海光讲堂 | 流动分析法测定水中硫化物

2021-08-19 21:12:49 北京海光仪器有限公司

地下水及生活污水通常含有硫化物，其中一部分是在厌氧条件下，由于细菌得作用，使硫酸盐还原或由含硫有机物得分解而产生的。某些工矿企业，如焦化、造气、造矿、造纸、印染和制革等工业废水亦含有硫化物。

水中硫化物包括溶解性的H₂S、HS^-、S^2-，存在于悬浮物中的可溶性硫化物。硫化氢易从水中逸散于空气、产生臭味、且毒性很大，它可与人体内细胞色素、氧化酶及该类物质中的二硫键（-S-S-）作用，影响细胞氧化过程，造成细胞组织缺氧，危及人的生命。硫化氢除自身能腐蚀金属外，还可被污水中的生物氧化成硫酸，进而腐蚀下水道等。因此，硫化物是水体污染的一项重要指标。城市供水水质标准CJ/T206-2005中规定硫化物不得超过0.02mg/L。‍

注：图片来源于网络

仪器原理

通过自动进样装置采集样品，样品和试剂在蠕动泵的驱动下进入化学反应系统，在密闭的管路中连续流动反应，反应液流被空气气泡按一定间隔规律地隔开，样品与试剂按照特定的顺序和比例混合、反应，显色完全后进入流动检测池进行光度检测。

反应原理

样品与与酸性试剂混合后经蒸馏形成硫化氢气体，用氢氧化钠吸收液吸收，在含高铁离子的酸性溶液中，硫离子与对氨基二甲基苯胺作用，生成亚甲蓝。该化合物在波长660nm处有最大吸收，根据朗伯-比尔定律得出待测物浓度。

样品采集与保存

采样前向样品瓶中加入氢氧化钠溶液和抗坏血酸。样品应尽快分析，常温避光保存不超过24h。

由于硫离子很容易被氧化，硫化氢易从水样中逸出，因此在采样时应防止曝气，并加适量的氢氧化钠溶液和乙酸锌-乙酸钠溶液，使水样呈碱性并形成硫化锌沉淀。采样时应先加入乙酸锌-乙酸钠溶液，再加水样。水样应充满瓶，瓶塞下不留空气。

现场采集并固定的水样应贮存在棕色瓶内，保存期为一周。

实验部分

（1）主要仪器

HGCF-100型连续流动分析仪（北京海光仪器有限公司）。

（2）试剂

在测试中若未做特别说明，化学试剂均使用分析纯，酸均使用优级纯。配制试剂所用的水为新鲜制备纯净水。均需在测试完毕后放入冰箱冷藏，大部分试剂溶液的保存期在1个月以内。

硫化物标准溶液，从北京计量科学研究院购买。

试剂：盐酸、氨基二甲基苯胺盐酸盐、六水合氯化铁、羟甲基纤维素钠、无水乙醇和氢氧化钠。

（3）实验步骤

① 标准曲线的制备

标准系列：分别移取1.0、2.0、5.0、10.0、15.0、20.0 mL 浓度为10 mg/L的硫化物标准使用液于六个100mL容量瓶中，用纯水定容，摇匀（相应浓度为分别为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.0 mg/L）。

② 仪器工作条件

蠕动泵泵速：12转/min；实验波长：660nm；取样时间：90s；清洗时间：140s；积分时间：纯水能量值20000左右；计算方法：峰高/峰面积法。

③ 样品测定方法

按照顺序依次打开电脑、自动进样器、仪器主机等电源开关，打开操作软件。

设定硫化物对应的仪器条件，新建文件，并输入标准系列的数目及其浓度值，样品个数、样品重复测量次数等参数。将所有试剂管放入纯水中，启动蠕动泵。在基线稳定后，根据测量序列依次测定标准系列和样品溶液。

分析结束后，用纯水清洗管路约20min，然后将所有泵管放在空气中，直至管路中液体全部排空。停止泵，松开泵盖，依次关闭各部件电源。

（4）结果与讨论

① 线性相关系数

依次测定4.4.1中硫化物标准系列溶液，线性回归方程及相关系数见表1。

实验结果表明，硫化物在0.1～2.0 mg/L浓度范围内线性关系良好。

表1 标准工作曲线方程与线性相关系数

测试项目	线性范围/(mg/L)	线性回归方程	相关系数（r）
硫化物	0.1～2.0	Y=0.07269X+0.00308	0.99996

② 精密度

以浓度为0.05mg/L的硫化物标准溶液为测试对象，进行7次重复测定，计算精密度（用测定浓度的相对标准偏差RSD%表示）。

表2 精密度测定

测试项目	标液浓度/(mg/L)	测试数据/(mg/L)	精密度
硫化物	1	0.6277、0.6191、0.6194、0.6221、0.6259、0.6117、0.6093	0.9811%

③ 检出限实验

以纯水为样品，对仪器检出限进行测试，结果见表4。

表4 检出限测定

测试项目

测试数据

检出限/(mg/L)

硫化物

0.0022、0.0019、0.0022、0.0022、0.0023、0.0026、0.0025、0.0025、0.0024、0.0028、0.0027

0.0108

④ 实验结论

通过上述实验可知：

（1）连续流动法测定水中硫化物的标准曲线线性相关系数为0.99996、精密度为0.9811%，仪器检出限为0.0108 mg/L，测定结果准确可靠。

（2）连续流动法分析速度快、试剂消耗量少、可批量检测，减少了试剂对操作人员的伤害。适用于水中硫化物的测定。

05干扰与消除

本方法的主要干扰物为SO32-、S2O32-、SCN-、NO2-、CN-、Cu2+、Pb2+、Hg2+。硫化物含量为0.50mg/L时，样品中干扰物质的最高允许含量分别为20 mg/L SO₃2-、240 mg/LS2O32-、400 mg/L SCN-、65 mg/LNO2-、200 mg/L NO3-、400 mg/L I-、5 mg/L CN-、2 mg/L Cu2+、25 mg/L Pb2+和4 mg/L Hg2+。