亚甲蓝分光光度法测定水中硫化物的方法验证研究

李志林，林 奕**，刘淑娟，杨春涛，周书祥，李国文，鲁瑞梅

(1.云南省生态环境厅驻玉溪市生态环境监测站，云南 玉溪 653100；2.玉溪师范学院，云南 玉溪 653100)

水体中的硫化物既有溶解性无机硫化物，又有酸溶性金属硫化物，包括溶解性的H2S、HS-、S2-，以及存在于悬浮物中的可溶性硫化物和酸可溶性金属硫化物[1]。硫化氢气体极易从水体中逸散进入大气，导致企业时有发生高浓度硫化氢气体致人死亡事件。硫化物作为水质监测的一项重要指标，常用的监测方法包括亚甲蓝分光光度法、流动注射分析法、气相分子吸收光谱法等[2-4]。亚甲蓝分光光度法是一种传统经典的硫化物分析方法。新版《水质 硫化物的测定 亚甲蓝分光光度法》(HJ 1226-2021)[5]于2022年3月1日正式实施。根据《RB/T 214-2017 检验检测机构资质认定能力评价 检验检测机构通用要求》[6]及《检验检测机构资质认定 生态环境监测机构评审补充要求》等的要求，我单位相关人员对新方法开展了方法验证，以便顺利开展日常生态环境水质监测分析工作。

1 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[5]。

2 实验部分

2.1 相关试剂

除氧去离子水：通过离子交换柱制得去离子水，以200～300 mL/min 的速度通氮气约 20 min，使水中氮气饱和，以除去水中的溶解氧。制备的除氧去离子水应立即密封，并存放于玻璃瓶内(临用现制)。

盐酸溶液：量取 250 mL 盐酸，缓慢注入 250 mL 水中，冷却。

氢氧化钠溶液(10 g/L)：称取 10.0 g 氢氧化钠，溶于 1000 mL 水中，摇匀。

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、0.6 g 氢氧化钠，溶于 100 mL 水中，摇匀并贮存于棕色试剂瓶中(临用现制)。

N,N-二甲基对苯二胺溶液(2 g/L)：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 硫酸，冷却后用水稀释至 1000 mL，摇匀。此溶液室温下贮存于密闭的棕色瓶内，可稳定 3 个月。

硫酸铁铵溶液(100 g/L)：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。溶液如出现不溶物，应过滤后使用。

硫化物标准溶液(100 mg/L)：购置于生态环境部环境发展中心环境标准样品研究所。

硫化物有证标准物质(编号205545：3.38±0.25 mg/L)：购置于生态环境部环境发展中心环境标准样品研究所。

2.2 仪器和设备

样品瓶：200 mL，棕色具塞磨口玻璃瓶。

分光光度计(V-1800)：具 10 mm 光程和 30 mm 光程比色皿，上海美普达仪器有限公司。

水质硫化物酸化吹气仪(TTL-HS)：北京同泰联科技发展有限公司。

智能一体化蒸馏仪(STEHDB-106-3)：济南盛泰电子科技有限公司。

吸收管：100 mL 具塞比色管。

2.3 标准曲线的绘制

取6支吸收管，各加入 20 mL 氢氧化钠吸收液，分别量取0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、7.00 mL 硫化物标准使用溶液(10 mg/L)移入吸收管，加除氧去离子水至 60 mL，沿吸收管壁缓慢加入 10 mL N，N-二甲基对苯二胺溶液，立即盖塞并缓慢倒转一次。拔塞，沿吸收管壁缓慢加入 1 mL 硫酸铁铵溶液，立即盖塞并充分摇匀。放置 10 min 后，用除氧去离子水定容至标线，摇匀。使用 10 mm 光程比色皿，以除氧去离子水作参比，在波长 665 nm 处测量吸光度。以硫化物的质量(μg)为横坐标，以扣除零浓度点后的吸光度值为纵坐标，建立高浓度标准曲线。 测定结果见表1。

表1 高浓度标准系列及线性参数

分别量取0.00、1.00、2.50、5.00、7.50、10.00 mL 的硫化物标准使用液(10 mg/L)，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。测定结果见表2。

表2 低浓度标准系列及线性参数

2.4 方法检出限

本次方法检出限MDL的确定依据《环境监测分析方法标准制订技术导则》(HJ168-2020)[7]采用 10 mm 和 30 mm 光程比色皿分别进行7次空白样品的测定，方法检出限按公式(1)进行计算：

MDL=t(n-1, 0.99)×S

(1)

式中：MDL为方法检出限；n为样品的平行测定次数；t(n-1, 0.99)为自由度为n-1，置信度为99%时的t分布值(单侧)，本次取3.143；S为n次平行测定的标准偏差。

根据所验证的标准方法规定，测定下限为4倍的方法检出限。测定及计算结果见表3、表4。

表3 方法检出限、测定下限数据表(10 mm)

表4 方法检出限、测定下限数据表(30 mm)

2.5 精密度实验

本次精密度实验分别用 10 mm 和 30 mm 光程比色皿测定6次有证标准物质浓度，测定结果见表5、表6。

表5 精密度测试数据表(10 mm)

表6 精密度测试数据表

2.6 准确度实验

本次准确度实验分别采用 10 mm 和 30 mm 光程比色皿测定有证标准物质质量浓度和实际水样加标的方式，测定结果见表7～表10。

表7 有证标准物质测试数据表(10 mm)

表8 有证标准物质测试数据表(30 mm)

表9 实际样品加标测试数据表(10 mm“酸化-吹气-吸收”法)

表10 实际样品加标测试数据表(30 mm“酸化-蒸馏-吸收”法)

3 结果评价

3.1 空白实验评价

本次方法验证分别使用 10 mm 和 30 mm 光程比色皿测定了空白样品，测定结果分别为:-0.0006 mg/L 和 0.0020 mg/L，均低于方法检出限 0.01 mg/L 和 0.003 mg/L，满足所验证方法《水质 硫化物的测定 亚甲基蓝分光光度法》(HJ1226-2021)中空白样品测定结果低于检出限的要求。

3.2 标准曲线评价

本次方法验证分别使用 10 mm 和 30 mm 光程比色皿绘制标准曲线，相关系数分别为0.9995和0.9997，均满足所验证方法要求的相关系数≥0.999。

3.3 检出限及测定下限评价

本次使用 10 mm 和 30 mm 光程比色皿实验计算出方法检出限均为 0.001 mg/L，测定下限均为 0.004 mg/L，检出限均低于所验证方法给出的 0.01 mg/L 和 0.003 mg/L，测定下限均低于所验证方法给出的 0.04 mg/L 和 0.012 mg/L。

3.4 精密度评价

本次实验分别用 10 mm 和 30 mm 光程比色皿测试6次有证标准样品，其相对标准偏差分别为1.49%和0.92%，满足标准方法质量保证和质量控制中相对偏差应在30%以内的要求。

3.5 准确度评价

本次实验分别用 10 mm 和 30 mm 光程比色皿测试有证标准样品，测定值均在给定的范围内；同时 10 mm 光程比色皿测试地表水加标样品和 30 mm 光程比色皿测试地下水加标样品，回收率分别为90.2%～94.3%、72.7%～79.0%，满足标准方法质量保证和质量控制中加标回收率应在60%～120%之间的要求。

4 结论

本单位对标准方法《水质 硫化物的测定 亚甲基蓝分光光度法》(HJ1226-2021)进行方法验证，各项测试指标(空白、标准曲线、检出限、精密度、准确度)均满足方法要求，从人、机、料、法、环等方面综合评价，本站具备使用新方法分析检测硫化物的能力，同时为相关单位进行新方法验证提供一定参考。