CN102183478A - 一种测定卷烟主流烟气气相中硫化氢的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种测定卷烟主流烟气气相中硫化氢的方法，用酸性溶液处理过的剑桥滤片捕集卷烟主流烟气中的粒相部分，通过剑桥滤片的气相部分用含有锌离子的溶液吸收，该气相中的硫化氢与锌离子反应，生成硫化锌胶体，硫化锌胶体在酸性条件下，硫离子与对氨基二甲基苯胺溶液和三氯化铁溶液作用，生成亚甲基蓝，根据颜色深浅，用分光光度法测定硫化氢的量。本发明采用亚甲基蓝法对硫化氢进行直接测定，测定的重复性好，灵敏度高，测定结果准确，回收率高，使用的仪器简单，易于实施，便于方法的普及。

Description

一种测定卷烟主流烟气气相中硫化氢的方法
技术领域
本发明属于烟草检测领域，具体的说，涉及一种针对卷烟主流烟气气相中硫化氢含量的测定方法。
背景技术
硫化氢是一种有腐蛋、恶臭味的特殊气体，国家规定作业场所空气中的最高允许浓度为10mg/m3，而人对硫化氢的嗅觉阈很灵敏，浓度在0.012-0.03mg/m3即可嗅到,故硫化氢的最高允许浓度与人对它的嗅觉浓度相差很大。
人体摄取的硫化氢可迅速被吸收。吸人的硫化氢分布于脑、肝、肾、胰腺和小肠中。主要代谢发生在肝脏中，有两条途径：一是氧化为硫酸盐，二是甲基化为硫代甲醇和二甲基硫。在动物实验中，硫化物和硫酸盐通过肾很快被排泄。但有一小部分硫化物通过肺排出。进入人体内未被氧化的硫化氢与体内细胞色素、氧化酶等多种物质作用，阻断氧化代谢，使新陈代谢受阻，造成组织缺氧，产生恶心、呕吐、腹部疼痛等症状。
硫化氢在空气中很不稳定，会逐渐氧化成单体硫、硫的氧化物和硫酸盐。水蒸气和阳光也会促使硫化氢的氧化分解作用。这些都给硫化氢的测定带来了一定难度。同时空气中硫化氢的测定受以下因素的影响：1)吸收液的稳定性；2)吸收管的类型；3)采样时间；4)空气中硫化氢浓度的大小。
当前测定硫化物的方法有亚甲蓝分光光度法、离子选择电极法、间接原子吸收法、气相分子吸收法、碘量法等。目前，对车间环境空气中的硫化氢的测定采用硝酸银比色法，对空气和废气中的硫化氢的测定采用亚甲基蓝分光光度法，前者采用的是目视比色法，每次测定样品必须配置标准系列，且吸收液亚砷酸钠毒性大；后者的灵敏度高、快速，标准曲线的斜率稳定，使用氢氧化镉-聚乙烯醇磷酸铵吸收液。卷烟主流烟气气相中硫化氢的测定方法未见报道，因此有必要建立一种硫化氢检测方法，以完善卷烟烟气检测措施。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种操作简便、检测精确的卷烟主流烟气气相中硫化氢含量的测定方法。
为了实现以上目的，一种测定卷烟主流烟气气相中硫化氢的方法，其关键在于：用酸性溶液处理过的剑桥滤片捕集卷烟主流烟气中的粒相部分，通过剑桥滤片的气相部分用含有锌离子的溶液吸收，该气相中的硫化氢与锌离子反应，生成硫化锌胶体，硫化锌胶体在酸性条件下，硫离子与对氨基二甲基苯胺溶液和三氯化铁溶液作用，生成亚甲基蓝，根据颜色深浅，用分光光度法测定硫化氢的量。
本发明的测定方法具体按以下步骤进行：
（1）用酸性溶液处理剑桥滤片待用；
（2）将含有锌离子吸收液的吸收瓶串联入卷烟抽吸系统，捕集器内装步骤（1）处理后的剑桥滤片，调节卷烟抽吸容量，按照标准抽吸条件抽吸卷烟；
（3）抽吸结束后，将吸收液转入容量瓶中，用蒸馏水定容作为样品溶液；
（4）以空气代替卷烟主流烟气气相重复步骤（1）到（3），得到空白样品；
（5）配制标准溶液：以吸收液为溶剂，在0.2～1.0μg/mL浓度范围内配制均匀选择的至少5个不同浓度的硫化氢标准工作液作为标准样品溶液；
（6）取部分的各浓度硫化氢标准样品溶液，分别加入混合显色剂和三氯化铁溶液，立即加盖，倒转缓慢混匀，放置30min，加1滴磷酸氢二铵溶液，混匀，在波长为665nm处，用1cm比色皿，以试剂为参比，测定吸光度，然后制得标准工作液浓度与吸光度的一元线性回归方程；
（7）利用步骤（6）的方法对步骤（3）的样品溶液及步骤（4）的空白样品进行测定，然后将样品溶液吸光度减去空白样品溶液吸光度带入步骤（6）中的回归方程得出样品溶液中硫化氢的浓度。
上述酸性溶液为柠檬酸、苹果酸或酒石酸的甲醇溶液；或者上述物质的水溶液；且该酸性溶液质量浓度为5%。
上述的滤片处理方法为将剑桥滤片浸泡于醇溶液或水溶液中，然后取出，用醇溶液浸泡的在通风橱内自然风干，用水溶液浸泡的在100℃烘干。
上述的吸收瓶为气泡式吸收管，且容积为50mL,加入吸收液体积为25mL。
上述吸收液的制备方法为：称取7g抗坏血酸溶于1000mL20%的氢氧化钠溶液中，另称取10g醋酸锌、0.5mL冰醋酸溶解于1000mL蒸馏水中，临用时，将上述两溶液按1:1混合，即得吸收液。
上述混合显色剂的配制为：称取0.1g对氨基二甲基苯胺盐酸盐(C6H4NH2N(NH3)2·2HCl)、2g氨基磺酸，用盐酸（6mol/L）溶液溶解并定容至100mL。
上述三氯化铁溶液的配制为：取1g三氯化铁加入10mL浓盐酸中，用蒸馏水溶解定容至200mL。
上述磷酸氢二铵溶液的配制为：称量40g磷酸氢二铵溶于蒸馏水中，并稀释至100mL。
本发明的测定方法采用酸性溶液处理剑桥滤片，能够减少硫化氢在剑桥滤片及卷烟粒相中的残留，使硫化氢尽可能进入卷烟烟气气相；采用锌离子吸收卷烟烟气中的硫化氢，能够提高硫化氢的捕集效率；采用的吸收瓶为气泡式吸收管，能防止硫化锌堵塞管路；吸收液中加入抗坏血酸，能够使吸收后的硫化氢稳定存在，不易被其他物质氧化；混合显色剂中加入氨基磺酸，能够有效减少氮氧化物对测定结果的影响；本发明采用亚甲基蓝法对硫化氢进行直接测定，测定的重复性好，灵敏度高，测定结果准确，回收率高，使用的仪器简单，易于实施，便于方法的普及。
具体实施方式
实施例1
本发明测定卷烟主流烟气气相中硫化氢的方法如下：
1.剑桥滤片的处理：称取5g柠檬酸，溶解于100mL蒸馏水中，然后将直径为44mm的剑桥滤片浸泡在该溶液中，待滤片完全湿透后取出，在100℃下干燥2小时，冷却，待用。
2.吸收液的配制：称取7g抗坏血酸溶于1000mL20%的氢氧化钠溶液中，另称取10g醋酸锌、0.5mL冰醋酸溶解于1000mL蒸馏水中，临用时，将上述两溶液按1:1混合，即得吸收液。
3.混合显色剂及其他试剂的配制：混合显色剂的配制为：称取0.1g对氨基二甲基苯胺盐酸盐(C6H4NH2N(NH3)2·2HCl)、2g氨基磺酸，用盐酸（6mol/L）溶液溶解并定容至100mL；三氯化铁溶液的配制为：取1g三氯化铁、10mL浓盐酸，用蒸馏水溶解定容至200mL；磷酸氢二铵溶液的配制为：称量40g磷酸氢二铵溶于蒸馏水中，并稀释至100mL。
4.样品的捕集：将一个装有25mL吸收液的吸收瓶串联于卷烟夹持器与抽吸针筒之间，捕集器内装处理后的剑桥滤片，确定不漏气后，并测试吸烟机抽吸容量满足标准GB/T 19609的要求，按照GB/T 16447规定的环境条件下随机选取平衡后的牌号为A的卷烟样品5支，用符合GB/T 16450规定的常规吸烟机按照GB/T 19609进行抽吸，对卷烟主流烟气气相中的硫化氢进行捕集。
5.样品的处理：捕集完毕后，将吸收瓶中的吸收液倒入250mL容量瓶中，用蒸馏水分清洗吸收瓶，且一并转入容量瓶，用蒸馏水定容后，摇匀，得到样品溶液；然后再以空气代替卷烟主流烟气按照步骤4和5进行处理，得到空白样品；
6.硫化氢标准溶液的配制：按照《空气和废气监测分析方法》(第4版)中规定方法配制和标定硫化氢标准贮备液，分别取0.5、1、1.5、2.0、2.5mL该硫化氢标准贮备液于250mL容量瓶中，然后加入5mL吸收液并用蒸馏水定容。配置成浓度为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0μg/mL的标准溶液。
7.硫化氢标准工作溶液的测定：量取25mL各标准溶液于50mL比色管中，依次向各比色管中加入5mL混合显色剂和0.5mL三氯化铁溶液，立即加盖，倒转缓慢混匀，放置30min，加1滴磷酸氢二铵溶液，定容至50mL，混匀，在波长为665nm处，用1cm比色皿，以试剂为参比，测定吸光度，然后制得标准工作液浓度与吸光度的一元线性回归方程；结果表明硫化氢质量浓度在0.2～1.0μg/mL范围内与吸光度存在良好的线性关系。标准曲线回归方程为：C(μg/mL)=1.408A+0.0005，相关系数R=0.9996
8.样品测定：准确量取25mL样品溶液及空白样品溶液于50mL比色管中，采用上述步骤7的方法测定，得到各样品溶液的吸光度值，然后将扣除空白样品的各样品溶液吸光度带入步骤7得到的一元线性回归方程中，得到硫化氢的浓度。
实施例2
本实验例对本发明一种测定卷烟主流烟气气相中硫化氢的方法的重复性、检出限和加标回收率进行考察。
1、重复性和检出限：对同一牌号卷烟，按照上述实施例1平行测定6次，测定的相对标准偏差（RSD)为1.75%。取配制0.2μg/mL的标准溶液进行10测定，以3倍标准偏差求出其检出限为0.09μg/mL，测定结果见表1和表2所示。
表1 同牌号样品6次测定结果
编号 1 2 3 4 5 6 RSD(%)
吸光度 0.398 0.387 0.402 0.393 0.407 0.396 1.75
表2 标准溶液10次测定结果(μg/mL)
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 检出限
含量 0.197 0.196 0.203 0.206 0.194 0.189 0.195 0.205 0.189 0.201 0.09
2、加标回收率：采用实施例1的测定方法对3种卷烟主流烟气气相中的硫化氢进行测定，并考察了测定方法的回收率，测定结果见表3所示。
表3 卷烟主流烟气气相中硫化氢含量的测定及回收率
Figure 970985DEST_PATH_IMAGE002

Claims (9)

1.一种测定卷烟主流烟气气相中硫化氢的方法，其特征在于：用酸性溶液处理过的剑桥滤片捕集卷烟主流烟气中的粒相部分，通过剑桥滤片的气相部分用含有锌离子的溶液吸收，该气相中的硫化氢与锌离子反应，生成硫化锌胶体，硫化锌胶体在酸性条件下，硫离子与对氨基二甲基苯胺溶液和三氯化铁溶液作用，生成亚甲基蓝，根据颜色深浅，用分光光度法测定硫化氢的量。
2.根据权利要求1所述一种测定卷烟主流烟气气相中硫化氢的方法，其特征在于按以下步骤进行：
（1）用酸性溶液处理剑桥滤片待用；
（2）将含有锌离子吸收液的吸收瓶串联入卷烟抽吸系统，捕集器内装步骤（1）处理后的剑桥滤片，调节卷烟抽吸容量，按照标准抽吸条件抽吸卷烟；
（3）抽吸结束后，将吸收液转入容量瓶中，用蒸馏水定容作为样品溶液；
（4）以空气代替卷烟主流烟气气相重复步骤（1）到（3），得到空白样品；
（5）配制标准溶液：以吸收液为溶剂，在0.2～1.0μg/mL浓度范围内配制均匀选择的至少5个不同浓度的硫化氢标准工作液作为标准样品溶液；
（6）取部分的各浓度硫化氢标准样品溶液，分别加入混合显色剂和三氯化铁溶液，立即加盖，倒转缓慢混匀，放置30min，加1滴磷酸氢二铵溶液，混匀，在波长为665nm处，用1cm比色皿，以试剂为参比，测定吸光度，然后制得标准工作液浓度与吸光度的一元线性回归方程；
（7）利用步骤（6）的方法对步骤（3）的样品溶液及步骤（4）的空白样品进行测定，然后将样品溶液吸光度减去空白样品溶液吸光度带入步骤（6）中的回归方程得出样品溶液中硫化氢的浓度。
3.根据权利要求1或2所述一种测定卷烟主流烟气气相中硫化氢的方法，其特征在于：酸性溶液为柠檬酸、苹果酸或酒石酸的甲醇溶液；或者上述物质的水溶液；且该酸性溶液浓度为5%。
4.根据权利要求3所述一种测定卷烟主流烟气气相中硫化氢的方法，其特征在于：所述的滤片处理方法为将剑桥滤片浸泡于醇溶液或水溶液中，然后取出，用醇溶液浸泡的在通风橱内自然风干，用水溶液浸泡的在100℃烘干。
5.根据权利要求2所述一种测定卷烟主流烟气气相中硫化氢的方法，其特征在于：所述的吸收瓶为气泡式吸收管，且容积为50mL,加入吸收液体积为25mL。
6.根据权利要求1或2所述一种测定卷烟主流烟气气相中硫化氢的方法，其特征在于：所述吸收液的制备方法为：称取7g抗坏血酸溶于1000mL20%的氢氧化钠溶液中，另称取10g醋酸锌、0.5mL冰醋酸溶解于1000mL蒸馏水中，临用时，将上述两溶液按1:1混合，即得吸收液。
7.根据权利要求2所述一种测定卷烟主流烟气气相中硫化氢的方法，其特征在于：所述混合显色剂的配制为：称取0.1g对氨基二甲基苯胺盐酸盐、2g氨基磺酸，用盐酸（6mol/L）溶液溶解并定容至100mL。
8.根据权利要求2所述一种测定卷烟主流烟气气相中硫化氢的方法，其特征在于：所述三氯化铁溶液的配制为：取1g三氯化铁加入10mL浓盐酸中，用蒸馏水溶解定容至200mL。
9.根据权利要求2所述一种测定卷烟主流烟气气相中硫化氢的方法，其特征在于：所述磷酸氢二铵溶液的配制为：称量40g磷酸氢二铵溶于蒸馏水中，并稀释至100mL。
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