分光光度法測定水中硫酸鹽的前處理方法研究

賈佳++薛婷++王婷++念娟妮++竇蓓蕾

摘 要：該文對目前測定水中硫酸鹽的鉻酸鋇分光光度法（HJ/T 342-2007）進行了改進，對改進后的方法進行了檢出限、精密度和準確度的檢驗。結果表明：改進后方法的檢出限大大降低，為0.3mg/L，測定下限為1.2mg/L；對不同濃度樣品多次重復測定得到實驗精密度小于5%；用低濃度標準樣品進行準確度檢驗，測定結果合格。

關鍵詞：分光光度法；硫酸鹽；濃縮；檢出限；測定下限

中圖分類號 R123.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）23-22-02

Study on Pretreatment Method of Determination of Sulfate in Water by Spectrophotometric Method

Jia Jia1 et al.

（1Shaanxi Province Environmental Monitoring Center，Xi'an 710054，China）

Abstract：Improving barium chromate spectrophotometry（HJ/T 342-2007），the detection limit，precision and the accuracy of the improved method were studied. The results show that the detection limit of the improved method was 0.3mg/L，reduced greatly and the determination limit was 1.2mg/L. The precision was less than 5% by determining different samples. The accuracy determination results was qualified.

Key words：Spectrophotometricmethod；Sulfate；Concentration；Detection limit；Determination limit

硫酸鹽廣泛分布于自然界中，其主要來源于巖石土壤中礦物組分的風化和淋溶，大氣中二氧化硫氧化，工業活動排放二氧化硫進入雨水中形成酸雨以及化學肥料、生活污水等[1]。水中少量硫酸鹽對人體健康無影響，但超過250mg/L時有致瀉作用[2]，我國《生活飲用水衛生標準》中規定硫酸鹽的限值為250mg/L[3]。

目前常用的檢測硫酸鹽的方法主要有離子色譜法、鉻酸鋇分光光度法、重量法、鉻酸鋇間接原子吸收法。離子色譜法和鉻酸鋇間接原子吸收法對硬件要求較高，重量法準確度高，但操作較為繁瑣，鉻酸鋇分光光度法準確度和精密度較好，操作簡便，因此在分析少量的清潔水樣時，大多采用鉻酸鋇分光光度法[4]。根據國家標準HJ/T342-2007，用鉻酸鋇分光光度法測定水中硫酸鹽的檢出限是1mg/L，測定下限是8mg/L，測定濃度范圍是8～200mg/L。近年來，我國加強了檢測機構對極低濃度樣品分析能力的考察，當硬件條件不滿足而僅能用分光光度法時，8mg/L的測定下限是不能滿足檢測需要的。為此，本文對鉻酸鋇分光光度法（HJ/T342-2007）前處理過程進行了改進，通過對水樣加熱濃縮來降低方法的檢出限和測定下限，從而滿足分光光度法對極低濃度樣品的檢測需要。

1 適用范圍

適用于一般地表水、地下水等較清潔水體。

2 方法原理

在酸性溶液中，鉻酸鋇與硫酸鹽生產硫酸鋇沉淀，并釋放出鉻酸根離子。溶液中和后多余的鉻酸鋇及生成的硫酸鋇仍是沉淀狀態，經過濾除去沉淀。在堿性條件下，鉻酸根離子呈現黃色，測定其吸光度可知硫酸鹽含量。

3 儀器、試劑及測定方法

3.1儀器 加熱及過濾裝置；分光光度計（北京普析TU-1901型紫外可見分光光度計）；比色管（50mL）；錐形瓶（150mL）；燒杯（1L）；不同體積的大肚移液管和刻度移液管。

3.2 試劑 所用試劑均為符合國家標準的分析純或以上等級試劑；實驗用水為符合《分析實驗室用水規格和試驗方法》（GB/T6682-2008）的去離子水。硫酸鹽標準貯備液（以硫酸根離子計）：500mg/L，室溫下保存；硫酸鹽標準使用液：1.00mg/mL，室溫下保存；鉻酸鋇懸濁液：每5mL鉻酸鋇懸濁液可以沉淀約48mg硫酸根（SO42-）；（1+1）氨水；鹽酸溶液：2.5mol/L。

3.3 測定方法 準確量取一定體積的水樣，置于大燒杯中，直接加熱至沸騰，濃縮到一定體積，用容量瓶進行定容，搖勻，待測。準確移取適量定容好的水樣于150mL錐形瓶中，加水至50mL。向水樣中各加入（下轉25頁）（上接22頁）1mL2.5mol/L鹽酸溶液，加熱煮沸約5min后再加入2.5mL鉻酸鋇懸濁液，再煮沸約5min。取下冷卻，向錐形瓶中逐滴加入（1+1）氨水至呈檸檬黃色，再多加2滴。用慢速定量濾紙過濾，收集濾液于50mL比色管內，用去離子水稀釋至標線。在420nm波長下，用10mm比色皿測定吸光度，繪制校準曲線。在8個150mL錐形瓶中，分別加入0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL硫酸鹽標準使用液，加蒸餾水至50mL，進行校準曲線的測定。計算公式如下：

C（SO42-，mg/L）=m×1000×濃縮倍數/V

式中：m：根據校準曲線算出的水樣中硫酸鹽含量（mg）；V：錐形瓶中取樣體積（mL）。

4 結果與分析

4.1 校準曲線 以硫酸鹽含量（mg）為橫坐標，減空白后吸光度為縱坐標，繪制校準曲線，得到線性回歸方程為Y=0.1208X-0.0258，線性相關系數r=0.999 5。

4.2 精密度檢驗 配制2.00mg/L和10.00mg/L2個不同濃度水樣，準確量取500mL于大燒杯中，加熱濃縮至50.00mL，按試驗方法測定吸光度，計算濃縮前水樣中硫酸鹽含量。連續測定7次，計算相對標準偏差，結果見表1。

4.3 準確度檢驗 將低濃度明碼質控樣進行濃縮后，按照實驗方法測定吸光度，計算水中硫酸鹽濃度值，結果見表2。由表2可以看出，測定結果均在質控樣保證值濃度范圍內，測定結果合格。

4.4 檢出限和測定下限的確定 根據HJ168-2010環境監測分析方法標準制修訂技術導則，當空白試驗中未檢測出目標物質，應對濃度值為估計方法檢出限值2～5倍的樣品進行n（n≥7）次平行測定。將硫酸鹽標準使用溶液加到空白中配制成濃度為0.5mg/L的混合樣品，按照樣品分析的同樣步驟連續分析7次，計算方法檢出限，結果見表3。由表3可知，直接加熱濃縮測定硫酸鹽方法檢出限為0.3mg/L。測定下限一般以4倍檢出限值作為測定下限[5]，所以該方法的測定下限為1.2mg/L。

5 結論

本文對現有鉻酸鋇分光光度法測定水中硫酸鹽的前處理方法進行了改進，選擇直接加熱的方法對水樣進行濃縮后再行測定。該方法檢出限為0.3mg/L，測定下限為1.2mg/L，大大降低了原方法的檢出限和測定下限，能夠滿足更低濃度樣品測定的需要，提高低濃度樣品的分析準確性，且方法操作簡單，結果穩定，對硬件要求不高，分析成本低。

參考文獻

[1]張東，黃興宇，李成杰.硫和氧同位素示蹤黃河及支流河水硫酸鹽來源[J].水科學進展，2013，24（3）：418.

[2]國家環境保護總局《水和廢水監測分析方法》編委會.水和廢水監測分析方法（第四版）[M].北京：中國環境科學出版社，2010.

[3]GB5749-2006，生活飲用水衛生標準[S].

[4]中國環境監測總站.環境水質監測質量保證手冊[M].北京：化學工業出版社，2010.

[5]HJ168-2010，環境監測分析方法標準制修訂技術導則[S].

（責編：張宏民）