ICP-OES分析含硫废水的方法研究

孙多龙，张正颂

（安徽金禾实业股份有限公司，安徽 滁州 239200）

石油化学工业中，大量的合成纤维、塑料、合成橡胶以及其他基本有机合成等的单体和原料都从油品裂解制取，原料油品和裂解制得的合成材料单体的含硫量都必须检验使其符合规定的标准，否则不但影响成品的质量，而且对工业生产带来极不利的因素。微量硫的分析方法较多，如：碘量法、汞量法、紫外荧光法、微库仑法、色谱法、电化学分析法、中字活化法、亚甲基兰比色法等。本实验主要介绍利用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）测量微量硫的含量。

1 ICP-OES检测微量硫样品前处理的方法

ICP-OES检测微量硫样品前处理的方法有：酸湿法消解、氧瓶燃烧法、燃灯法、微波消解法，这些处理方法的原理都是将其中的硫转化成硫酸根。

1.1 酸湿法消解

湿法消解是用酸液或碱液并在加热条件下破坏样品中的有机物或还原性物质的方法。盐酸适合在80 ℃以下的消解体系，硝酸适合在80～120 ℃的消解体系，硫酸适合在340 ℃左右的消解体系，盐酸-硝酸的混酸适合在95～110℃的消解体系，硝酸-高氯酸的混酸适合在140～200 ℃的消解体系，硝酸-硫酸的混酸适合120～200 ℃的消解体系，硝酸-双氧水适合95～130 ℃的消解体系。

1.2 氧瓶燃烧法

本法是将有机药物在充满氧气的燃烧瓶中进行燃烧，待燃烧产物被吸入吸收液后，再采用适宜的分析方法来检查或测定卤素或硫等元素的含量。燃烧瓶为500，1 000或2 000 mL磨口、硬质玻璃锥形瓶，瓶塞应严密、空心，底部熔封铂丝一根（直径为1 mm），铂丝下端作成网状或螺旋状，长度约为瓶身长度的2/3。

1.3 燃灯法

燃灯法测定石油产品中硫含量的基本原理为：试样中的硫化物在测定器的灯中完全燃烧生成SO2，SO2被过量的Na2CO3溶液吸收而起反应。反应后，将剩余的Na2CO3用HC1标准滴定溶液进行滴定（即采用回滴法），根据HC1标准溶液消耗的量计算试样中的硫含量。GB／T 380燃灯法所需

仪器设备比较简单，测定仪主要由抽真空部分及燃烧灯、吸收器、液滴收集器、烟道等一些玻璃仪器组成。

1.4 微波消解法

微波消解通常是指利用微波加热封闭容器中的消解液和试样从而在高温增压条件下使各种样品快速溶解的湿法消化。密闭容器反应和微波加热这两个特点，决定了其完全、快速、低空白的优点，但不可避免地带来了高压（可能过压的隐患）、消化样品量小等不足。高压（最高可达100～150 bar）、高温（通常180～240 ℃）、强酸蒸气给实验者带来了安全方面的心理压力。

2 试验方法

2.1 标准溶液的配置

准确称取 2.060 4 g 已烘干的（NH4）2SO4，纯水定容到50 mL量瓶中，记为A号，然后从A号瓶中取1 mL到200 mL容量瓶中，纯水定容，记为B号，再分别取1，5，10，15，20，30，50 mL溶液到50 mL容量瓶中，再从A号瓶中取1 mL到100 mL容量瓶中，纯水定容，配置成1，5，10，15，20，30，50，100 μg/mL的标准溶液，分别记为1～8号。

2.2 酸消解法样品液的配制

中药，生姜（切片烘干），茶叶这类样品，采取酸消解的方法，其主要操作步骤如下。

取适量样品研磨成粉状，用小烧杯称取0.5 g，精确到0.000 2 g，移至通风橱中，分别加10 mL硝酸及2 mL HClO4，盖上表面皿，电炉上高温烧至黄烟变白烟，调至低温，保持微沸状态，直至完全蒸干。用1%的稀盐酸洗小烧杯及表面皿，转移到50 mL的量瓶中，纯水定容，配成待测液并做好标记。

空白溶液的配置：取一小烧杯加10 mL硝酸及2 mL HClO4，按上述方法同样处理。

2.3 直接进样法样品液的配置

2.3.1 乳液的配置步骤

对于油品，用曲拉通进行乳化处理，乳液的配置步骤：称取1 g的曲拉通，精确到0.002 g，溶解到100 mL量瓶中，纯水定容，配置成1%的曲拉通溶液。

用100 mL量瓶称取约0.5 g的油品，精确到0.000 2 g，依次加5 mL1%的曲拉通溶液，直至能完全形成乳液而不分层，结果发现需加20 mL1%的曲拉通溶液。

2.3.2 汽油样品液的配置步骤

用100 mL量瓶称取约0.5 g的油品，精确到0.000 2 g，加20 mL1%的曲拉通，混合，静置，待泡沫基本消失后，纯水定容，并做好标记。

空白溶液的配置：空的100 mL量瓶中直接加20 mL1%的曲拉通，纯水定容。

2.4 分析谱线的选择

根据实际情况，选择系统推荐的5个谱线，分别为：181.975 nm，180.669 nm，189.965 nm，182.037 nm，182.563 nm，然后根据实际测量结果选择最合适的分析谱线。

2.5 仪器参数的选择

ICP-OES的主要工作条件如表1所示。

表1 仪器参数

在以后的实验过程中将根据实际情况进行条件的优化。

2.6 精密度试验

参照样品液的配制方法，进行乳液和汽油两类不同处理方法的精密度实验，每种样品做6组平行试验，计算相对标准偏差（Relative Standard Deviation，RSD）。

3 结语

按上述方法配置标液，在ICP-OES测定系统中编辑方法，按编辑好的方法进行测定，记录发射线强度，绘制标准曲线（见图1）。

图1 各发射线下标准曲线

对应的标准曲线方程如表2所示。

表2 各发射线下标准曲线方程

根据得到的标准曲线可以看出，1，2，3，5线性较好，因此选择谱线181.975 nm，180.669 nm，182.563 nm，189.965 nm作为分析线。

在使用ICP-OES时，要保证氮气氦气的纯度，检测前进行光学系统初始化，且室温要达到（22±2）℃，初始化未完成则无法进行下一步试验。初始化完成后建方法，编辑方法。如检测不出信号，则需要检查雾化器、窗片、方法是否合适。