水質中硫化物TTL—HS型吹氣儀控制參數的優化

邱林權+張宇+魏翠

摘要：對TTL-HS酸化吹氣儀控制參數進行了優化，采用亞甲基藍分光光度法和碘量法分別分析了4個平行樣的加標回收率、優化處理反應的溫度、流量、吹氣時間等關鍵參數。結果表明：當溫度為70℃，前處理與后處理時間均為5 min、處理時間為35 min，流量為350 mL/min時；用兩種方法分析4個平行樣的加標回收率較高。優化結果具有一致性、吹取完全、吸收完全、準確度高等優點。

關鍵詞：亞甲藍法； 碘量法； TTL-HS型吹氣儀； 硫化物

中圖分類號：X832

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）20-0087-02

1 引言

水中硫化物主要包括酸溶性的金屬硫化物、具有溶解性的硫化物，包括H2S、HS-、S2-等[1]，以及有機硫化物和不溶性的硫化物，我們通常所測定的是酸溶性和溶解性的硫化物。在酸性條件下，硫化物大部分是以硫化氫的形式存在[2]。硫化氫具有很強的毒性，并且其毒性隨著水溫而升高，可危害氧化酶、細胞色素，造成細胞組織缺氧，嚴重時可危及生命，當硫化氫濃度為0.008 mg/L便能導致一些魚類幼苗死亡[3]；硫化氫在細菌作用下還會氧化生成硫酸，從而腐蝕管道和金屬設備等。因此，硫化物是監測水體污染的重要指標之一[4]。硫化物的監測主要干擾物有SCN-、NO-2、SO2-3、S2O2-3、CN-和部分重金屬離子，排除干擾主要有沉淀法和吹氣法[5，6]，試驗采用的是吹氣法，吹氣法是利用硫化物在酸性中不穩定，極易轉化成硫化氫氣體逸從而實現待測樣品分離。影響吹氣法的因素主要有：酸溶液和載氣的種類和純度、載氣流速和吹氣時間、吸收液以及反應裝置和吸收裝置等[7，8]。試驗主要對影響吹氣法的水浴溫度、載氣流速、吹氣時間進行分析優化，對保證監測數據更真實可靠具有重要意義。

2 材料與方法

2.1 儀器與試劑

2.1.1 儀器

分光光度計：TU-1901；TTL-HS型水質硫化物酸化吹氣儀；10 mm比色皿；1 mL、2 mL、5 mL、10 mL、15 mL、25 mL移液管；250 mL碘量瓶。

2.1.2 試劑

實驗試劑有去離子除氧水，氮氣，硫酸，磷酸，鹽酸，乙酸，N，N-二甲基對苯二胺，硫酸鐵銨，抗壞血酸，乙二胺四乙酸二鈉，乙酸鋅，乙酸鈉，氫氧化鈉，淀粉，碘標準溶液，重鉻酸鉀，硫代硫酸鈉，硫化鈉標準使用液（實驗室領取，濃度為100 mg/L）。

2.2 方法

采用亞甲藍分光度法和碘量法分別對加標量為5 mg/L的4個平行樣進行不同溫度、不同載氣流量、不懂吹氣時間（前后處理時間為5 min，載氣流量為400 mL/min）分析硫化物加標回收率，優化TTL-HS型酸化吹氣儀控制參數。

3 結果與分析

3.1 亞甲藍分光度法結果分析

3.1.1 標準曲線

取7支100 mL具塞比色管，各加入20 mL乙酸鋅-乙酸鈉溶液，分別取0.00 mL，0.50 mL，1.00 mL，2.00 mL，3.00 mL，4.00 mL和5.00 mL硫化鈉標準使用液（濃度為10 mg/L）移入各比色管，加水至60 mL，然后加入10 mL N，N-二甲基對苯二胺溶液并顛倒一次，再加入1 mL硫酸鐵銨溶液，搖勻。放置10 min后，用水稀釋至100 mL，搖勻。用1 cm比色皿，以去離子除氧水作為參比，在波長665nm處用TU-1901型分光光度計測量吸光度，制作標準曲線（圖1）。

3.1.2 亞甲藍分光光度法結果數據分析

如表1所示，試驗先設定溫度和吹氣時間的影響因素優化載氣流量，再設定溫度和載氣流量優化吹氣時間，最后設定吹氣時間和載氣流量優化反應溫度，選出最合適的控制參數。結果顯示：溫度在55～75 ℃，時間在25～45 min，載氣流量在250～450 mL/min變化時平均加標回收率為77.6%～95.7%，當影響監測結果的關鍵因素的載氣流量、吹氣時間、反應溫度分別達到350 mL/min、35 min、70 ℃時加標回收率達到峰值（圖2）。

3.2 碘量法結果數據分析

試驗用亞甲藍分光光度法同樣的控制參數處理樣品，用碘量法測定樣品。結果顯示：溫度在55～75 ℃，時間在25～45 min，載氣流量在250～450 mL/min變化時平均加標回收率為69.4%～91.1%。當影響監測結果的關鍵因素的載氣流量、吹氣時間、反應溫度分別達到350 mL/min、35 min、70 ℃時加標回收率達到峰值（圖2）。碘量法試驗結果與亞甲藍分光光度法所測結果一致，說明測定水質中硫化物含量時，用TTL-HS型酸化吹氣儀進行前處理處理將載氣流量、吹氣時間、反應溫度分別設定為350 mL/min、35 min、70 ℃作為最優控制參數回收率高，具有可重復性。

4 結論與討論

結果表明：前處理與后處理時間均為5 min，當溫度為70 ℃、處理時間為35 min、流量為350 mL/min時，采用兩種方法分析4個平行樣的加標回收率較高，優化結果具有一致性、吹取完全、吸收完全、準確度高等優點。水質中硫化物的監測過程中，酸化前處理的優化對監測結果起著至關重要的作用，工業廢水等沒有經過酸化前處理或者處理不完善會直接導致監測結果與真實值偏離很大。對TTL-HS型酸化吹氣儀控制參數進行優化，進一步完善了水質硫化物前處理方案，對環境監測的數據真實性、可靠性具有重要意義，為環境監測水質中硫化物的測定方法提供重要依據，為水環境評估評價提供更為嚴謹的理論依據。

參考文獻：

[1]朱安全，陳云祥.水中硫化物測定方法的研究[J].分析與檢測，2000，20（1）：39～43.

[2]劉永健.油田采出水中可溶性硫化物測定方法研究[D].哈爾濱：哈爾濱工程大學，2009.

[3]吳玉珍.廢水中硫化物測定樣品處理預處理方法的改進[J].環境科學，1993，14（4）：76～78.

[4]朱斌波.水中硫化物測定過程中的質量控制[J].環境保護與循環經濟，2008，07：32～33.

[5]黃 藝，匡 科，蘇笑明.直接顯色分光光度法測定水中硫化物[J].廣東化工，2006（3）：39～40.

[6]吳長利，王麗文.硫化物溶液標準物質的研究[J].中國環境監測，2000，16（2）：48～50.

[7]張 瑛.水中硫化物預處理測定方法的改進分析[J].資源節約與環保，2015（1）：33～51.

[8]朱順萍，李燈海.水中硫化物預處理測定方法的改進[J].中國衛生工程學，2007（4）：226～227.