亚甲基蓝分光光度法测定水中硫化物方法验证的探讨
2022-02-11马媛媛顾培培
马媛媛,顾培培
(江苏国创检测技术有限公司,江苏 南通 226000)
1 标准方法及要求
1.1 方法名称及依据
此实验的方法名称及依据为中华人民共和国国家生态环境标准《水质硫化物的测定亚甲基蓝分光光度法》(HJ 1226-2021)。
1.2 方法原理
样品中的硫化物经酸化、加热氮吹或蒸馏后,产生的硫化氢用氢氧化钠溶液吸收,生成的硫离子在硫酸铁铵酸性溶液中与N,N-二甲基对苯二胺反应,生成亚甲基蓝,于 665 nm波长处测定其吸光度,硫化物含量与吸光度值成正比[1]。
1.3 适用范围
适用于地表水、地下水、废水和海水中硫化物测定。
1.4 方法检出限
当样品取样体积为200 mL,使用1 cm比色皿时,方法检出限为0.01 mg/L;使用3 cm比色皿时,方法检出限为0.003 mg/L。海水和地下水需用3 cm比色皿,此时的样品前处理应选用“酸化-蒸馏-吸收”法。
2 主要仪器与试剂
2.1 主要仪器
可见分光光度计;500 mL蒸馏瓶;100 mL比色管;酸化-吹气-吸收装置;酸化-蒸馏-吸收装置。
2.2 主要试剂
(1+1)盐酸溶液:量取500 mL浓盐酸倒入500 mL纯水中,混匀。
10 g/L氢氧化钠:称取10 g氢氧化钠溶于1 000 mL水中,混匀。
抗氧化剂溶液:称取4.0 g抗坏血酸、0.2 g乙二胺四乙酸二钠和0.6 g氢氧化钠溶于100 mL水中,摇匀现配。
2 g/L N,N-二甲基对苯二胺溶液:称取2.0 g N,N-二甲基对苯二胺盐酸盐溶于700 mL水中,缓慢加入200 mL浓硫酸,冷却后用水稀释至1 000 mL,摇匀。
100 g/L硫酸铁铵溶液:称取25.0 g硫酸铁铵溶于100 mL水中,缓慢加入5.0 mL硫酸,冷却后用水稀释至250 mL,摇匀。
硫化物标准溶液:购买市售标准物质,批号为104427,浓度为100±5%。
硫化物标准使用液:10.00 mg/L。
准确吸取10.00 mL硫化物标准溶液于100 mL容量瓶中,用0.01NaOH氢氧化钠定容,摇匀备用。
硫化物标准使用液:2.00 mg/L。
准确吸取2.00 mL硫化物标准溶液(4.6)于100 mL容量瓶中,用0.01NaOH氢氧化钠定容,摇匀备用。
3 样品前处理
3.1 酸化-蒸馏-吸收法
量取200 mL的水样(浓度太高可稀释)到500 mL的蒸馏瓶中,加入5 mL抗氧化剂和玻璃珠,轻轻摇动。取20.0 mL氢氧化钠到100 mL比色管中,插入冷凝管导管于吸收液液面以下,打开冷凝水,向蒸馏瓶中加入10 mL盐酸溶液,迅速盖上盖子。打开电炉,控制蒸馏速度。当100 mL比色管中体积约60 mL时,停止蒸馏,冲洗蒸馏导管入比色管中,摇匀待测。
3.2 空白试样的制备
用实验用水代替实际样品,按照3.1相同的步骤进行实验室空白试样的制备。
4 测定步骤
4.1 曲线制备
向100 mL比色管中加入20 mL氢氧化钠,之后依次加入0.00 mL、0.00 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL、7.00 mL硫化物标准使用液到100 mL比色管中,加入纯水至约60 mL,缓慢加入10 mL N,N-二甲基对苯二胺溶液,立即盖塞缓慢倒转一次,加入1 mL硫酸铁铵溶液,立即盖塞摇匀。显色10 min后用纯水定容至刻线,摇匀。用1 cm比色皿比色,波长为665 nm,纯水做参比。
分别量取0.00 mL、1.00 mL、2.50 mL、5.00 mL、7.50 mL、10.00 mL硫化物标准使用液,按上述步骤,使用30 mm光程比色皿比色,建立低浓度标准曲线。
4.2 样品测定
向样品管中加入10 mL N,N-二甲基对苯二胺溶液,立即盖塞缓慢倒转一次,加入1 mL硫酸铁铵溶液,立即盖塞摇匀。显色10 min后用纯水定容至刻线,摇匀。用1 cm比色皿比色,波长为665 nm,纯水做参比。
4.3 空白样品测定
向空白样品管中加入10 mL N,N-二甲基对苯二胺溶液,立即盖塞缓慢倒转一次,加入1 mL硫酸铁铵溶液,立即盖塞摇匀。显色10 min后用纯水定容至刻线,摇匀。用1 cm比色皿比色,波长为665 nm,纯水做参比。
5 结果与讨论
5.1 曲线及方法检出限测定
高浓度的曲线为:y=0.002+0.009 04x,线性相关系数为0.999 9大于0.999 0,符合要求。对于分光光度法,扣除空白后的与0.01吸光度相对应的浓度值为检出限,此时检出限为0.006 mg/L。
低浓度曲线为:y=0.002+0.026 9x,线性相关系数为0.999 7大于0.999 0,符合要求。对于分光光度法,扣除空白后的与0.01吸光度相对应的浓度值为检出限,此时检出限为0.002 mg/L。
表2 硫化物低浓度的曲线结果
5.2 精密度和准确度的测定
实验室选取地表水来测定,因地表水中没有检出浓度,所以自配标准浓度0.10 mg/L的样品,此时的相对标准偏差为7.4%;测定工业废水浓度为0.70 mg/L,相对标准偏差为5.9%;测定浓度为1.60 mg/L的废水,相对标准偏差为3.9%。
表3 方法精密度(10 mm比色皿)结果统计
实验室选取表1三种浓度的水样进行加标回收,其回收率范围在70.8%~98.5%之间。标准要求的回收率为60%~120%,测得结果完全符合规定要求。
表1 硫化物高浓度的曲线结果
海水以及地下水只能选取30 mm比色皿的“酸化-蒸馏-吸收”法,因海水和地下水未检出浓度,故自配浓度为0.020 mg/L的样品,相对标准偏差为9.4%;选取浓度为0.055 mg/L的样品,相对标准偏差为5.7%;测定浓度为0.190 mg/L的样品,相对标准偏差为3.1%。
实验室选取表4三种浓度的水样进行加标回收,其回收率范围在79.0%~96.0%之间。标准要求的回收率为60%~120%,测得结果完全符合规定要求。
表4 方法准确度(10 mm比色皿)结果统计
表5 方法精密度(30 mm比色皿)结果统计
表6 方法准确度(30 mm比色皿)结果统计
6 结论
实验室对方法的检出限、精密度和准确度进行了探讨与验证,方法指标都符合标准规定的要求,证明实验室有能力开展硫化物亚甲基蓝分光光度法的试验。