水质中硫化物TTL—HS型吹气仪控制参数的优化

邱林权+张宇+魏翠

摘要：对TTL-HS酸化吹气仪控制参数进行了优化，采用亚甲基蓝分光光度法和碘量法分别分析了4个平行样的加标回收率、优化处理反应的温度、流量、吹气时间等关键参数。结果表明：当温度为70℃，前处理与后处理时间均为5 min、处理时间为35 min，流量为350 mL/min时；用两种方法分析4个平行样的加标回收率较高。优化结果具有一致性、吹取完全、吸收完全、准确度高等优点。

关键词：亚甲蓝法； 碘量法； TTL-HS型吹气仪； 硫化物

中图分类号：X832

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）20-0087-02

1 引言

水中硫化物主要包括酸溶性的金属硫化物、具有溶解性的硫化物，包括H2S、HS-、S2-等[1]，以及有机硫化物和不溶性的硫化物，我们通常所测定的是酸溶性和溶解性的硫化物。在酸性条件下，硫化物大部分是以硫化氢的形式存在[2]。硫化氢具有很强的毒性，并且其毒性随着水温而升高，可危害氧化酶、细胞色素，造成细胞组织缺氧，严重时可危及生命，当硫化氢浓度为0.008 mg/L便能导致一些鱼类幼苗死亡[3]；硫化氢在细菌作用下还会氧化生成硫酸，从而腐蚀管道和金属设备等。因此，硫化物是监测水体污染的重要指标之一[4]。硫化物的监测主要干扰物有SCN-、NO-2、SO2-3、S2O2-3、CN-和部分重金属离子，排除干扰主要有沉淀法和吹气法[5，6]，试验采用的是吹气法，吹气法是利用硫化物在酸性中不稳定，极易转化成硫化氢气体逸从而实现待测样品分离。影响吹气法的因素主要有：酸溶液和载气的种类和纯度、载气流速和吹气时间、吸收液以及反应装置和吸收装置等[7，8]。试验主要对影响吹气法的水浴温度、载气流速、吹气时间进行分析优化，对保证监测数据更真实可靠具有重要意义。

2 材料与方法

2.1 仪器与试剂

2.1.1 仪器

分光光度计：TU-1901；TTL-HS型水质硫化物酸化吹气仪；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 试剂

实验试剂有去离子除氧水，氮气，硫酸，磷酸，盐酸，乙酸，N，N-二甲基对苯二胺，硫酸铁铵，抗坏血酸，乙二胺四乙酸二钠，乙酸锌，乙酸钠，氢氧化钠，淀粉，碘标准溶液，重铬酸钾，硫代硫酸钠，硫化钠标准使用液（实验室领取，浓度为100 mg/L）。

2.2 方法

采用亚甲蓝分光度法和碘量法分别对加标量为5 mg/L的4个平行样进行不同温度、不同载气流量、不懂吹气时间（前后处理时间为5 min，载气流量为400 mL/min）分析硫化物加标回收率，优化TTL-HS型酸化吹气仪控制参数。

3 结果与分析

3.1 亚甲蓝分光度法结果分析

3.1.1 标准曲线

取7支100 mL具塞比色管，各加入20 mL乙酸锌-乙酸钠溶液，分别取0.00 mL，0.50 mL，1.00 mL，2.00 mL，3.00 mL，4.00 mL和5.00 mL硫化钠标准使用液（浓度为10 mg/L）移入各比色管，加水至60 mL，然后加入10 mL N，N-二甲基对苯二胺溶液并颠倒一次，再加入1 mL硫酸铁铵溶液，摇匀。放置10 min后，用水稀释至100 mL，摇匀。用1 cm比色皿，以去离子除氧水作为参比，在波长665nm处用TU-1901型分光光度计测量吸光度，制作标准曲线（图1）。

3.1.2 亚甲蓝分光光度法结果数据分析

如表1所示，试验先设定温度和吹气时间的影响因素优化载气流量，再设定温度和载气流量优化吹气时间，最后设定吹气时间和载气流量优化反应温度，选出最合适的控制参数。结果显示：温度在55～75 ℃，时间在25～45 min，载气流量在250～450 mL/min变化时平均加标回收率为77.6%～95.7%，当影响监测结果的关键因素的载气流量、吹气时间、反应温度分别达到350 mL/min、35 min、70 ℃时加标回收率达到峰值（图2）。

3.2 碘量法结果数据分析

试验用亚甲蓝分光光度法同样的控制参数处理样品，用碘量法测定样品。结果显示：温度在55～75 ℃，时间在25～45 min，载气流量在250～450 mL/min变化时平均加标回收率为69.4%～91.1%。当影响监测结果的关键因素的载气流量、吹气时间、反应温度分别达到350 mL/min、35 min、70 ℃时加标回收率达到峰值（图2）。碘量法试验结果与亚甲蓝分光光度法所测结果一致，说明测定水质中硫化物含量时，用TTL-HS型酸化吹气仪进行前处理处理将载气流量、吹气时间、反应温度分别设定为350 mL/min、35 min、70 ℃作为最优控制参数回收率高，具有可重复性。

4 结论与讨论

结果表明：前处理与后处理时间均为5 min，当温度为70 ℃、处理时间为35 min、流量为350 mL/min时，采用两种方法分析4个平行样的加标回收率较高，优化结果具有一致性、吹取完全、吸收完全、准确度高等优点。水质中硫化物的监测过程中，酸化前处理的优化对监测结果起着至关重要的作用，工业废水等没有经过酸化前处理或者处理不完善会直接导致监测结果与真实值偏离很大。对TTL-HS型酸化吹气仪控制参数进行优化，进一步完善了水质硫化物前处理方案，对环境监测的数据真实性、可靠性具有重要意义，为环境监测水质中硫化物的测定方法提供重要依据，为水环境评估评价提供更为严谨的理论依据。

参考文献：

[1]朱安全，陈云祥.水中硫化物测定方法的研究[J].分析与检测，2000，20（1）：39～43.

[2]刘永健.油田采出水中可溶性硫化物测定方法研究[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2009.

[3]吴玉珍.废水中硫化物测定样品处理预处理方法的改进[J].环境科学，1993，14（4）：76～78.

[4]朱斌波.水中硫化物测定过程中的质量控制[J].环境保护与循环经济，2008，07：32～33.

[5]黄 艺，匡 科，苏笑明.直接显色分光光度法测定水中硫化物[J].广东化工，2006（3）：39～40.

[6]吴长利，王丽文.硫化物溶液标准物质的研究[J].中国环境监测，2000，16（2）：48～50.

[7]张 瑛.水中硫化物预处理测定方法的改进分析[J].资源节约与环保，2015（1）：33～51.

[8]朱顺萍，李灯海.水中硫化物预处理测定方法的改进[J].中国卫生工程学，2007（4）：226～227.