硫化氫是一種常見的有臭雞蛋味道的有毒氣體，在工業(yè)與環(huán)境中的危害主要有以下幾個(gè)方面。
（1）對人體有劇毒
低濃度下即對人體有毒，吸入高濃度的硫化氫會迅速致命。它通過抑制細(xì)胞的氧化磷酸化作用，阻礙細(xì)胞的呼吸作用，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
（2）對裝置腐蝕性強(qiáng)
由于石油和煤中經(jīng)常含硫，因此硫化氫在石油、化工等流程工業(yè)中廣泛存在，會對管路、閥件等產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕，危害裝置安全。
（3）影響催化劑壽命
石油、工業(yè)過程中使用了大量催化劑，硫化氫存在條件下，大部分催化劑都會中毒，危害極大。
測量硫化氫有極為重要的價(jià)值和意義，因此也發(fā)展出了多種硫化氫在線檢測分析方法，包括電化學(xué)法、色譜法、醋酸鉛紙帶法、激光法、紫外法等。
1、電化學(xué)法
電化學(xué)硫化氫檢測是最常見的硫化氫檢測儀，微量的硫化氫傳感器靈敏度可以達(dá)到ppb級別?；镜脑硎峭ㄟ^與硫化氫氣體反應(yīng)產(chǎn)生的電信號來測定硫化氫氣體的濃度。比如電流型電化學(xué)硫化氫傳感器是利用硫化氫和氧氣在兩電極發(fā)生氧化還原反應(yīng)釋放電荷，產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電流，氣體的濃度可通過測試電流得出。電化學(xué)硫化氫傳感器按電解質(zhì)可以分為液體電解質(zhì)、固體電解質(zhì)和凝膠電解質(zhì)等電化學(xué)傳感器。其中液體電解質(zhì)硫化氫傳感器可根據(jù)其響應(yīng)信號的不同分為電位型和電流型，如圖1所示。
對于電流型電化學(xué)硫化氫傳感器，其反應(yīng)過程往往需要樣氣的參與，因此在檢測油氣、天然氣等場景中的硫化氫時(shí)，經(jīng)常會遇到因?yàn)槿毖鯇?dǎo)致數(shù)據(jù)異常的問題。
圖1 一般液體電解質(zhì)硫化氫傳感器結(jié)構(gòu)
2、色譜法
色譜是分析行業(yè)的王霸，可以用于微量和痕量硫化氫的檢測?；赥CD檢測器的色譜可以實(shí)現(xiàn)1ppm濃度以上的硫化氫檢測。如果配合AED (原子發(fā)射光譜檢測器)，SCD(硫化學(xué)發(fā)光檢測器)，PFPD (脈沖火焰光度檢測器)和FPD (火焰光度檢測器)，這類色譜可以實(shí)現(xiàn)ppb級的痕量硫化氫檢測。
安捷倫公司對四種檢測器進(jìn)行了對比，結(jié)果如圖2所示。
圖2 四種痕量硫化氫檢測器對比
詳細(xì)見：用于氣體中痕量硫分析的硫選擇性檢測器對比應(yīng)用
3、醋酸鉛紙帶法
基本的原理是Pb(CH3COO)2+H2S=PbS(黑色沉淀)+CH3COOH，醋酸鉛與硫化氫反應(yīng)生產(chǎn)硫化鉛黑色沉淀。因此將醋酸鉛均勻的附著在紙帶上，然后讓紙帶與測量介質(zhì)接觸，相同條件下，紙帶上黑色條紋的生成速度與硫化氫濃度有關(guān)。通過顏色傳感器，檢測顏色的深淺就可以分析出硫化氫的濃度。
通過調(diào)整紙帶與測量氣體接觸的速度，可以動(dòng)態(tài)調(diào)整測量范圍，測量痕量硫化氫時(shí)加長接觸時(shí)間，測量高濃度時(shí)減少接觸時(shí)間。這樣可以使該方法有很寬的測量范圍。
當(dāng)前，很少看到這一原理的分析儀，主要是進(jìn)口產(chǎn)品的天下，包括加拿大和美國的產(chǎn)品。醋酸鉛紙帶可以檢測ppb級的硫化氫，具有很高的靈敏度。
圖3 常見醋酸鉛紙帶硫化氫分析儀
4、激光法
激光法測量硫化氫已經(jīng)成為一種常見方法，由于硫化氫吸收強(qiáng)度較弱，因此一般搭配長光程氣室，進(jìn)行檢測，檢測下限最多可以達(dá)到亞ppm級。如果搭配上離軸積分腔，可以使檢出下限達(dá)到ppb級。
圖4 硫化氫在1~10um區(qū)域的吸收譜線
如圖4所示是硫化氫在1~10um區(qū)域的吸收，可以看到在中紅外波段的吸收強(qiáng)度并沒有比近紅外高出一個(gè)數(shù)量級以上，出于成本和光學(xué)設(shè)計(jì)考慮，一般還是選用近紅外波段進(jìn)行測量。
采用激光法進(jìn)行檢測時(shí)，特別要注意的就是交叉干擾問題。如在吸收較強(qiáng)的2.6um波段，相關(guān)文獻(xiàn)研究表明，不適合用于甲烷背景下的硫化氫測量，同時(shí)該波段水分吸收特別強(qiáng)，也不適用于含水份較高的硫化氫測量。
在近紅外波段測量時(shí)，也需要注意甲烷和CO2的干擾，如圖5所示，需要根據(jù)場景具體分析，如天然氣、煤氣、沼氣等，可能需要采取如負(fù)壓測量等手段減小背景干擾。
圖5 甲烷、二氧化碳、硫化氫三種氣體干擾
紫外法也是硫化氫測量的常用方法，如圖6所示，硫化氫在紫外有很強(qiáng)的吸收，采用紫外分光法（紫外差分）或者非分光法（NDUV）進(jìn)行測量，其中紫外分光法還可以同時(shí)檢測包括硫化氫在內(nèi)的多種氣體。紫外法可以實(shí)現(xiàn)亞ppm級的硫化氫在線分析，具有分析精度高、檢出限好、壽命長、成本低、多組分同時(shí)檢測等優(yōu)勢，但常規(guī)的紫外法硫化氫分析需要特別注意交叉干擾的問題（見本公眾號文章）。為了減小交叉干擾的影響，部分廠家在儀表中加入了色譜柱進(jìn)行分離，可以有效的解決這一問題。
圖6 硫化氫紫外吸收譜圖
(1)金屬氧化物法
金屬氧化物硫化氫氣體傳感器是根據(jù)硫化氫氣體的吸附作用使半導(dǎo)體的電導(dǎo)率改變,從而導(dǎo)致電阻值的變化，然后測量阻值變化的大小來檢測出硫化氫氣體的濃度。具有成本低、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，但穩(wěn)定性較差。
(2)實(shí)驗(yàn)室方法
常見的實(shí)驗(yàn)室方法包括碘量法、亞甲基藍(lán)分光光度法、汞量滴定法等，都是利用硫化氫與特定物質(zhì)反應(yīng)，生成有色沉淀，然后利用分光法對顏色進(jìn)行分析，得到硫化氫濃度。
