亞硫酸鹽測定中水樣的預處理

劉 玲,齊 敏,彭敬雪,商曉艷

（中國石化 撫順石油化工研究院環保所,遼寧 撫順 113001）

目前關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、電化學法、碘量法等［1］。廢水成分一般比較復雜，其中很多物質都會對亞硫酸鹽的測定造成干擾［2］，導致結果出現嚴重偏差。所以在測定水中亞硫酸鹽之前，對廢水進行預處理以消除這些物質的干擾是非常必要的。但是在已有的報道中［3-8］，關于去除水樣中這些干擾物質的研究較少。

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，并通過加標回收和精密度實驗證明本方法具有較好的精密度和準確度，可保證水中亞硫酸鹽含量測定的準確性。

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，水質見表1。

表1 污水水質 mg/L

723N型可見分光光度計：上海精密科學儀器有限公司。

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，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瓶中；硫化氫氣體與一級吸收瓶中的硫酸銅溶液反應，生成黑色的硫化銅沉淀而去除；二氧化硫和二氧化碳氣體與二、三級吸收瓶中的氫氧化鈉反應，生成亞硫酸鈉和碳酸鈉，其中的亞硫酸鹽可與孔雀石綠發生加成反應，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的流量連續通氮氣5 min后，向水樣中加入質量分數為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量分數為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［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質量分數為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，根據吸光度差計算亞硫酸鹽含量。

2 結果與討論

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生負干擾，使亞硫酸鹽測定結果偏低；加入氨基磺酸氨后，吸光度與不含有亞硝酸根的結果一致，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生正干擾，使測定結果偏高，加入硫酸銅溶液后，吸光度與不含有S2-的結果基本一致，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生正干擾，使測定結果偏高；將水樣按實驗設定方法處理后，測定的吸光度與不含有COO-的結果基本一致，說明本實驗方法基本可以消除COO-的干擾；同時實驗結果也表明，水浴加熱不會對測定產生干擾。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，以吸光度差值（△A）為縱坐標，ρ（SO32-）為橫坐標做工作曲線，見圖1。由圖1可見，工作曲線方程為△A=0.148ρ+0.014，相關系數為0.993，方法的最低檢出限為0.1 mg/L。

圖1 工作曲線

2.5 方法的精密度和準確度

取標準溶液、地下水、地表水及某污水處理廠總排水，采用本預處理方法對水樣進行預處理，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-，測定加標回收率，驗證方法的準確度，結果見表5。由表5可見，各試樣測定結果的相對標準偏差均較低，在誤差允許范圍之內，說明本方法的精密度較好；加標回收率在98.1%～103.6%之間，方法具有較高的準確度。

表5 方法的精密度（n=6）和準確度

3 結論

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

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