紫外分光光度法测定工作场所空气中硫化氢

吕雪颖

（江苏省欧萨环境检测技术有限公司，江苏 南京 210032）

硫化氢有剧毒，同时也是一种强烈的神经毒物，对人体的危害巨大，因此在职业病危害检测中对于硫化氢的检测属于重点检测因素。当前在职业卫生日常检测中，主要是采用目视比色法测定工作场所空气中硫化氢浓度，该检测方法需要检测人员肉眼观察，易因主观判断产生误差，测试的准确性和重复性较差；同时在每次测样时需要重新绘制标准曲线，工作量较大，不利于实际测试作业[1-3]。本试验建立紫外可见分光光度法进行硫化氢浓度方法，并确定最优实验参数。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

1.1.1 实验材料

硫酸（AR），密度为1.84 g/mL；亚砷酸钠（AR）；硝酸银溶液（AR）；硫代硫酸钠标准溶液（AR），0.1 mol/L。以上材料均购自国药集团上海化学试剂公司。

1.1.2 实验仪器

紫外分光光度计选用UV-2450 型，日本岛津公司生产，带10 mm 石英比色皿+10 mL 多孔玻板吸收管+25 mL 具塞比色管。

1.2 实验方法

1.2.1 实验原理

工作场所空气中的硫化氢用多孔玻板吸收管采集后，与硝酸银反应生成硫化银胶体，用紫外可见分光光度计测定，得到实际浓度[4]。

1.2.2 实验步骤

取11 只具塞比色管，加入0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.20、1.40、1.60、2.00、2.25 mL 硫化氢标准溶液，加吸收液稀释至5.0 mL，配制为0.0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0、2.4、2.8、3.2、4.0、4.5 μg/mL 硫化氢标准溶液，加入0.5 mL 淀粉溶液，摇匀，加入2.0 mL 硝酸银溶液，静置，于波长275 mm 处用10 mm 石英比色皿测定吸光度。

2 实验结果与讨论

2.1 特征吸收波长实验

制作1.5、3.0、4.5 μg/mL 3 个质量浓度的硫化氢标准样品，在确定其他实验条件一致的情况下，用紫外可见分光光度计在190～900 nm 波长内光谱扫描[5-6]。结果表明，发现3 个标样准品在经过全波长扫描后均在270～280 nm 波长范围内吸光度均已达到最大值且较为平稳，如图1 所示。经综合比较确定实验中硫化氢最大特征吸收波长为275 nm。

图1 硫化氢波长选择曲线图

2.2 静置时间实验

在确定其他实验条件一致的情况下，对硫化氢标准样品在不同静置时间内（10、20、30、40、50、60、70、80 min）的吸光度进行实验测定，测定结果分别为0.78、0.82、0.97、0.97、0.97、0.96、0.89、0.86。

当静置时间从10 min 增大到80 min 的过程中，吸光度前期表现为增大趋势，中期表现为稳定趋势，后期表现为减小趋势；当静置时间在30～60 min 时，吸光度基本稳定在最大值0.97 左右。经综合比较确定实验中溶液静置时间为30 min 较为合适。

2.3 显色温度的选择

在确定其他实验条件一致的情况下，对硫化氢标准样品在不同温度下（5、10、15、20、25、30、35、40 ℃）的吸光度进行实验测定，测定结果分别为0.64、0.75、0.81、0.92、0.92、0.92、0.84、0.71。

当显色温度从5 ℃增大到40 ℃的过程中，吸光度前期表现为增大趋势，中期表现为稳定趋势，后期表现为减小趋势；当显色温度在20～40 ℃时，吸光度基本稳定在最大值0.92 左右。经综合比较确定实验中显色温度为25 ℃较为合适。

2.4 标准曲线的线性关系及方法检出限

最优条件：在最大特征吸收波长为275 nm，溶液静置时间为30 min，温度为25 ℃时，在5d 时间内10 次进行硫化氢标准系列吸光度的测试，在0.0～4.0 μg/mL 质量浓度范围内硫化氢的标准曲线如图2所示。

图2 硫化氢的标准曲线

由图2 数据可知，在0.0～4.0 μg/mL 质量浓度范围内硫化氢标准曲线的吸光度在0～1.00 范围内线性良好，斜率为0.216 8，线性相关系数R≥0.999。

在上述最优条件下，取标准系列中质量浓度为0 μg/mL 的空白管连续进行20 次吸光度测试，以3 倍标准差即为对应待测物浓度的检出限。测定得到检出限为0.05 g/mL，最低检出质量浓度为0.07 mg/m3，满足相关规定。该方法有效降低了测定硫化氢的检出限和最低检出浓度。

2.5 精密度和准确度测定

根据实验方法测定硫化氢标准曲线的条件，分别测定低（1.5 μg/mL）、中（3.0 μg/mL）、高（4.5 μg/mL）3 组（每组8 个样品）质量浓度的加标回收值，计算标准偏差（RSD）及回收率，结果如表1 所示。RSD 值在0.9%～2.7%，回收率在95.6%～99.8%，精确度及准确度较理想，符合要求。

表1 样品加标回收实验结果

2.6 实际测试

采用上述分光光度法及相应最优参数对某工作面作业场所硫化氢浓度进选择测定，实际测得作业场所硫化氢平均质量浓度为0.39 mg/m3，采用目视比色法对该作业场所硫化氢测试的平均质量浓度为0.52 mg/m3。对比分析可知：采用上述分光光度法及相应最优参数测试作业场所硫化氢质量浓度的方法具有较好的确定度，而目视比色法的测试结果准确性偏低，有一定的主观性。

3 结论

本文建立了采用紫外分光光度法测定作业场所中硫化氢质量浓度的实验方法，最优实验参数为：最大特征吸收波长275 nm、静置时间30 min、显色温度25 ℃，检测限降低至0.05 μg/mL，最低检出质量浓度降低至0.07 mg/m3，RSD 值在0.9%～2.7%，回收率在95.6%～99.8%，精确度及准确度较理想。紫外分光光度法的建立，有效地避免了以往目视比色法中因检测人员对颜色主观感受不而而引起的判断误差产生。紫外分光光度法标准曲线线性良好，在对工作场所的硫化氢测定时可多次重复使用，不需要每次都要重新建立标准曲线，大幅度降低工作人员工作量，在工作量大的实际检测工作场所较为适用。