分光光度法測定水中硫酸鹽的前處理方法研究

賈佳++薛婷++王婷++念娟妮++竇蓓蕾

摘 要：該文對目前測定水中硫酸鹽的鉻酸鋇分光光度法（HJ/T 342-2007）進行了改進，對改進后的方法進行了檢出限、精密度和準確度的檢驗。結(jié)果表明：改進后方法的檢出限大大降低，為0.3mg/L，測定下限為1.2mg/L；對不同濃度樣品多次重復(fù)測定得到實驗精密度小于5%；用低濃度標準樣品進行準確度檢驗，測定結(jié)果合格。

關(guān)鍵詞：分光光度法；硫酸鹽；濃縮；檢出限；測定下限

中圖分類號 R123.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）23-22-02

Study on Pretreatment Method of Determination of Sulfate in Water by Spectrophotometric Method

Jia Jia1 et al.

（1Shaanxi Province Environmental Monitoring Center，Xi'an 710054，China）

Abstract：Improving barium chromate spectrophotometry（HJ/T 342-2007），the detection limit，precision and the accuracy of the improved method were studied. The results show that the detection limit of the improved method was 0.3mg/L，reduced greatly and the determination limit was 1.2mg/L. The precision was less than 5% by determining different samples. The accuracy determination results was qualified.

Key words：Spectrophotometricmethod；Sulfate；Concentration；Detection limit；Determination limit

硫酸鹽廣泛分布于自然界中，其主要來源于巖石土壤中礦物組分的風(fēng)化和淋溶，大氣中二氧化硫氧化，工業(yè)活動排放二氧化硫進入雨水中形成酸雨以及化學(xué)肥料、生活污水等[1]。水中少量硫酸鹽對人體健康無影響，但超過250mg/L時有致瀉作用[2]，我國《生活飲用水衛(wèi)生標準》中規(guī)定硫酸鹽的限值為250mg/L[3]。

目前常用的檢測硫酸鹽的方法主要有離子色譜法、鉻酸鋇分光光度法、重量法、鉻酸鋇間接原子吸收法。離子色譜法和鉻酸鋇間接原子吸收法對硬件要求較高，重量法準確度高，但操作較為繁瑣，鉻酸鋇分光光度法準確度和精密度較好，操作簡便，因此在分析少量的清潔水樣時，大多采用鉻酸鋇分光光度法[4]。根據(jù)國家標準HJ/T342-2007，用鉻酸鋇分光光度法測定水中硫酸鹽的檢出限是1mg/L，測定下限是8mg/L，測定濃度范圍是8～200mg/L。近年來，我國加強了檢測機構(gòu)對極低濃度樣品分析能力的考察，當硬件條件不滿足而僅能用分光光度法時，8mg/L的測定下限是不能滿足檢測需要的。為此，本文對鉻酸鋇分光光度法（HJ/T342-2007）前處理過程進行了改進，通過對水樣加熱濃縮來降低方法的檢出限和測定下限，從而滿足分光光度法對極低濃度樣品的檢測需要。

1 適用范圍

適用于一般地表水、地下水等較清潔水體。

2 方法原理

在酸性溶液中，鉻酸鋇與硫酸鹽生產(chǎn)硫酸鋇沉淀，并釋放出鉻酸根離子。溶液中和后多余的鉻酸鋇及生成的硫酸鋇仍是沉淀狀態(tài)，經(jīng)過濾除去沉淀。在堿性條件下，鉻酸根離子呈現(xiàn)黃色，測定其吸光度可知硫酸鹽含量。

3 儀器、試劑及測定方法

3.1儀器 加熱及過濾裝置；分光光度計（北京普析TU-1901型紫外可見分光光度計）；比色管（50mL）；錐形瓶（150mL）；燒杯（1L）；不同體積的大肚移液管和刻度移液管。

3.2 試劑 所用試劑均為符合國家標準的分析純或以上等級試劑；實驗用水為符合《分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法》（GB/T6682-2008）的去離子水。硫酸鹽標準貯備液（以硫酸根離子計）：500mg/L，室溫下保存；硫酸鹽標準使用液：1.00mg/mL，室溫下保存；鉻酸鋇懸濁液：每5mL鉻酸鋇懸濁液可以沉淀約48mg硫酸根（SO42-）；（1+1）氨水；鹽酸溶液：2.5mol/L。

3.3 測定方法 準確量取一定體積的水樣，置于大燒杯中，直接加熱至沸騰，濃縮到一定體積，用容量瓶進行定容，搖勻，待測。準確移取適量定容好的水樣于150mL錐形瓶中，加水至50mL。向水樣中各加入（下轉(zhuǎn)25頁）（上接22頁）1mL2.5mol/L鹽酸溶液，加熱煮沸約5min后再加入2.5mL鉻酸鋇懸濁液，再煮沸約5min。取下冷卻，向錐形瓶中逐滴加入（1+1）氨水至呈檸檬黃色，再多加2滴。用慢速定量濾紙過濾，收集濾液于50mL比色管內(nèi)，用去離子水稀釋至標線。在420nm波長下，用10mm比色皿測定吸光度，繪制校準曲線。在8個150mL錐形瓶中，分別加入0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL硫酸鹽標準使用液，加蒸餾水至50mL，進行校準曲線的測定。計算公式如下：

C（SO42-，mg/L）=m×1000×濃縮倍數(shù)/V

式中：m：根據(jù)校準曲線算出的水樣中硫酸鹽含量（mg）；V：錐形瓶中取樣體積（mL）。

4 結(jié)果與分析

4.1 校準曲線 以硫酸鹽含量（mg）為橫坐標，減空白后吸光度為縱坐標，繪制校準曲線，得到線性回歸方程為Y=0.1208X-0.0258，線性相關(guān)系數(shù)r=0.999 5。

4.2 精密度檢驗 配制2.00mg/L和10.00mg/L2個不同濃度水樣，準確量取500mL于大燒杯中，加熱濃縮至50.00mL，按試驗方法測定吸光度，計算濃縮前水樣中硫酸鹽含量。連續(xù)測定7次，計算相對標準偏差，結(jié)果見表1。

4.3 準確度檢驗 將低濃度明碼質(zhì)控樣進行濃縮后，按照實驗方法測定吸光度，計算水中硫酸鹽濃度值，結(jié)果見表2。由表2可以看出，測定結(jié)果均在質(zhì)控樣保證值濃度范圍內(nèi)，測定結(jié)果合格。

4.4 檢出限和測定下限的確定 根據(jù)HJ168-2010環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制修訂技術(shù)導(dǎo)則，當空白試驗中未檢測出目標物質(zhì)，應(yīng)對濃度值為估計方法檢出限值2～5倍的樣品進行n（n≥7）次平行測定。將硫酸鹽標準使用溶液加到空白中配制成濃度為0.5mg/L的混合樣品，按照樣品分析的同樣步驟連續(xù)分析7次，計算方法檢出限，結(jié)果見表3。由表3可知，直接加熱濃縮測定硫酸鹽方法檢出限為0.3mg/L。測定下限一般以4倍檢出限值作為測定下限[5]，所以該方法的測定下限為1.2mg/L。

5 結(jié)論

本文對現(xiàn)有鉻酸鋇分光光度法測定水中硫酸鹽的前處理方法進行了改進，選擇直接加熱的方法對水樣進行濃縮后再行測定。該方法檢出限為0.3mg/L，測定下限為1.2mg/L，大大降低了原方法的檢出限和測定下限，能夠滿足更低濃度樣品測定的需要，提高低濃度樣品的分析準確性，且方法操作簡單，結(jié)果穩(wěn)定，對硬件要求不高，分析成本低。

參考文獻

[1]張東，黃興宇，李成杰.硫和氧同位素示蹤黃河及支流河水硫酸鹽來源[J].水科學(xué)進展，2013，24（3）：418.

[2]國家環(huán)境保護總局《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法（第四版）[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2010.

[3]GB5749-2006，生活飲用水衛(wèi)生標準[S].

[4]中國環(huán)境監(jiān)測總站.環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測質(zhì)量保證手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

[5]HJ168-2010，環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制修訂技術(shù)導(dǎo)則[S].

（責(zé)編：張宏民）