亞硫酸鹽測定中水樣的預(yù)處理

劉 玲,齊 敏,彭敬雪,商曉艷

（中國石化 撫順石油化工研究院環(huán)保所,遼寧 撫順 113001）

目前關(guān)于水中亞硫酸鹽含量測定的方法較多，主要有分光光度法、庫侖法、熒光法、電化學(xué)法、碘量法等［1］。廢水成分一般比較復(fù)雜，其中很多物質(zhì)都會對亞硫酸鹽的測定造成干擾［2］，導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)嚴(yán)重偏差。所以在測定水中亞硫酸鹽之前，對廢水進(jìn)行預(yù)處理以消除這些物質(zhì)的干擾是非常必要的。但是在已有的報道中［3-8］，關(guān)于去除水樣中這些干擾物質(zhì)的研究較少。

本工作研究了一種吹掃—酸化—水浴加熱—吸收的水樣預(yù)處理方法。該方法可以去除亞硝酸根、S2-、COO-及各種金屬離子對亞硫酸鹽測定的干擾，并通過加標(biāo)回收和精密度實驗證明本方法具有較好的精密度和準(zhǔn)確度，可保證水中亞硫酸鹽含量測定的準(zhǔn)確性。

1 實驗部分

1.1 試劑和儀器

孔雀石綠、無水亞硫酸鈉、硼砂、氫氧化鈉、鹽酸、醋酸、硝基酚、氨基磺酸氨、五水硫酸銅：分析純。實驗用污水取自某污水處理廠總排水，水質(zhì)見表1。

表1 污水水質(zhì) mg/L

723N型可見分光光度計：上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.2 實驗原理

首先采用氨基磺酸氨分解亞硝酸，消除亞硝酸對亞硫酸鹽測定的干擾。然后將水樣置于水浴中加熱，加入鹽酸，鹽酸與水樣中的亞硫酸鹽、碳酸鹽和硫化物反應(yīng)，生成二氧化硫、二氧化碳和硫化氫氣體，在氮氣吹掃作用下，生成的氣體被帶入吸收瓶，而COO-和各種金屬離子則留在反應(yīng)瓶中；硫化氫氣體與一級吸收瓶中的硫酸銅溶液反應(yīng)，生成黑色的硫化銅沉淀而去除；二氧化硫和二氧化碳?xì)怏w與二、三級吸收瓶中的氫氧化鈉反應(yīng)，生成亞硫酸鈉和碳酸鈉，其中的亞硫酸鹽可與孔雀石綠發(fā)生加成反應(yīng)，使孔雀石綠褪色，通過吸光度的變化測定亞硫酸鹽含量。

1.3 實驗方法

1）取200 mL水樣于蒸餾燒瓶中，在90 ℃的水浴溫度下，加入1 mL質(zhì)量濃度為12 g/L的氨基磺酸氨溶液，加入3滴對硝基酚作為指示劑。

2）以500 mL/min的流量連續(xù)通氮氣5 min后，向水樣中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的鹽酸20 mL。

3）以200 mL/min的流量通氮氣30 min，以400 mL/min的流量通氮氣10 min。

4）第一個吸收瓶中加入質(zhì)量濃度為0.2 g/L的硫酸銅溶液50 mL；另兩個吸收瓶中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的氫氧化鈉溶液50 mL，吸收后測定氫氧化鈉溶液中亞硫酸根濃度。

1.4 分析方法

孔雀石綠分光光度法的測定原理見文獻(xiàn)［9］。

具體步驟為：取一定量試樣于10 mL比色管中，加入1.0 mLpH 6.0的醋酸鈉-醋酸緩沖溶液和1.0 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%的孔雀石綠溶液，用蒸餾水定容至10 mL，混合均勻，反應(yīng)溫度為5～30 ℃，放置40 min，于波長618 nm處測定孔雀石綠溶液的吸光度，根據(jù)吸光度差計算亞硫酸鹽含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 亞硝酸根對亞硫酸鹽測定的干擾

亞硝酸根對亞硫酸鹽測定的影響見表2。

表2 亞硝酸根對亞硫酸鹽測定的影響

由表2可見：亞硝酸根的存在對亞硫酸鹽的測定產(chǎn)生負(fù)干擾，使亞硫酸鹽測定結(jié)果偏低；加入氨基磺酸氨后，吸光度與不含有亞硝酸根的結(jié)果一致，說明氨基磺酸氨可消除亞硝酸根的干擾；同時氨基磺酸氨溶液的存在不會對測定產(chǎn)生干擾。所以在測量亞硫酸鹽含量時，如果水樣中含有亞硝酸根，可通過加入氨基磺酸氨消除其干擾。

2.2 S2-對亞硫酸鹽測定的干擾

S2-對亞硫酸鹽測定的影響見表3。由表3可見：S2-的存在對亞硫酸鹽的測定產(chǎn)生正干擾，使測定結(jié)果偏高，加入硫酸銅溶液后，吸光度與不含有S2-的結(jié)果基本一致，說明硫酸銅溶液可以消除S2-的干擾；同時硫酸銅的存在不會產(chǎn)生干擾。所以測定亞硫酸鹽含量時，如果水樣中存在S2-，可通過加入硫酸銅消除干擾。

表3 S2-對亞硫酸鹽測定的影響

2.3 COO-對亞硫酸鹽測定的干擾

檸檬酸、酒石酸及抗壞血酸等均會產(chǎn)生COO-離子［10］。COO-對亞硫酸鹽測定的影響見表4。由表4可見：COO-對亞硫酸鹽的測定產(chǎn)生正干擾，使測定結(jié)果偏高；將水樣按實驗設(shè)定方法處理后，測定的吸光度與不含有COO-的結(jié)果基本一致，說明本實驗方法基本可以消除COO-的干擾；同時實驗結(jié)果也表明，水浴加熱不會對測定產(chǎn)生干擾。所以測定亞硫酸鹽含量時，水樣中存在COO-，可通過采用該處理方法消除其干擾。

表4 COO-對亞硫酸鹽測定的影響

2.4 工作曲線及檢出限

在ρ（SO32-）為以0～5 mg/L范圍內(nèi)，以吸光度差值（△A）為縱坐標(biāo)，ρ（SO32-）為橫坐標(biāo)做工作曲線，見圖1。由圖1可見，工作曲線方程為△A=0.148ρ+0.014，相關(guān)系數(shù)為0.993，方法的最低檢出限為0.1 mg/L。

圖1 工作曲線

2.5 方法的精密度和準(zhǔn)確度

取標(biāo)準(zhǔn)溶液、地下水、地表水及某污水處理廠總排水，采用本預(yù)處理方法對水樣進(jìn)行預(yù)處理，采用孔雀石綠分光光度法測定其中的ρ（SO32-），并向其中加入已知量的SO32-，測定加標(biāo)回收率，驗證方法的準(zhǔn)確度，結(jié)果見表5。由表5可見，各試樣測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均較低，在誤差允許范圍之內(nèi)，說明本方法的精密度較好；加標(biāo)回收率在98.1%～103.6%之間，方法具有較高的準(zhǔn)確度。

表5 方法的精密度（n=6）和準(zhǔn)確度

3 結(jié)論

采用吹掃—酸化—水浴加熱—吸收的預(yù)處理方法處理水樣，可以去除亞硝酸、S2-、COO-對亞硫酸鹽測定產(chǎn)生的干擾。在質(zhì)量濃度為0～5 mg/L范圍內(nèi)，工作曲線方程為△A=0.148ρ+0.014，相關(guān)系數(shù)為0.993，方法的最低檢出限為0.1 mg/L，加標(biāo)回收率在98.1%～103.6%之間，說明本方法具有較高的精密度及準(zhǔn)確度。

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