段监测大气中二氧化硫含量的一种主要方法，此法的应用优势在于可重复性强，监测成本较低。但是由于监测过程中需要在较高温度下通入氢气，并生成氢火焰，因此对于操作技术和安全性均有较高的要求。火焰光度法的技术操作流程是：抽气泵将气样抽人火焰光度检测器的富氢火焰中，则二氧化硫还原为硫原子，并在适宜温度下被激发，激发的硫原子瞬间越至基态，发射出300-394nm的特征窄带紫外光，经干涉滤光片选择394nm峰值光，用光电倍增管将光信号变成电信号，送入电子放大系统放大，再转变成电压信号送至记录仪。由于发光强度与激发态硫原子浓度成正比，故通过测量电信号的大小可得知气样中硫化物的浓度。

1.3 定电位电解法

从20世纪90年代初，定电位电解法在国内测定空气中二氧化硫含量的工作中开始得到推广使用。该方法中使用到的核心设备是二氧化硫测定仪，随着技术的发展，现阶段许多厂家通过技术改良，该仪器逐渐向便携式、小型化发展，进一步提高了二氧化硫监测操作的便利性。其操作流程和技术要点为：将收集到的待测空气样本，通过进气管送入仪器中，气体首先经过渗透膜，滤除固体颗粒物后，进入到电解槽。此时电解槽内会提供一个高于二氧化硫标准氧化电位的外加电位，从而促使二氧化硫加速完成氧化反应。在通电氧化过程中，电解槽内还会产生一个极限扩散电流，该电流I与二氧化硫浓度ρ为正比关系，通过测量耗用的电流，推算出二氧化硫浓度。定电位电解法监测空气中二氧化硫，其应用优势在于不需要添加试剂，一方面是减少了对测量结果的干扰，有利于控制误差，提高结果精度;另一方面也可以降低成本。

2 实时监测技术在二氧化硫监测中的应用

上述几种常规的二氧化硫监测技术，需要工作人员先进行空气采样，然后对空气样品中二氧化硫的浓度进行测定。虽然可以较为快速、精准的得到监测结果，但是并不能做到实时监测。随着信息技术和新型设备的发展，为大气环境的实时监测提供了必要的支持。其中，小型民用无人机技术近年来发展迅速，利用无人机搭载气体传感器，可以实现对空气中二氧化硫的实时监测，较好的满足了当下对于二氧化硫监测工作的需要。

2.1 技术优势

（1）小型无人机的操作灵活，可以根据大气环境监测工作的需要，在特定区域内进行连续监测，且具有较强的环境适应能力，除了一些特殊极端天气外，均可执行监测任务。（2）利用无人机搭载高灵敏度的复合气体传感器，在飞行过程中，可以自动捕捉空气并完成对空气中特定气体成分的监测。除了二氧化硫外，像PM2.5、氮氧化物、VOC等大气环境中常见的污染物，都可以完成快速监测。（3）利用无人机上的内置无线传感设备，在飞行过程中，可以将监测结果实时传递给地面站，保证了监测数据的“地-空”同步。实时监测系统组成如图1所示。

2.2 操作要点

地面工作人员利用遥控器操作无人机进入监测区域。无人机上搭载的光电吊舱，采取红外扫描的形式，获取地面影像，在系统设定的空间范围内，根据预设的路线进行循环飞行。在这一过程中，机载复合气体传感器会收集空气，并识别气体中的“有效成分”。根据复合气体传感器功能的不同，可识别的气体成分涵盖二氧化硫、PM2.5、PM10、NO、O3、VOC等等。无人机搭载的单片机可以对传感器反馈的数据进行汇总，然后利用无人机内置的无线通信单元，将数据传输到地面接收站。在无人机的整个巡航过程中，可以源源不断的向地面站传输监测数据，并且以图像等直观形式展示出来，方便工作人员掌握监测区域内二氧化硫的含量信息。

3 结语

二氧化硫作为空气污染物的一种重要组成，具有来源广泛、危害严重等特点，加强二氧化硫监测，可以让环保部门及时发现二氧化硫超标现象，进而追踪超规排放的源头，采取有效措施从源头解决二氧化硫污染问题。分光光度法、火焰光度法、定电位电解法等常规的监测方法有其各自的应用优势，但是都需要提前采集空气样品，并且样品的采集方式、采集地点等，均会对监测结果造成干扰影响。基于无人机搭载复合气体传感器，进行实时、在线监测，具有操作简便、实时性强、精准度高等优点，成为现阶段二氧化硫监测的新手段，具有推广使用价值。

参考文献

[1] 郭永童，余湘飞.甲醛法测定环境空气中二氧化硫影响因素探析[J].广东化工，2019（07）：209-210.

[2] 翟斌.固定污染源废气中二氧化硫监测常见问题及解决办法初探[J].华东科技（综合），2019（01）：377-378.