二氧化硫检测及其检测的注意事项

 二氧化硫是一种有毒气体，患有心脏病和呼吸道疾病的人对这种气体最为敏感，就是正常人在二氧化硫浓度过高的地方呆得太久也会生病。 二氧化硫是一种无色、有刺游气味的气本。空气中二氧化硫的浓度只有1PPM时，我们就会感动胸部有一种被压迫的不适感；当浓度达到8PPM时，人就会感到呼吸困难；当浓度达到10PPM时，咽喉纤毛就会排出粘液。研究结果表明，大气中二氧化硫的浓度每增加1倍，总死亡率增加11%；总悬浮物颗粒物浓度每增加1倍，总死亡率增加4%。所以我们要时刻警惕城市二氧化硫污染。下面介绍二氧化硫检测、检测的注意事项、来源、基本性质、制备方法及过量使用二氧化硫的危害。

二氧化硫检测

1、酸蒸馏-碱滴定法

该法是将中药材以蒸馏法进行处理，样品中的亚硫酸盐系列物质加酸处理后转化为二氧化硫后，随氮气流带入到含有双氧水的吸收瓶中，双氧水将其氧化为硫酸根离子，最后采用标准氢氧化钠溶液滴定，计算样品中二氧化硫的含量。2015 版《中国人民共和国药典》选用该法为中药材中二氧化硫残留测定的第一法。  
      
2、气相色谱法

该法是采用顶空设备，使得中药材中的亚硫酸盐在酸性条件下，以二氧化硫气体逸出，利用热导检测器对二氧化硫的含量进行检测。气相色谱法具有样品用量少、操作简便、专属性好、准确度高、灵敏度高、自动化程度高的特点，但仪器价格较高，维护费高。2015 版《中国人民共和国药典》选用该法为中药材中二氧化硫残留测定的第二法。  

3、离子色谱法

该法将中药材以水蒸气蒸馏法进行处理，样品中的亚硫酸盐系列物质加酸处理后转化为二氧化硫，随水蒸气蒸馏，并被双氧水吸收、氧化为硫酸根离子后，采用离子色谱检测，并计算药材及饮片中的二氧化硫残留量。离子色谱法具有检测时间短、偶然误差小、灵敏度高、操作简便等优点，适合于大批样品的检测，是分析样品中二氧化硫的研究热点。但其前处理方法为水蒸气蒸馏法，操作较复杂且容易产生二氧化硫逃逸。2015 版《中国人民共和国药典》选用该法为中药材中二氧化硫残留测定的第三法。

4、盐酸副玫瑰苯胺紫外分光比色法

该法是利用亚硫酸盐与四氯汞钠反应生成稳定的络合物，再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用生成紫红色络合物，采用标准曲线法定量。该方法操作较简便、成本低，但操作过程中可能会需使用有毒的四氯汞钠溶液，易污染环境，而且带颜色或含大量挥发性脂肪酸的药材在测定波长处可能有干扰。盐酸副玫瑰苯胺紫外分光比色法是一种经典的二氧化硫测定方法，我国的国家食品标准方法将此法列为第一法。但该方法不适用于含大量挥发性脂肪酸或部分有色样品。

5、醋酸铅试纸法

该法利用亚硫酸在酸性介质中与活泼金属锌发生氧化还原反应，生成硫化氢气体，而硫化氢与醋酸铅试纸接触后可使试纸颜色变暗的原理，将变暗的试纸可以与标准比色卡比对，进而对药材中二氧化硫残留量的快速定性或半定量测定。醋酸铅试纸法操作简单、测定时间短、检测成本低、灵敏度低，但不适用于二氧化硫残留量较低的药材。

二氧化硫检测的注意事项

一、采样前准备

1、二氧化硫受温度影响较大，在条件允许的情况下应优先选择
使用棕色吸收管。
2、在注入吸收液前，应保证吸收管内外干燥。
3、注入吸收液后，应保证两端口无吸收液残留。

二、采样中

1、条件许可应优先选择具有恒温功能的采样仪器，并控制温度在
23至29度。
2、二氧化硫在阳光照射下会分解，导致检测结果出现偏离，故采样时，应尽量避开阳光照射的地方，如果无法避开，应做好避光措施。3、采样时，需要时刻留意采样仪器的流量，避免流量出现波动，流量突然增大会导致吸收液的被吸入仪器，也会使检测结果发生严重偏离。
4、采样完毕后，应尽快测定，如还需要采样，应将吸收管置于低温保存，可选购冰袋保存，如无条件应保存在无阳光照射，通风处，避免吸收管温度过高，影响检测的准确性。

三、检测

1、检测中二氧化硫显色反应对温度和时间极其敏感，应该严格按照标准选择显色温度和时间，显色反应应在恒温水浴中进行，并提前做好准备工作。
2、标准中使用10ml比色管，并将一个比色管11ml（10ml吸收液+0.5氨磺酸钠溶液+0.5氢氧化钠溶液）倒入另一个含有1mlPRA使用液的10ml比色管中，在实际操作中不方便操作，溶液已经12ml，无法摇匀；并且10ml比色管为平底磨口，倾倒时不易全部倒出。将10ml比色管换成20ml比色管，则可以满足操作要求。
3、在检测中磺胺酸钠和氢氧化钠应密封保存，避免吸收空气中的二氧化硫，影响检测结果。磺胺酸钠溶液有效期短，超出有效期应重新配置；氢氧化钠应选用脱二氧化碳的蒸馏水进行配置；PRAs使用液应优先选择商品化的纯度高的试剂。

二氧化硫的来源

自古以来我国劳动人民就利用亚硫酸类物质熏蒸食物或浸泡食物来保存和漂白食物。比如熏蒸中药、干制蔬菜、漂白腐竹、竹笋等。亚硫酸类物质包括亚硫氢酸钠、亚硫酸钠、低亚硫酸钠、焦亚硫酸钾等。它们具有漂白和防腐的功能。这些含硫的物质在使用过程中都会释放出二氧化硫，其实这个二氧化硫才是真正的功臣。如今，二氧化硫作为食品添加剂发挥着漂白剂、防腐剂还有抗氧化剂的功能。比如用于腐竹的漂白、葡萄酒的酿造工艺、果脯和果干的加工等。

二氧化硫的基本性质

一、物理性质

1、无色，常温下为无色有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水（约为1：40）密度2.551g/L。（气体，20摄氏度下）二氧化硫是一种主要的大气污染物。
熔点：-72.4℃（200.75K）；
沸点：-10℃（263K）；
溶解度：

二、化学性质

1、二氧化硫可以在硫磺燃烧的条件下生成
S(s) +O2(g) =点燃= SO2(g)；
2、硫化氢可以燃烧生成二氧化硫
2H2S(g) + 3O2(g) =点燃= 2H2O(g) + 2SO2(g)/；
3、加热硫铁矿，闪锌矿，硫化汞，可以生成二氧化硫4FeS2(s) + 11O2(g) === 2Fe2O3(s) + 8SO2(g)；
2ZnS(s) + 3O2(g) === 2ZnO(s) + 2SO2(g)；

HgS(s) + O2(g) === Hg(g) + SO2(g)；

三、应用

用于生产硫以及作为杀虫剂、杀菌剂、漂白剂和还原剂。在大气中，二氧化硫会氧化而成硫酸雾或硫酸盐气溶胶，是环境酸化的重要前驱物。大气中二氧化硫浓度在0.5ppm以上对人体已有潜在影响；在1~3ppm时多数人开始感到刺激；在400~500ppm时人会出现溃疡和肺水肿直至窒息死亡。二氧化硫与大气中的烟尘有协同作用。当大气中二氧化硫浓度为0.21ppm，烟尘浓度大于0.3mg/lL，可使呼吸道疾病发病率增高，慢性病患者的病情迅速恶化。如伦敦烟雾事件、马斯河谷事件和多诺拉等烟雾事件，都是这种协同作用造成的危害。

二氧化硫的制备方法

一、工业制备二氧化硫（SO2）

制取二氧化硫的方法有：焚烧硫磺；焙烧硫铁矿或有色金属硫化矿；焚烧含硫化氢的气体；煅烧石膏或磷石膏；加热分解废硫酸或硫酸亚铁；以及从燃烧含硫燃料的烟道气中回收（见硫酸原料气）。生产液体二氧化硫时通常先制得纯二氧化硫气体，然后经压缩或冷冻将其液化。重要的工业生产方法有：
①哈涅希-希洛特法。此法始创于1884年，以水作吸收剂，吸收二氧化硫后的溶液以蒸汽解吸，解吸气经冷凝、干燥后液化。现在发展了加压水吸收法。
②氨-硫酸法。此法常用于一次转化的接触法硫酸厂中尾气二氧化硫的回收。以氨水为原始吸收剂，用硫酸分解吸收液，制得纯二氧化硫气体。
③溶液吸收法。以无机或有机溶液吸收低浓度二氧化硫气体，然后将吸收液加热再生，制得纯二氧化硫。主要的吸收剂有碳酸钠、柠檬酸钠、碱式硫酸铝、有机胺类等的溶液。
④直接冷凝法。以冷冻法从含二氧化硫的气体中将其部分冷凝分离，直接制得液体二氧化硫，未冷凝的二氧化硫返回硫酸生产系统。
⑤三氧化硫-硫磺法。使液体硫磺与三氧化硫在反应器中进行反应，制得纯二氧化硫气体。

二、实验室制备

实验室通常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2(g)+H2O
或用铜与浓硫酸加热反应：
Cu+2H2SO4=△=CuSO4+SO2(g)+2H2O
尾气处理：通入氢氧化钠溶液
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O

三、其它方法

二氧化硫可以在硫磺燃烧的条件下生成：S(s)+O2(g) → SO2(g)；
硫化氢可以燃烧生成二氧化硫：2H2S(g) +3O2(g) → 2H2O(g) +2SO2(g)；
加热硫铁矿，闪锌矿，硫化汞，可以生成二氧化硫：
4FeS2(s) +11O2(g) → 2Fe2O3(s) +8SO2(g)；
2ZnS(s) +3O2(g) → 2ZnO(s) +2SO2(g)；
HgS(s) +O2(g) → Hg(g) +SO2(g)。

过量使用二氧化硫的危害

食品添加剂的出现本来是造福人类的，但是如果过量使用、滥用就会危害身体健康。同样，适量摄入二氧化硫是不会对身体造成伤害的，但是一些不法商贩，为了过渡追求食物的鲜艳色泽和延长存放时间，过量使用二氧化硫，会使食物的二氧化硫残留超标，就会对身体造成不良影响。
1、在制作过程中，空气中二氧化硫浓度过大，会对操作者的眼和呼吸道黏膜有强烈的刺激作用；
2、有研究证实二氧化硫还可能诱发哮喘和过敏性疾病，同时会破坏体内的维生素B1；
3、食用了二氧化硫残留超标的食物会产生恶心、呕吐等胃肠道症状；
4、二氧化硫在人体内会破坏酶的活力，影响碳水化合物及蛋白质的代谢，影响人体对钙的吸收；
5、二氧化硫污染还有一定的雄性生殖毒性，经常接触高浓度二氧化硫的青年男子精子畸变率会升高并且降低运动能力。

我们地球并没有像科学家此前所预言的那样会在2000年—2010年之间有较高的气温。现在，科罗拉多大学的科学家声称找到了其中的原因。他们认为，世界各地火山活动喷发出来的二氧化硫气体形成的气溶胶降低了全球的温度。负责这项研究的科学家表示，人类活动所排放的二氧化硫也占一定的比例。二氧化硫会最终到达12至20英里的平流层，在那里能够发生化学反应生成硫酸小液滴，可以把部分太阳辐射反射回太空，从而能够降低地球的温度。据估计，自从2000年以来，平流层气溶胶的增多减缓了大约25%的全球变暖。