采用吹脱捕集-离子色谱法测定地表水中金属硫化物方法

来源: 铭源凯德过滤设备（北京）有限公司

采用吹脱捕集-离子色谱法测定地表水中金属硫化物方法

    地表水中的金属硫化物不仅有腐蚀作用，还会影响水生动植物的生长，且易受外部环境影响以硫化氢形式逸散于空气中。硫化氢是八大恶臭污染物之*，其毒性与氰酸气体相当。因此硫化物是水质监测的*项重要指标。
　　地表水中污染物成分复杂，影响金属硫化物测定的干扰因素多，且其含量差异较大，如黑臭水体中硫化物会超出地表水Ⅴ类标准(>1.0mg/L)，而*些水体中金属硫化物却<0.01mg/L，这些特点均对硫化物测定的前处理和检测方法提出了较高要求。目前对于地表水样常使用酸化吹气法进行前处理，其吹脱捕集装置并未统*且存在气密性不好、受外界环境影响大、难以普遍应用于硫化物含量差异较大的地表水样的测定、仪器搭置繁琐等问题。另外对于硫化物的检测，碘量法和亚甲蓝分光光度法是普遍使用的化学分析方法，然而由于亚硫酸盐、硫代硫酸盐等离子及其他氧化剂、还原剂均会影响显色反应，抗干扰能力弱，测定的稳定性并不理想。流动注射分光光度法、毛细管电泳法、*谱分析法、气相色谱法、离子色谱法等硫化物检测方法还存在检测限较高、仪器昂贵、进样要求高等问题。
　　铭源选用硫化物酸化吹气仪作为前处理装置，优化了吹脱捕集条件，以满足对不同地表水中金属硫化物的测定，并降低干扰因素，消除共存离子影响，且该装置气密性好，自动化设置使得操作简便、快捷。同时选用离子色谱-脉冲安培法定量分析吸收液，获得较高的准确度和灵敏度，该方法应用于地表水样的检测得到了满意结果。

　1.色谱柱条件
　　离子色谱配ED50A电化学检测器，采用银工作电*、Ag-AgCl参比电*。分析柱和保护柱分别为IonPacAS7型(4×250mm)和IonPacAG7型(4×50mm)。淋洗液等梯度洗脱，流量为1.0mL/min，进样体积30μL。
　　1.1实际水样的采集与保存
　　水中的金属硫化物*不稳定，易以H2S形式逸出或氧化生成硫酸盐造成损失，根据水质监测方法在洁净干燥的聚乙烯瓶中先后加入Zn(Ac)2溶液和NaOH溶液进行固定，通常每100mL水样加入0.3mL1mol/L的Zn(Ac)2溶液和0.6mL1mol/L的NaOH溶液，使水样的pH在10~12。硫化物含量高时可酌情多加，至沉淀完全。水样充满采样瓶，摇匀后4℃下避光保存，24h内完成测定。
　　1.2实验方法
　　打开酸化吹气仪开关，在面板上调节水浴温度。取适量水样加入酸化吹气仪的烧瓶内，并向吸收液瓶内加入适量吸收液，检查装置的气密性后开启气源。按*定流量吹脱数分钟以赶尽装置内空气后，将流量计调整为零。从加酸漏斗向水样中迅速加入适量(1+1)H3PO4，确保装置密封不漏气后按吹气方式吹脱水中硫化物，完成硫化物的富集。采用已选定的色谱条件进行离子色谱检测。
　　2结果与讨论
　　2.1前处理方法的优化
　　在复合污染条件下，地表水中的还原性物质、悬浮物、色度等均会对硫化物的测定产生影响。酸化吹气仪通过吹脱捕集将金属硫化物转移至相对无干扰的吸收液中，不仅消除干扰简化操作，而且进行了金属硫化物的富集，以获得更好的精密度和准确度。由于不同地表水样中金属硫化物含量差异较大，合理优化水样加入量和吸收液用量能够提高该方法的普遍应用性，同时吹脱方式的优化也进*步提高了富集效率。总结已有的前处理方法，发现水样加入量、吹气方式、吸收液用量、吸收液种类、酸用量以及水浴温度均会对硫化物前处理效率产生影响，其中前3个条件为主要影响因素。
　　(1)吸收液种类、酸用量、水浴温度条件的选定。 溶液常作为硫化物化学分析法的前处理吸收液，但Zn(Ac)2会与S2-形成ZnS胶体，在离子色谱中不能被检测出，所以实验选用0.1mol/LNaOH溶液作为吸收液。由于*般水体pH在7.0左右，加入10mL(1+1)H3PO4溶液后pH<2，可满足硫化氢的酸化条件。 也证实H3PO4加入量在10mL时能达到*效果，所以确定酸加入量为10mL。另外，为防止水体物质间进行氧化还原反应，同时不影响吹气效率，选定60℃作为水浴加热温度。
　　(2)水样加入量、吹气方式、吸收液用量的选定。水样加入量、吹气方式、吸收液用量为酸化吹气仪设定的主要条件，通过SPSS19.0软件设计正交试验，并对试验结果进行数据分析，以选出*优的吹脱捕集条件。吹脱捕集过程中3个主要影响因子：水样加入量会影响吹气速率和瓶内上方气流方向从而影响回收率，吸收液用量会影响硫化物吸收的完全与否，这2个因素直接影响硫化物的富集效率，另外相较于单流量吹气方式，载气流量分步加大会得到更好的回收率。同时考虑到自配仪器的容量——500mL圆底烧瓶和2种不同规格的吸收瓶，在将水样加入量、吹气方式及吸收液体积作为3个影响因子的同时，前2个因子分别设3个水平、后1个因子设2个水平，设计混合型正交试验，

      2.2样品分析
　　(1)离子色谱工作曲线的绘制。取*定量的硫化物标准溶液配制成*定浓度范围的标准系列溶液，溶液均避光保存且现用现配(使用聚乙烯塑料容量瓶定容)。对峰面积和浓度进行*次线性回归分析，发现硫化物在0.005~1.0mg/L范围内线性良好，线性回归方程为A=0.02710C-0.3733，相关系数r2=0.9996。按3倍信噪比(S/N=3)的方法计算出离子的检出下限为0.82μg/L。
　　(2)精密度实验。对不同浓度的标准溶液进行吹脱捕集前处理，随后进离子色谱检测，每个水平做6次平行实验，样品的回收率良好，平均回收率均>90*，且各平行相对标准偏差均不超过5*，重现性良好。

3结论
　　采用吹脱捕集-离子色谱法测定水中的硫化物,对酸化吹气仪各项条件进行优化,尤其确定了水量加入量、吸收液用量以及吹气方式等主要影响条件,消除了水样中各干扰物对测定结果的影响,同时使用离子色谱法检测,准确度和精密度高,标准溶液加标回收率均超过90*,且方法的重现性好(RSD<5*)。该方法成功应用于河流水中硫化物的测定,能满足实际水样的定量分析要求,且操作简便快捷。